Genetska selekcija je desetletja veljala za tehnično nišo, ki spada bolj v laboratorije kot na tržne police z gojenimi ribami. Vendar zadnje objave iz sredozemske in atlantske akvakulture kažejo, da gre pravzaprav za eno najbolj donosnih naložb, ki jih ima sektor na voljo, čeprav njeni učinki niso vidni čez noč, temveč se kažejo šele po desetletjih dosledne selekcije.
Najbolj nazoren dokaz je pred kratkim objavljena analiza rejskega programa za orado (Sparus aurata), ki ga v Grčiji vodi družba Avramar v sodelovanju z družbo Benchmark Genetics. Raziskovalci so analizirali podatke, zbrane med letoma 2002 in 2023, ki obsegajo skoraj 124.000 rib iz 1.843 družin. Rezultat je kumulativni genetski napredek, odražen v teži ribe ob izlovu, ki se je povečal za 248 gramov, oziroma 76-odstotno povečanje glede na izhodiščno populacijo. Letni napredek je znašal v povprečju 3,6 odstotka, kar ustreza približno 15 odstotkom na generacijo. Dedljivost teže ob izlovu so ocenili na 0,35, kar kaže, da je v populaciji še vedno dovolj genetske variabilnosti za nadaljnjo selekcijo. Hkrati se je stopnja parjenja v sorodstvu v tem obdobju povečevala zgolj za 0,39 odstotka na generacijo in je do leta 2023 dosegla 1,3 odstotka, kar velja za razmeroma nizko vrednost, za tako dolgotrajen rejski program. Avtorji to pripisujejo skrbnemu upravljanju parjenja, omejevanju prispevka posameznih družin k naslednji generaciji ter občasnemu vnosu zunanjega genetskega materiala.
Podatek, ki v praksi šteje več kot sama količina genetskega napredka, je čas do tržne velikosti. Ribe niso dosegale večje teže zato, ker bi rejci podaljševali proizvodni cikel, temveč obratno, saj se je starost ob izlovu skozi opazovano obdobje postopoma zniževala. Po ocenah avtorjev bi lahko nakopičeni genetski napredek skrajšal čas do standardne tržne velikosti za približno dva meseca, kar zmanjšuje izpostavljenost biološkim tveganjem, izboljšuje izkoriščenost infrastrukture in pospešuje obrat vloženega kapitala.
Podoben vzorec se kaže tudi pri drugih pomembnih vrstah evropske akvakulture, čeprav so podatki o dolgoročnih učinkih redkejši. Za atlantskega lososa (Salmo salar) je norveška družba AquaGen izvedla poskus tako imenovane skupne vzreje, v katerem so primerjali potomce iker sodobnih plemenskih rib z zarodki, oplojenimi s kriokonzervirani mlečkom samcev iz zgodnejših generacij, vključno s tistimi iz obdobja pred začetkom sistematične selekcije v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Razlika v telesni teži med generacijo nič, izlovljeno med letoma 1975 in 1978, ter enajsto generacijo, izlovljeno med letoma 2017 in 2019, je pod enakimi vzrejnimi pogoji znašala 1,5 kilograma. Na podlagi teh podatkov so avtorji ocenili, da bi lahko zgolj z nadaljnjim izboljševanjem rastnega potenciala do leta 2050 norveška proizvodnja lososa dosegla med 2,5 in 3,2 milijona ton, genetska selekcija pa bi lahko prispevala do 77 odstotkov dodatnega obsega, potrebnega za dosego petih milijonov ton skupne proizvodnje. Starejše analize so pokazale tudi, da genetsko izboljšani losos iz nacionalnega norveškega rejskega programa raste dvakrat hitreje od divjega lososa in za enak prirast porabi približno četrtino manj krme, kar naj bi norveški industriji prihranilo več kot 230 milijonov ameriških dolarjev letno pri stroških krme.
Vzporedno s produkcijskimi lastnostmi se razvija tudi selekcija na odpornost proti boleznim, kar je pri gosto naseljenih ribogojnicah eden ključnih dejavnikov gospodarske in okoljske vzdržnosti. Za evropskega brancina so raziskave pokazale zmerno do visoko dedljivost odpornosti proti virusni encefalopatiji in retinopatiji med 0,24 in 0,43. Pri oradi je dedljivost odpornosti proti pasteurelozi ocenjena med 0,22 in 0,32. Ker je za tovrstno selekcijo treba testirati sorodnike izbranih plemenk v nadzorovanih izpostavitvenih poskusih, ne da bi pri tem tvegali okužbo samih plemenskih rib, se je genomska selekcija izkazala za posebej primerno orodje, saj omogoča napovedovanje genomskih plemenskih vrednosti na podlagi genotipiziranih sorodnikov. Po podatkih pregleda strokovne literature naj bi genomska selekcija v akvakulturi v povprečju prinesla 12,5-odstotni genetski napredek na generacijo pri odpornosti proti boleznim, merjeno na več kombinacijah gostitelja in povzročitelja. Pri atlantskem lososu je znan primer molekularno podprte selekcije proti nalezljivi nekrozi trebušne slinavke, kjer je odkritje enega samega prevladujočega genetskega lokusa na določenem kromosomu omogočilo, da je umrljivost zaradi te bolezni v selekcioniranih jatah padla skoraj na nič.
Razvoj teh orodij v Evropi ni bil naključen, temveč rezultat vrste usklajenih raziskovalnih projektov. Petletni projekt FISHBOOST, ki ga je med letoma 2014 in 2019 sofinancirala Evropska komisija s približno šestimi milijoni evrov, je združil štirinajst raziskovalnih ustanov in enajst podjetij, da bi izboljšal rejske programe za šest najpomembnejših vrst evropske akvakulture, in sicer atlantskega lososa, šarenko, navadnega krapa, evropskega brancina, orado in romba, ki skupaj predstavljajo približno 90 odstotkov evropske proizvodnje gojenih rib. Projekt je izvedel doslej največjo študijo genotipizacije pri akvakulturnih vrstah, ocenil dedljivost odpornosti proti petim različnim boleznim in ugotovil, da med odpornostjo proti boleznim in produkcijskimi lastnostmi praviloma ni pomembne genetske korelacije. To pomeni, da je selekcija za eno skupino lastnosti mogoča brez škode za drugo. Vzporedni projekt MedAID, osredotočen na brancina in orado, je med drugim pokazal srednje do visoko dedljivost vsebnosti maščobe v mišicah pri obeh vrstah, 0,59 pri brancinu in 0,34 pri oradi, ekonomsko vrednost genetskega napredka pri rasti pa ocenil na približno 0,2 evra na kilogram ribe tako pri oradi kot pri lososu. Po podatkih ankete med evropskimi rejskimi organizacijami je leta 2016 iz selekcijskih programov izviralo približno polovica gojenega evropskega brancina, delež pa se je od takrat verjetno še povečal.
Rast telesne teže je bila zgodovinsko prva in še vedno najpomembnejša selekcijska lastnost, vendar se rejski programi vse bolj usmerjajo tudi v lastnosti, ki neposredno določajo tržno vrednost ribe po zakolu. Dva vzporedna projekta, izvedena znotraj drugega vala selekcije orade v programu PROGENSA, sta preučila dedljivost telesne oblike ter lastnosti trupa in fileja pri ribah, težkih približno 1.000 gramov. Prva študija je analizirala stranske fotografije rib z orodjem IMAFISH_ML, ki samodejno prepozna anatomske točke, ne da bi bilo treba žival žrtvovati. Največja globina telesa je pokazala oceno dedljivosti 0,78, druga meritev globine v sprednjem delu telesa pa celo 0,88, kar kaže, da bi željeno oblika lahko dokaj hitro pridobili z načrtno selekcijo. Druga študija je neposredno ocenila lastnosti trupa, fileja, drobovja in mišične sestave. Teža fileja je pokazala najvišjo dedljivost, 0,83, delež fileja glede na težo ribe pa je bil zmernejši, 0,25. Teža očiščenega trupa je dosegla 0,40, delež izkoristka trupa pa le 0,11. Zanimivo je, da se je pokazala tudi možnost genetskega vpliva na odlaganje maščobe, saj sta teža in delež drobovne maščobe dosegla dedljivost 0,48 oziroma 0,51. Sestava mesa je, nasprotno, pokazala precej bolj omejen genetski nadzor, saj so vrednosti za beljakovine znašale 0,17, za lipide pa 0,27, kar pomeni, da bi bil pričakovani odziv na selekcijo za ti dve lastnosti počasnejši.
Avtorji teh dveh raziskav predlagajo dopolnjujočo strategijo, pri kateri bi analiza slike omogočala hitro in neinvazivno beleženje telesne oblike potencialnih plemenskih rib, ta podatek pa bi se povezal z neposrednimi podatki o trupu in fileju, pridobljenimi pri njihovih sorodnikih. Tak pristop bi omogočil oblikovanje selekcijskih indeksov, ki bi bili tesneje povezani s končno tržno vrednostjo ribe. Vseeno raziskovalci opozarjajo, da študiji nista neposredno dokazali, da globlje telo orade pomeni tudi večji delež fileja, saj nista skupaj ocenili genetske korelacije med obema skupinama lastnosti. Poleg tega imajo nekatere ocenjene korelacije velike standardne napake, zato bo treba povezave preveriti še na drugih populacijah in rejskih sistemih ter oceniti njihov vpliv na užitni izkoristek, učinkovitost krmljenja in kakovost končnega izdelka.
Kljub tem dosežkom širša slika ostaja zapletena. Po pogosto navajanih ocenah norveškega genetika Trygveja Gjedrema manj kot deset odstotkov svetovne proizvodnje iz akvakulture še vedno temelji na genetsko izboljšanih zarodih, kar je precej manj kot v rastlinski pridelavi ali reji kopenskih živali. Razlogi so raznoliki, od velikega števila gojenih vrst prek težav pri nadzoru razmnoževanja pri nekaterih vrstah do visokih stroškov vzpostavitve in vodenja rejskega programa, ki po nekaterih ocenah postane ekonomsko upravičen šele pri letni proizvodnji nad približno 40.000 ton. Genomska selekcija, ki sicer izboljšuje natančnost napovedi plemenskih vrednosti, prinaša svoj izziv, saj zahteva genotipizacijo velikega števila sorodnikov, kar je pri vrstah z izjemno visoko plodnostjo, kot so ribe, strošek, ki ga ni mogoče zanemariti.
Prihodnji korak, na katerega kažejo tudi avtorji grške študije o oradi, je polna vključitev genomskih tehnologij v obstoječe rejske programe, ki danes v veliki meri še temeljijo na družinski selekciji in klasičnem ocenjevanju plemenskih vrednosti. Genomska selekcija bi lahko občutno povečala natančnost selekcijskih odločitev in pospešila napredek pri kompleksnejših lastnostih, kot so odpornost proti boleznim, preživetje in kakovost proizvoda. K temu prispeva tudi projekt AQUA-FAANG, ki je v okviru programa Obzorje 2020 pripravil obsežen katalog funkcionalnih genomskih podatkov za šest glavnih vrst evropske akvakulture, kar raziskovalcem omogoča lažje prepoznavanje vzročnih genetskih različic in ne le statističnih povezav. Z več kot dvema desetletjema zbranih podatkov in dobro uveljavljeno plemensko populacijo se zdi, da je evropska akvakultura v izhodiščnem položaju, primernem za ta prehod, kar bi lahko dodatno okrepilo biološko in ekonomsko uspešnost proizvodnje v prihodnjih letih.
Avtorji članka so zaposleni na Oddelku za zootehniko, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani, ki je izvajalec operacije “Izmenjava znanja – e-novice: vzpostavitev in vzdrževanje sistema za pošiljanje e-novic z zagotavljanjem relevantnih vsebin in uredniškega dela” na aktivnosti Akvakultura, ki temelji na znanju, in raziskave, Programa Evropskega sklada za pomorstvo, ribištvo in akvakulturo 2021-2027
Živijo, moje ime je EMA, kako ti lahko pomagam?
