Artikkelit Maatalous, Ruoka, Talous

MiX99-ohjelmiston tuntee moni eläinjalostaja ja matemaatikko ympäri maailman. Nyt Luonnonvarakeskuksessa kehitetty jalostusarvojen laskemistyökalu on valtaamassa uusia alueita.

Jos erikoistutkija Martin Lidauerilta kysytään, millainen tulevaisuuden lehmä on, hän kuvailee sitä valtavalla matriisilla, jossa lypsylehmä koostuu miljoonasta muuttujasta, kuten geneettisistä markkereista.

Lidauer ja hänen tiiminsä tuntevat matriisinsa läpikotaisin. Tiimi ei tyytynyt pelkkiin teoreettisiin laskelmiin, vaan jalostustiedot ja matemaattiset mallit jalostettiin käytännölliseksi työkaluksi, joka sai nimen MiX99.

”Nykyään MiX99 voi käyttää kaikkea saatavilla olevaa geneettistä informaatiota. Terveyden kaltaisten heikosti periytyvien ominaisuuksien mallintamisen tarkkuutta on mahdollista parantaa. Esimerkiksi pohjoismaisten lehmien hedelmällisyys paranee käyttämämme geneettisen informaation ansiosta”, Lidauer kertoo.

Kuva: Jouni Hyvärinen.

Harppauksia ja haasteita

1990-luvulta lähtien MiX99-ohjelmistoa on kehitetty samaan tahtiin genetiikan ja tietotekniikan kehittymisen kanssa. Viimeisin suuri edistysaskel on genotyypitetyistä eläimistä saatavan, nopeasti kasvavan tietomäärän mallintaminen.

Genomisessa mallissa voidaan hyödyntää eläimen koko perimä vain muutamien geenimerkkien sijasta. Lehmien genomitietoa kerätään SNP-teknologian avulla.

”Kymmenen vuotta sitten keräsimme ensimmäiset genomitiedot lypsylehmiltä. Jokaisesta eläimestä saadaan noin 38 000 muuttujan verran uutta tietoa malliimme. Pian joissakin maissa on tallennettu miljoonan eläimen genomitiedot”, Lidauer selittää.

”Tämän tietomäärän mallintaminen on suuri haaste.”

MiX99-ohjelmiston kehittänyt tiimi on omistautunut ja sitkeä. Lidauer kuvailee työtovereidensa Esa Mäntysaaren, Ismo Strandenin, Matti Taskisen, Timo Pitkäsen ja Kaarina Matilaisen työtä tyylikkääksi ja tarkaksi.

”Viime aikoina olemme edistyneet tieteellisessä työssä hienosti. Tulokset ovat parantaneet mainettamme tiedeyhteisössä ja koko alalla.”

Tuntemattomat vanhemmat, riviin järjestykää!

Tutkija Kaarina Matilainen tutkii lehmän sukupuussa olevia tuntemattomia vanhempia.

”Jalostusarvon arvioinnissa polveutumistiedot eivät ole täydellisiä. Jossain vaiheessa tuntemattomat vanhemmat järjestetään ryhmiksi. Huomasimme, että näitä ryhmiä ei otettu kunnolla huomioon lisääntyvyyspiirteiden genomisessa arvostelussa”, Matilainen selittää.

MiX99-ohjelmistossa ongelma tuotti epäluotettavia tuloksia tai loputonta käsittelyä. Onneksi tiimi ei ollut ongelman kanssa yksin. Matilainen perehtyi professori Ignacy Misztalin esittämään teoriaan ja löysi ratkaisun menetelmästä, jota kutsutaan eläinjalostuksessa QP-muunnokseksi.

”Minun tehtäväni oli toteuttaa käytännössä QP-muunnos genomisiin arvosteluihin. Pian MiX99-ohjelmiston käyttäjät saavat tarkempia tuloksia.”

Misztal ylisti hiljattain MiX99-ohjelmistoa julkisesti. Sattumoisin Misztal on kehittänyt toisen johtavan jalostusohjelmiston, BLUPF90:n.

Kuva: Arto Mäkeläinen

Avoin tiede on edistymisen tae

Luken tiimi on kuuluisa kyvystään hallita valtavia määriä genomi-informaatiota. Siitä ei kuitenkaan tullut alan huippuasiantuntijaa eristyksissä muusta maailmasta. Lidauerin mukaan maanviljelijät ovat aina olleet vahvasti mukana lypsykarjan jalostuksessa, ja siksi työ on ollut hyvin avointa.

”On hauskaa olla tutkijana tällä alalla. Maailmassa on noin kymmenen johtavaa ryhmää. Tapaamme toisiamme, keskustelemme ongelmista ja ratkaisuista ja nauramme yhdessä, kun tajuamme, että minähän osaan tehdä tuon paremmin kuin sinä!”

Esimerkiksi sikatalous on hyvin toisenlainen ala. Tutkimustiimit tuottavat ratkaisuja ainoastaan yrityksille, eivätkä tieteellisiin julkaisuihin.

”Mielestäni lypsykarjanjalostuksessa näkemämme edistys on tämän avoimuuden ansiota. Teollisuus rahoittaa työtämme, ja se haluaa rahoillensa vastinetta. Yksi yritys ja yksi tiimi voivat kuitenkin vain harvoin ratkaista ongelmia niin hyvin kuin koko tiedeyhteisö yhteistyössä”, Lidauer korostaa.

Tulevaisuuden lehmä

Tilastotietoa, numeroita, geenejä… Tietoa on saatavilla runsaasti. Mutta millainen tulevaisuuden lehmä on oikeasti?

Julkisessa keskustelussa voi jopa näyttää siltä, että tehokas jalostustoiminta tekee karjasta ja kasveista huonompia, ei parempia. Siksi Martin Lidauer haluaa huomauttaa, että MiX99 on työkalu, ei tulos.

”Genomitutkimuksen avulla meillä on aiempaa paremmat mahdollisuudet keskittyä laatuun ja terveyteen. Joten uskon, että on mahdollista jalostaa parempia eläimiä ja kasveja koko yhteiskunnan, ei vain maanviljelijöiden näkökulmasta.”

Teksti: Marjatta Sihvonen

Katso myös