DNA-tutkimukset

DNA-tutkimukset valottavat eläinrotujen sukulaisuuksia ja monimuotoisuutta. Pohjoismaiden ja Baltian kotieläinten monimuotoisuutta on kartoitettu tyypittämällä eri rotuihin kuuluvien eläinten perimästä DNA-merkkejä. Tähän mennessä on tutkittu nauta-, lammas-, hevos- ja kanarotuja. Vuohirotujen tutkimus aloitettiin vuonna 2011. Tutkimusten suosituimmat merkit ovat olleet mikrosatelliitit, isältä pojalle periytyvät Y-kromosomin merkit sekä pelkästään emänpuolelta pojalle ja tyttärelle periytyvä tuman ulkopuolinen mitokondrio-DNA. Eläinten perimästä on niin ikään analysoitu geenejä.

Monenlaisia DNA-merkkejä

Mikrosatelliitti on DNA:n lyhyt toistojakso, jossa 1-6 emäsparin muodostama perusyksikkö toistuu 10-100 kertaa. Naudalla tyypillinen mikrosatelliitin perusyksikkö on esimerkiksi TG (tymiini-guaniini). Eri yksilöillä ja eri roduilla voi olla eri määrä perusyksikön toistoja samassa mikrosatelliitissa, jota tietoa hyödynnetään tutkimusten johtopäätösten teossa.

Mitokondrio-DNA:n avulla tutkitaan emänpuoleista historiaa. Mitokondrio-DNA:sta  määritetään usein niin sanotun kontrollialueen eli D-loopin (Displacement loop) emäsjärjestys. Tältä alueelta on todettu useita nukleotidikorvautumisia, mikä on erinomainen DNA-merkin ominaisuus, kun selvitetään lähisukulaispopulaatioiden historiaa. Mitokondrio-DNA löytyy solujen hengityskeskuksista mitokondrioista, jotka sijaitsevat solussa tuman ulkopuolella, solulimassa.

Isänpuolelta periytyvästä Y-kromosomista on tutkittu yksittäisiä nukleotidimuutoksia ja Y-kromosomissa sijaitsevia mikrosatelliitteja. Y-kromosomin merkkien perusteella voidaan tehdä johtopäätöksiä isänpuoleisesta historiasta.

DNA-merkkiaineisto tuottaa paljon tietoa kotieläinten monimuotoisuudesta ja historiasta

Vertailemalla eri merkkien antamaa tietoa rotujen välisistä samankaltaisuuksista ja eroista saadaan selvyyttä rotujen geenipoolin kehityksestä. Merkit antavat tietoa rotujen historiasta, sukulaisuussuhteista ja auttavat tunnistamaan ne rodut, jotka poikkeavat geneettisesti saman lajin muista roduista. Geneettisesti poikkeavien rotujen perimän oletetaan sisältävän erilaisia alleeleita eli geenimuotoja ja geeniyhdistelmiä, joilla on vaikutusta taloudellisesti ja tieteellisesti tärkeisiin ominaisuuksiin ja joilla on merkitystä eläinten mukautumisessa erilaisiin ympäristöihin. Näitä geneettisesti eriytyneitä rotuja tulisi suosia eläingeenivarojen in situ  ja ex situ  â€“suojeluohjelmissa.

Rotujen välisiä sukulaisuuksia voidaan hyödyntää myös uhanalaisten rotujen suojelutyössä. Sukulaisroduista voidaan tuoda harkitusti geeniainesta (uroseläinten pakastespermaa, alkioita) suojeltavaan rotuun, jos rodun uhkana on sukusiitosasteen kasvu.

Merkkiaineistolla saadaan niin ikään tietoa kotieläinten ja rotujen historiasta sekä itse varhaisimmista kesytystapahtumista tuhansien vuosien takaa. Molekyyligeneettisen aineiston perusteella on pystytty tekemään johtopäätöksiä, kuinka monesta erillisestä kesytystapahtumasta ja kuinka monesta villin kantalajin erillisestä populaatiosta kotieläinlaji polveutuu. Esimerkiksi lammas on saattanut polveutua viidestä muflonipopulaatiosta, kun taas hevosella kesytystapahtumia on ollut useita.

Uudella tutkimusmenetelmällä jopa satojatuhansia DNA-merkkejä

Kotieläinten perimän tutkimusmenetelmät ovat viime vuosien aikana kehittyneet erittäin nopeasti. Nyt voidaan analysoida samanaikaisesti kymmeniä- tai jopa satojatuhansia DNA-merkkejä eläimen perimästä (niin sanotut SNP-microchipit; SNP, Single Nucleotide Polymorphism) tai määrittää eläimen koko genomin DNA:n emäsjärjestys. Genomitiedon avulla voidaan tunnistaa keskeiset geenit, jotka vaikuttavat eläinten eri ominaisuuksiin, kuten tuotokseen, kasvuun, taudinvastustuskykyyn ja hedelmällisyyteen. Nämä uudet menetelmät tuottavat uutta tietoa eläingeenivaroista ja eri rotujen merkityksestä lajitason monimuotoisuuden suojelussa.

Islannin lammas (kuva: Jón Eiríksson) on suhteellisen läheistä sukua muille alkukantaisille roduille, esimerkkinä "Old Norse Sheep" , jota kutsutaan myös nimellä "Villsau" (kuva alapuolella, kuva: Hilde Buer).

Lihantuotannon parantamiseksi useita kaupallisia lammasrotuja, kuten allaolevan kuvan norjalaista valkoista lammasta (kuva: The Norwegian Association for Sheep and Goat Breeders), on risteytetty kansainvälisten rotujen kanssa.