Azioni del progetto

Azione 1

Caratterizzazione fenotipica delle razze e delle specie autoctone (es. descrittori primari e secondari delle razze, biometrici, somatici, body condition score, ecc.);

Sarà effettuata una caratterizzazione fenotipica mediante lo sviluppo e l'impiego di un'apposita scheda di valutazione che consentirà di ottenere informazioni sui caratteri di muscolosità ed apparato scheletrico. Tenuto inoltre conto del sistema di allevamento dei TGA considerati, prevalentemente di tipo estensivo, saranno oggetto di valutazione la condizione corporale degli animali (BCS), la correttezza strutturale degli arti e la locomozione. Il rilievo della condizione corporale permetterà di avere un utile indicatore sia dell'attitudine al pascolamento sia dei parametri di fertilità. La valutazione della locomozione degli animali permetterà di ottenere informazioni per individuare soggetti che possano esaltare la capacità di pascolamento, la longevità funzionale con ricadute sul benessere animale. Altra caratteristica fondamentale negli allevamenti estensivi da carne è la capacità delle fattrici di svezzare vitelli senza ausilio da parte dell'allevatore e per esaltare questa abilità dei TGA sarà oggetto di valutazione morfologica anche l'apparato mammario delle fattrici.

Caratterizzazione fenotipica TGA Schede fenotipiche

Azione 2

Caratterizzazione genetica delle razze e delle specie autoctone ed allevate in Italia (es. azioni di caratterizzazione genetica per l'individuazione di linee di sangue da conservare e valorizzare, integrate, tra l'altro, dall'utilizzo di marcatori molecolari genetici (MAS), da segmenti di DNA informativi (GAS), dalla genomica(GS) e dall'epigenetica);

Al fine di sviluppare una valutazione genomica Single-Step (azione 4) e di stimare parentele e consanguineità (azione 5 e 6) saranno genotipizzati individui appartenenti alle razze Limousine e Charolaise. La genotipizzazione avverrà utilizzando chip ad alta e bassa densità, in modo tale da ottimizzare l'informazione ed il costo. Il genotipo dei soggetti genotipizzati a bassa densità sarà ricostruito utilizzando software specifici di imputazione (Nicolazzi et al, 2013). La scelta degli animali da genotipizzare sarà effettuata previa verifica della struttura di popolazione condotta utilizzando le informazioni anagrafiche in possesso del Libro Genealogico ed identificando i soggetti fondatori ed i loro discendenti.
Di pari passo verrà effettuata la genotipizzazione di soggetti dei TGA coinvolti. La scelta degli animali da genotipizzare sarà effettuata in base alle differenti consistenze delle 6 popolazioni in studio e, all'interno di ogni razza, dopo verifica delle differenti strutture di popolazione dedotte dai Registri Anagrafici, selezionando i soggetti che esprimeranno la maggior quota di diversità genetica presente.

Elenco aziende per Step Lista Genotipi (PDF)

Azione 3

Verifica di congruenza dei dati e delle informazioni;

Tutte le azioni presuppongono che i dati raccolti vengano previamente validati attraverso una serie di metodologie statistiche ed atte ad individuare eventuali anomalie o deviazioni dalla normalità. Le metodologie applicate dipenderanno dal tipo di dato raccolto e quindi:

• Controllo sul dato anagrafico (date di nascita/inseminazione/parto congruenti, sesso, verifica ascendenti)
• Verifica del dato quantitativo (numero animali controllati, verifiche sui caratteri analizzati: media, minimo, massimo, deviazione standard, skewness, kurtosis, leverage)
• Verifica dato qualitativo (classi utilizzate, frequenza e distribuzione)
• Qualità dato genomico (numero di campioni per singolo nucleotide, numero di cluster per marcatore, percentuale campioni a bassa intensità, separazione e percentuale eterozigoti, verifica cromosomi sex-linked)

Nel caso di ciascuna categoria saranno sviluppate pipeline bioinformatiche ad-hoc con report finali riassuntivi al fine di identificare eventuali pattern nei dati raccolti.

Analisi disequilibrio associazione Andamento disequilibrio associazione Verifica del dato anagrafico Verifica dato quantitativo età al primo parto e interparto Verifica dato quantitativo facilità di parto, mortalità perinatale, sopravvivenza alla lattazione Verifica dato quantitativo dati macellazione Tabella genotipi LD-HD Step 1 Tabella genotipi LD-HD Step 2 Tabella genotipi LD-HD Step 3 Controllo genotipi

Azione 4

Stima di indici genetici e genomici, di piani di accoppiamento e gestione riproduttiva in relazione alle nuove finalità (benessere animale, emissioni gas ad effetto serra nell'ambiente, miglioramento dell'efficienza riproduttiva e salvaguardia della biodiversità);

Le attività di questa azione sono finalizzate al miglioramento dei caratteri legati al benessere animale attraverso valutazioni genetiche/genomiche sviluppate con metodologie e caratteri di nuova raccolta.
Le attività prevedranno:

1. Rilevamento temperature ed umidità per stima e valutazione stress da caldo
2. Sviluppo valutazione genomica single-step
3. Capacità materna ed efficienza riproduttiva
4. Efficienza Alimentare e Precocità di macellazione
5. Piani di accoppiamento TGA (OC)

Attività

Rilevamento temperature ed umidità per stima e valutazione stress da caldo

Le informazioni relative alla temperatura ed all'umidità saranno raccolte sia in un gruppo di stalle selezionate sulla base della dimensione (numero di vitelli nati/anno) e della posizione geografica e nelle quali saranno installate delle centraline meteo con sonda di misura di temperatura e umidità atmosferica sia su altre stalle nelle quali, previa verifica, sarà possibile recuperare le informazioni meteo da centraline già presenti sul territorio e con dati disponibili sul web. Queste informazioni saranno quindi utilizzate nel modello di valutazione genetica/genomica al fine di stimare indici genetici per la resistenza al calore sulla base della bibliografia disponibile (Bernabucci et al., 2014; Biffani et al, 2016; Bradford et al., 2016).

Attività

Sviluppo valutazione genomica single-step

La genotipizzazione degli animali sarà effettuata con chip di SNP a media densità e, per un numero da definire sulla base dell'importanza genetica dei singoli ancestrali, con chip SNP ad alta densità. La stima del valore genetico degli individui si otterrà utilizzando la metodologia single-step GBLUP (Aguilar et al, 2010). L'obiettivo sarà l'impiego dei dati genomici per la stima degli indici di selezione della razza Limousine e Charolaise ponendo particolare attenzione al benessere animale ed alla sostenibilità delle produzioni.

Attività

Capacità materna ed efficienza riproduttiva

Nel caso delle razze Limousine e Charolaise sarà sviluppata una valutazione genetica/genomica per i seguenti caratteri:

Età al primo parto, Intervallo tra i parti, Sopravvivenza alla lattazione successiva, Facilità di parto, Mortalità perinatale (prime 24 ore di vita).

Per ciascuno di questi caratteri sarà sviluppato un modello ad-hoc sulla base del tipo di dato raccolto e della sua distribuzione. Inizialmente si provvederà al calcolo di un indice genetico che preveda l'utilizzo delle sole anagrafiche tradizionali. A questo, nell'ultimo anno di progetto e dopo che sarà terminata la raccolta di genotipi (azione 2 e 9) si affiancherà lo sviluppo di un indice genomico. I modelli di valutazione genetica sviluppati prevedranno anche l'inclusione dell'effetto "materno", questo sia per migliorare il benessere e la sostenibilità dell'allevamento ma anche per ottenere valori genetici maggiormente accurati.

Attività

Efficienza Alimentare e Precocità di macellazione

Gli aspetti relativi all'efficienza alimentare e stima delle emissioni di metano sono presentati nella successiva azione 5. Riguardo alla precocità di macellazione, sarà sviluppata, a partire dal secondo anno di attività una raccolta dati dai macelli convenzionati e, fatte salve le condizioni di accesso, dalle informazioni reperibili in BDN. Le informazioni cosi raccolte saranno utilizzate a partire dal 3° anno per sviluppare un modello di analisi dei dati di carcassa per identificare i principali effetti non genetici che influenzano il rendimento stesso e la precocità. Questa parte sarà propedeutica allo sviluppo di un modello di valutazione genetica per la precocità.

Attività

TGA - Piani di accoppiamento (OC)

Al fine di monitorare e controllare l'aumento di parentela e consanguineità nei TGA e limitare l'eventuale diminuzione di fitness o la comparsa di anomalie a carattere ereditario, saranno sviluppate una serie di azioni che includeranno tra l'altro:

• Utilizzazione di un numero sufficiente di riproduttori;
• Identificazione periodica di un numero di riproduttori tra loro poco parenti da utilizzare come genitori della successiva generazione;
• Sviluppo di uno strumento facile ed immediato per l'uso dei riproduttori in azienda.
• Applicazione metodologia OC.

Stalle selezionate razza Limousine Stalle selezionate razza Charolaise Centraline installate Step 1 Centraline installate Step 2 Modello THI Modello Single Step Modello Single Step Definitivo Stima dei parametri genetici per età al primo parto e interparto razza Limousine Stima dei parametri genetici per età al primo parto e interparto razza Charolaise Stima dei parametri genetici sopravvivenza alla lattazione razza Limousine Stima dei parametri genetici sopravvivenza alla lattazione razza Charolaise Stima dei parametri genetici sopravvivenza alla lattazione razza Limousine Stima dei parametri genetici sopravvivenza alla lattazione razza Charolaise Stima dei parametri mortalità perinatale razza Limousine Stima dei parametri mortalità perinatale razza Charolaise Indice pesi GBLUP Limousine Raccolta dati di macellazione Parametri Genetici (h2) carcassa razza Limousine Parametri Genetici (h2) carcassa razza Charolaise Indice carcassa Limousine Indice carcassa Charolaise

Azione 5

Miglioramento delle risorse genetiche animali ad interesse zootecnico (RGAiz), valutazione della consanguineità e della diversità genetica nelle popolazioni e calcolo dell'inbreeding, rilevamento dati in stazione di controllo in ambiente controllato;

Per quanto attiene alle attività relative al calcolo e valutazione della consanguineità ed alla diversità genetica si rimanda a quanto riportato nella azione 6. Il progetto prevede di raccogliere presso la stazione di controllo ANABIC e per un periodo di 24 mesi dati su vitelli di razza Limousine e vitelli di razza Charolaise. Il test avrà la durata di circa 5 mesi costituiti da ingresso e quarantena/adattamento (1 mese), rilevamento dati (3 mesi), controlli sanitari e uscita (1 mese). Durante la prova verranno rilevati i seguenti dati:

1. Registrazione dei pesi degli alimenti ingeriti ai fini della stima dell'efficienza alimentare e della stima delle emissioni di metano (1 mese):
   • Concentrato per singolo animale;
   • Foraggio per singolo animale;
2. Registrazione dei pesi dei vitelli con cadenza mensile ai fini della stima dell'efficienza alimentare e della stima delle emissioni di metano;
3. Informazioni sanitarie (patologie, trattamenti, test)

Tori in prova Analisi dei dati stazione di controllo Stima riduzione e missioni GHG Efficienza di conversione

Azione 6

Monitoraggio della diversità genetica nelle razze autoctone italiane e relativa valutazione

Secondo quanto previsto nell'azione 2 e nell'azione 4 e di quanto raccolto nell'azione 8, gli individui appartenenti alle razze Limousine e Charolaise e gli individui appartenenti alle razze CALVANA, MUCCA PISANA, PONTREMOLESE, SARDA, SARDO BRUNA e SARDO MODICANA saranno genotipizzati durante i 3 anni di attività del progetto. Queste informazioni saranno utilizzate ai fini del monitoraggio della diversa genetica e delle signature of selection, determinanti nella gestione e aggiornamento di programmi di breeding e conservazione come anche dei rapporti tra le diverse razze. Saranno anche sviluppate una serie di azioni basate sulle informazioni anagrafiche "standard". In questo caso verranno calcolati ed utilizzati ai fini della salvaguardia della biodiversità i seguenti parametri:

1. Numero di ascendenti conosciuti per individuo
2. Soggetti fondatori e gene-origin
3. Consanguineità individuale
4. Parentela entro azienda, regione, popolazione
5. Dimensione Effettiva della Popolazione (Ne)
6. Mappe geografiche consanguineità (sviluppate utilizzando coordinate geografiche allevamento)
7. Parentela tra tori utilizzati e femmine presenti in azienda

Accoppiamento parenti Completezza anagrafica Completezza Pedigree Completezza pedigree per generazione Consanguineita Ne TGA Consanguineita per generazione Intervallo generazione Distribuzione allevamenti Report Distanze Genetiche Statistiche polimorfismo SNPs Stima parametri genetici da file pedigree Consanguineità calcolata con Het e ibc Omozigosi attesa e osservata razze cosmo per individuo Omozigosi attesa e osservata razze locali per individuo F Calcolata con ROH Accoppiamenti programmati razza Calvana Accoppiamenti programmati razza Pisana Accoppiamenti programmati razza Pontremolese

Azione 8

Raccolta di materiale biologico e germoplasma (DNA, materiale seminale, ovuli ed embrioni, ecc.)

Nel caso dei TGA carne è prevista la crioconservazione di materiale genetico al fine non solo di garantire un eventuale backup nel caso avvengano problemi genetici (per esempio, eccessiva consanguineità), ma anche per aumentare la dimensione effettiva di popolazione attraverso schemi di riproduzione specifici. Questa attività prevede la raccolta, durante i 3 anni di durata del progetto, del seme di riproduttori delle 6 razze sulla base della dimensione della popolazione.

Aziende selezionate per prelievo seme Dosi raccolte Cinetica seme tori

Azione 9

Elaborazione delle informazioni raccolte (es. elaborazione di indicatori ed indici tali da minimizzare l'impatto ambientale degli allevamenti);

Tutte le azioni precedentemente riportate (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 8) prevedono la messa a punto di una serie di procedure che dal dato "grezzo" portino alla produzione di una serie di strumenti direttamente utilizzabili e fruibili dagli allevatori. La fase di calcolo degli indici genetici, preceduta da una serie di analisi preliminari volte ad identificare i parametri genetici necessari (i.e. ereditabilità, correlazioni genetiche), sarà quindi sviluppata sulla base del carattere considerato e prevedrà:

1. Recupero da base dati fenotipi e altre informazioni collegate (e.g., temperatura e umidità)
2. "merge" con anagrafica e verifiche di congruenza (azione 3)
3. Definizione modello e stima parametri genetici (azione 4)
4. Calcolo indici (azione 4)
5. Sviluppo indici aggregati

Nel caso particolare del punto 5, lo sviluppo di indici aggregati (i.e., indici che ponderano le informazioni provenienti da indici genetici stimati per ogni singolo carattere) sarà fatto sulla base delle enfasi relative assegnate a ciascun carattere, tenendo come obiettivo generale quello di massimizzare il benessere e la sostenibilità dell'allevamento.

Ereditabilità età al primo parto e interparto Ereditabilità facilità di parto, mortalità e sopravvivenza Ereditabilità peso di carcassa Modelli per valutazioni genetiche razza Limousine Modelli per valutazioni genetiche razza Charolaise Sviluppo Indice Indice aggregato Limousine

Azione 10

Azioni di accompagnamento: azioni di informazione, disseminazione e preparazione di report tecnici tematici e relazioni tecnico-scientifiche, anche attraverso ausili informatici e telematici.

Tutte le attività svolte nel presente progetto saranno accompagnate da una serie di iniziative volte a finalizzarne la divulgazione tra gli allevatori e gli operatori del settore. Questo tipo di attività si collega anche allo sviluppo di una piattaforma Open-data.

Elenco pubblicazioni