Kyngreint sæði hefur gjörbreytt nautgriparæktinni

Tækni til að kyngreina sæði nauta hefur verið til í áratugi og í ár eru liðin 30 ár frá því að fyrsti kálfurinn fæddist eftir sæðingu með kyngreindu sæði.

Þrátt fyrir að tæknin sé orðin þetta gömul fór útbreiðsla á kyngreindu sæði ekki að aukast að ráði í heiminum fyrr en fyrir um 15 árum og hefur síðan aukist jafnt og þétt. Í dag er notkun á kyngreindu sæði orðin mjög mikil, enda valdið straumhvörfum í rekstri kúabúa víða um heim þar sem bændur geta nú stjórnað því hve margar kvígur eða naut eiga að fæðast og geta því alið upp gripi sem passa betur við framleiðsluna.

Þetta leiðir til mun lægri framleiðslukostnaðar mjólkur og nautakjöts enda sæða flestir kúabændur mjólkurkýr sínar og kvígur, sem ekki fá kyngreint sæði, með holdanautasæði. Með því fá þeir blendinga sem vaxa hraðar og gefa af sér betri kjötgæði en ef um naut væri að ræða af mjólkurkúakyni.

Fundu mun á stærð erfðaefnisins

Kyn afkvæmis ræðst af X- og Y-litningum í sáðfrumunum og ef afkvæmið er kvenkyns er það með tvo X-litninga en sé það karlkyns er það með bæði X- og Y-litninga. Tæknin við að kyngreina sæði á rætur að rekja aftur til ársins 1982, þegar vísindamenn uppgötvuðu að það var munur á stærð erfðaefnisins (DNA) í X- og Y-litningum hjá músum og að erfðaefnið þar sem Y-litningur var einnig til staðar var mun minna.

Þetta á einnig við um aðrar dýrategundir og hjá nautgripum er munurinn á erfðaefninu á milli X-berandi sæðisfrumna og Y-berandi sæðisfrumna 4 prósent. Þessi munur á stærð erfðaefnisins gerir það mögulegt að greina X-berandi sæði frá Y-berandi sæði.

Hröð þróun

Fyrstu afkvæmin, sem komu til í kjölfar kyngreiningar á sæði, fæddust árið 1989 og þá voru það kanínuungar sem komu í heiminn. Það var svo árið 1993 sem fyrsti kálfurinn fæddist og síðan hefur tæknin til kyngreiningar á sæði tekið miklum framförum.

Í dag eru tvö bandarísk fyrirtæki ráðandi á þessum markaði í heiminum, annars vegar fyrirtækið Sexing Technologies, sem hóf markaðssetningu á kyngreindu sæði árið 2004, í kjölfar einkaleyfis sem fyrirtækið fékk á aðferðarfræði sinni árið 2003. Þetta fyrirtæki var raunar með heljartök á markaðinum í rúman áratug enda fólst í einkaleyfi þess að enginn annar gat selt kyngreint sæði. Árið 2017 gripu bandarísk yfirvöld inn í stöðuna með dómsúrskurði og komu í veg fyrir einokun fyrirtækisins á þessum mikilvæga markaði.

Eftir það hafa opnast leiðir fyrir aðra að kyngreina sæði, þó ekki með sömu aðferð, og nú hefur fyrirtækið ABS náð ágætri fótfestu á þessum sama markaði með sína vöru.

Tæknin sem er notuð í dag

Framangreind tvö fyrirtæki nota eins og fyrr segir sitt hvora tæknina til kyngreiningar á sæði.

Aðferð Sexing Technologies felst í því að sæðisfrumurnar eru aðskildar í gegnum flókið ferli, sem felst í því að lita sæðið með svokallaðri flúrljómun sem binst erfðaefninu í hlutfalli við magn þess. Sæðið er síðan sent í gegnum frumuflæðismæli sem notar laser til þess að meta magn erfðaefnis hverrar sáðfrumu.

Þar sem sæðisfrumur með X-litninga innihalda meira erfðaefni en sæðisfrumur með Y-litninga litast þær fyrrgreindu með öðrum hætti þegar þær renna í gengum mælinn. Þegar sáðfrumurnar fara svo út úr frumuflæðismælinum eru þær merktar með annaðhvort jákvæðri eða neikvæðri hleðslu miðað við erfðaefnisinnihald þeirra. Þær fara svo áfram í söfnunarílát sem draga til sín annaðhvort neikvæða eða jákvæða hleðslu. Með þessum hætti eru sáðfrumurnar skildar að.

Aðferð ABS, sem kallast Sexcel, er nokkuð frábrugðin framangreindri aðferð Sexing Technologies en hún byggir á því að sáðfrumurnar eru sendar eftir eins konar rörakerfi þar sem laser metur magn erfðaefnis í hverri sáðfrumu. Sé magn erfðaefnisins rétt, þ.e. fer eftir því hvoru kyninu sé verið að sækjast eftir, fær sáðfruman að halda áfram för sinni í gegnum rörakerfið en ef sáðfruman er með óæskilegt magn erfðaefnis eyðir laserinn henni. Í lok ferilsins eru þá einungis þær sáðfrumur lifandi sem óskað var eftir en hinar eru dauðar.

90-97% hreinleiki

Þegar fyrst var byrjað að framleiða kyngreint sæði var hreinleiki sæðisins oft ekki nema um 75% en í dag eru aðferðirnar og tæknibúnaðurinn svo nákvæmur að hægt er að ná 90-97% hreinleika á sæðið. Þetta þýðir með öðrum orðum að ætli bóndi t.d. eingöngu að fá nautkálfa má búast við því að a.m.k. 9 af hverjum 10 fæddum kálfum séu naut. Þetta getur greinarhöfundur einnig staðfest en á kúabúi í Afríku, sem hann hefur m.a. umsjón með, voru fluttar inn fengnar kvígur sl. vor.

Af þeim hafa nú í byrjun nóvember 42 borið og þar af einungis komið 3 naut, enda allar kvígurnar sæddar með kyngreindu sæði sem átti fyrst og fremst að gefa kvígukálfa. Þrátt fyrir mikinn hreinleika kyngreinds sæðis þessara tveggja fyrirtækja er þó aðeins slakari frjósemi við sæðingar með þessu sæði, þ.e. fanghlutfall miðað við fjölda sæðinga er heldur lægra en ef sæðið hefur ekki verið meðhöndlað. Þessi munur er þó ekki mikill í dag.

Stórkostleg aukning

Ef litið er yfir farinn veg og hve hröð þróunin hefur verið og hve vel bændur um allan heim hafa tekið þessari nýjung þá er t.d. talið að árið 2006 hafi u.þ.b. 1 prósent af öllum sæðingum Holstein kúa verið með kyngreindu sæði. Þetta hlutfall jókst svo næsta áratuginn upp í um 10% en þegar samkeppnin á markaðinum jókst, með tilkomu ABS, urðu hraustlegar breytingar á þessu.

Taka má tölur frá Bretlandi sem dæmi, en árið 2017 var hlutfall þessa sæðis við sæðingar 24% en árið 2020 var það komið í 50%. Þetta mynstur við þróun á notkun kúabúa á kyngreindu sæði er mjög svipuð í mörgum öðrum löndum og er t.d. meira en önnur hver kýr í Bandaríkjunum nú sædd með kyngreindu sæði.

Þriðjungur sæddur með kyngreindu sæði

Í raun væri nóg fyrir flesta bændur að sæða þriðjung kúnna með kyngreindu sæði og þá auðvitað fyrst og fremst þær kýr og kvígur sem standa fremstar samkvæmt mati á erfðamengi þeirra. Hinar mætti þá aðallega nota til að framleiða blendinga fyrir kjötframleiðslu.

Þetta er þó misjafnt eftir framleiðslustöðu kúabúanna og sum þeirra, sem eru í vexti, þurfa á mörgum kvígukálfum að halda á meðan önnur þurfa einungis kvígukálfa til að viðhalda hjörðinni. Þessi tækni hefur gjörbreytt stöðu nautgriparæktar í heiminum og næstu árin munu áhrifin koma enn betur fram með mun hagkvæmari framleiðslu og lægri rekstrarkostnaði þeirra kúabúa sem nota kyngreint sæði.