Das Rind: ein klassischer Holobiont

Teil 1: Variierende Hologenome und Methanbildung

Abstract

Zusammenfassung
Das Rind ist ein typischer Holobiont. Die Bewertung komplexer Phänotypen erfordert deshalb nicht nur die Bewertung der Heritabilität (h²) sondern auch der Mikrobiabilität (m²).
Wir stehen allerdings erst am Anfang die zugrunde liegenden Beziehungen zwischen Wirtsgenom, Mikrobiom und speziellen Umweltfaktoren merkmalsspezifisch zu erfassen.
Am Beispiel der Methanbildung wird gezeigt, dass - obwohl Wiederkäuer keine Gene für die CH4-Bildung in ihrem Genom besitzen - eine zugehörige genetische Komponente seitens der Wirtstiere existiert.
Das ruminale Mikrobiom determiniert etwa 15% bis 20% der Varianz des CH4-Ertrages.
Im Hinblick auf eine weitere Minderung der CH4-Emission im Rahmen sehr intensiver Milchproduktionssysteme mit Holsteinrindern (mittlere Laktationsleistungen ≥11.000 kg Milch(EKM)/Kuh/Laktation) sind zugehörige CH4-Minderungspotenziale vorrangig durch diätetische Maßnahmen einschließlich Nutzung spezifischer Fütterungszusätze (z.B. 3-NOP), in einer (zukünftig) weiteren Manipulation des Mikrobioms sowie in indirekten tierbezogenen Einflussnahmen (z.B. Reduzierung der Tierverluste, Verbesserung der Nutzungsdauer der Muttertiere etc.) zu suchen. In weniger intensiven Milchproduktionssystemen bietet sich eine gezielte weitere Leistungssteigerung zusätzlich an.

Summary
The cattle: a classic holobiont
Part 1: Varying hologenomes and methane formation
The cattle is a typical holobiont. The evaluation of complex phenotypes therefore requires not only the evaluation of heritability (h²) but also of microbiability (m²).
However, we are only just beginning to understand the underlying relationships between host genome, microbiome and special environmental factors.
The example of methane formation shows that - although ruminants have no genes for CH4-formation in their genome - an associated genetic component exists on the part of host animals.
The ruminale microbiome determines about 15% to 20% of the variance in CH4-yield.
With regard to a further reduction in CH4-emissions in the context of very intensive milk production systems with Holstein cattle (mean lactation capacities ≥11,000 kg milk (EKM)/cow/lactation), associated CH4-reduction potentials are primarily through dietary measures, including the use of specific feeding additives (e.g. 3-NOP), further manipulation of the microbiome (in the future) as well as indirect animal-related influences (e.g. reduction of animal losses, improvement of the life time etc.). In less intensive milk production systems, a targeted further increase in performance is particularly useful