Aspetti Genetici M. Cassandro e M. Mele [email_address] DAFNAE UniverSity   OF   PADOVA Fiera di Verona, Febbraio 3, 2012 ...
<ul><li>Premessa </li></ul><ul><li>Opinioni e considerazioni nel mondo </li></ul><ul><li>Contributo del settore zootecnico...
“ Over the next 50 years, the world ’ s farmers and ranchers will be called upon to produce more food than has been produc...
Limiting the concentration of Carbon Dioxide and other GHG  in Earth’s atmosphere requires a technological and economic re...
Il settore agricolo, le produzioni animali e le emissioni GHG Agricoltura Produzioni Animali Fonte USA, % totale del paese...
<ul><li>La mitigazione del Metano emesso nelle specie </li></ul><ul><li>animali sembra possibile </li></ul><ul><li>Metano ...
Emissioni di CH 4  da una singola vacca in 2d  in camera metabolica
CH 4   in-situ  da SF 6  (esafluoruro di zolfo) metodo con tracciante Hegarty et al., 2007 Grainger et al., 2007 Grainger ...
Quali caratteri considerare  per il miglioramento genetico ? Misurazione diretta emissione CH4 (SF6, camere metaboliche…) ...
Quali caratteri considerare per il miglioramento genetico ? Capacità di ingestione degli alimenti  mediante la valutazione...
RFI ed emissione di CH4, in vitelloni da carne con accrescimenti medi giornalieri pari a 1.2 kg (da Hegarty et al., 2007)
APPROCCIO GENOMICO La regolazione dell’ Ingestione Volontaria di Alimenti   è basata su meccanismi endocrino-metabolici  c...
Bovini da LATTE h 2 Fonte predizione di Metano enterico emesso, MJ/d 0,12 Cassandro et al., 2010 predizione di Metano ente...
Animale più efficienti e  a minor impatto ambientale Animale meno efficiente e  a maggior impatto ambientale
Area di buon livello di efficienza di mitigazione più difficile da ottimizzare
Distribuzione degli IGT di tori Frisoni italiani in termini di  predizione di CH 4  emesso per kg di latte Tori Rank 99 pe...
Relazione tra produttività a capo e emissione di metano nella vacca da latte in funzione del livello di fertilità della ma...
Razze Cosmopolite vs Razze Locale : 0.82 vs 1.03 MJ/ Latte, kg (-20 %) MJ/Kg
Produttori, Animali, Consumatori e Società Quantità e Qualità del Latte Longevità, Fertilità  e  Funzionalità Impatto Ambi...
Evidenze scientifiche oggi disponibili  suggeriscono che esiste variabilità genetica nella predizione di CH 4  emesso entr...
È necessario trovare un equilibrio tra produttività e azioni di mitigazione, altrimenti si corre il rischio che il benefic...
GRAZIE per L’ATTENZIONE
<ul><li>Attuali ricerche indirizzate su diversi approcci:  </li></ul><ul><li>- Misurazione GHG individuale (in)diretta  (L...
31%
Tori HF disponibili in Italia  (7672 update Dic2009) Variabile  Media D.S. Minimo Massimo Latte, kg (305d)    9895.00  679...
Razze Cosmopolite vs  R azze Locali: 0.15 vs 0.13 MJ/ kg di peso metabolico ( +13 % ) MJ/Kg 0.75 CH 4 , MJ/kg di peso meta...
Razze  Cosmopolite vs Razze Locali: 102.14 vs 112.65 MJ/ Peso Metabolico, kg ( -9 % ) MJ/ [latte Kg /peso metabolico, Kg]
Effetti del miglioramento dell’efficienza riproduttiva: una riduzione di 6 giorni di Parto-1^Inseminazione incremento dal ...
Effetti del miglioramento dell’efficienza riproduttiva: Aumento di mezzo punto del N. di parti medi  di una popolazione di...
Distribuzione di frequenza della predizione di CH 4  emesso da figlie dei tori HF Distribuzione di frequenza della predizi...
Effetto del miglioramento genetico per la produttività  sulle emissioni di GHG negli allevamenti da latte  evoluzione dal ...
Camere Respiratorie a Circuito-Aperto Uno schema in uso presso il Dept. of Primary Industries, Ellinbank (Victoria, Austra...
La filiera agroalimentare ha la specificità di detenere un rapporto biunivoco con il  global warming , in quanto è nello s...
Razze Cosmopolite  vs  Razze Locali : 18.29 vs 14.32 MJ/d ( +28% ) MJ/d CH 4 , MJ/d
L'Informatore Agrario  Fieragricola 2012 - l'impronta animale e gli aspetti genetici - cassandro
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  1. 1. Aspetti Genetici M. Cassandro e M. Mele [email_address] DAFNAE UniverSity OF PADOVA Fiera di Verona, Febbraio 3, 2012 ASPA – Commissione Animal Footprint
  2. 2. <ul><li>Premessa </li></ul><ul><li>Opinioni e considerazioni nel mondo </li></ul><ul><li>Contributo del settore zootecnico ai GHG emessi </li></ul><ul><li>Il Pacchetto Clima 20-20-20 </li></ul><ul><li>Misure individuali del CH 4 emesso </li></ul><ul><li>Misure dirette </li></ul><ul><li>Misure indirette </li></ul><ul><li>h 2 della predizione di CH 4 emesso (pCH4e) </li></ul><ul><li>Indicatori genetici individuali e di razza del pCH 4 e </li></ul><ul><li>Conclusioni </li></ul>
  3. 3. “ Over the next 50 years, the world ’ s farmers and ranchers will be called upon to produce more food than has been produced in the past 10,000 years combined, and to do so in environmentally sustainable ways. ” Jacques Diouf, FAO Director General, 2007
  4. 4. Limiting the concentration of Carbon Dioxide and other GHG in Earth’s atmosphere requires a technological and economic revolution GHG reductions should be treated as a public good, like infrastructure investments in public health and safety and, indeed, national defence. US Congress, is prospecting to define a price on GHG emissions.
  5. 5. Il settore agricolo, le produzioni animali e le emissioni GHG Agricoltura Produzioni Animali Fonte USA, % totale del paese 5.8 3 EPA, 2007 Canada, % totale del paese 8.0 4 Kebreab e coll., 2006 UK, % totale del paese 6.5 2 Gill e coll., 2010 Italy, % totale del paese 6.6 3 ISPRA 2010
  6. 6.
  7. 7.
  8. 8. <ul><li>La mitigazione del Metano emesso nelle specie </li></ul><ul><li>animali sembra possibile </li></ul><ul><li>Metano prodotto dalle fermentazioni ruminali: </li></ul><ul><ul><li>- manipolando la dieta </li></ul></ul><ul><ul><li>- modificazioni/additivi ruminali </li></ul></ul><ul><ul><li>- genomica popolazione microbica ruminale </li></ul></ul><ul><ul><li>- selezione animale </li></ul></ul>Molti settori produttivi stanno ponendo attenzione sulle strategie di riduzione dei GHG emessi Alford et al. 2006, calcolato una riduzione del 16% di riduzione di CH 4 in 25 anni, se il residual feed intake verrà selezionato in bovini da carne
  9. 9. Emissioni di CH 4 da una singola vacca in 2d in camera metabolica
  10. 10. CH 4 in-situ da SF 6 (esafluoruro di zolfo) metodo con tracciante Hegarty et al., 2007 Grainger et al., 2007 Grainger et al., 2007 Lassey et al.,1997 CH 4 ex- situ camere respiratorie a circuito aperto Grainger et al., 2007 CH 4 in-situ campionamento aria sopra il naso Grainger et al., 2007
  11. 11. Quali caratteri considerare per il miglioramento genetico ? Misurazione diretta emissione CH4 (SF6, camere metaboliche…) Tecnicamente complesso, costoso, difficilmente applicabile su larga scala Misurazione indiretta emissione CH4 (caratterizzazione batteri ruminali, marker fecali)
  12. 12. Quali caratteri considerare per il miglioramento genetico ? Capacità di ingestione degli alimenti mediante la valutazione dell ’ ingestione volontaria residua o Residual Feed Intake (RFI): (reale ingestione di ss dell ’ animale – ingestione attesa in funzione del soddisfacimento dei fabbisogni di mantenimento e di produzione) Tecnicamente fattibile, buona associazione con emissione di CH4, carattere con moderata ereditabilità
  13. 13. RFI ed emissione di CH4, in vitelloni da carne con accrescimenti medi giornalieri pari a 1.2 kg (da Hegarty et al., 2007)
  14. 14. APPROCCIO GENOMICO La regolazione dell’ Ingestione Volontaria di Alimenti è basata su meccanismi endocrino-metabolici complessi che coinvolgono diversi geni espressi quali (Nieman et al, 2011): - neuropeptide Y (NPY) - pro-opiomelanocortina (POMC) - cocaina-anfetamina (CART) - leptina - grelina
  15. 15.
  16. 16.
  17. 17. Bovini da LATTE h 2 Fonte predizione di Metano enterico emesso, MJ/d 0,12 Cassandro et al., 2010 predizione di Metano enterico emesso, g/d (PME) 0,35 De Haas et al., 2011 predizione di Metano enterico emesso, PME/Kg LcGP 0,58 De Haas et al., 2011 Bovini da Carne h 2 Fonte predizione di Metano enterico emesso, MJ/d 0,18 Albera e Cassandro, 2011 predizione di Metano enterico emesso, kg/d Accrescimento 0,25 Albera e Cassandro, 2011
  18. 18. Animale più efficienti e a minor impatto ambientale Animale meno efficiente e a maggior impatto ambientale
  19. 19. Area di buon livello di efficienza di mitigazione più difficile da ottimizzare
  20. 20. Distribuzione degli IGT di tori Frisoni italiani in termini di predizione di CH 4 emesso per kg di latte Tori Rank 99 per PFT evidenziano una variabilità di CH 4 emesso per kg di latte +/- 15-20%
  21. 21. Relazione tra produttività a capo e emissione di metano nella vacca da latte in funzione del livello di fertilità della mandria, A: livello attuale, B: livello relativo al 1995, C: livello ottimale (Garnsworthy, 2004). Scenario fertilità A (oggi) B (1995) C (ideale) Giorni alla prima FA 78 72 70 Tasso rilevamento calore 50 55 70 Tasso concepimento alla prima FA 38 47 65 Tasso concepimento successive FA 37 46 60
  22. 22. Razze Cosmopolite vs Razze Locale : 0.82 vs 1.03 MJ/ Latte, kg (-20 %) MJ/Kg
  23. 23. Produttori, Animali, Consumatori e Società Quantità e Qualità del Latte Longevità, Fertilità e Funzionalità Impatto Ambientale Proprietà Tecnologiche Aspetti Nutrizionali Produttori, Animali Produttori
  24. 24. Evidenze scientifiche oggi disponibili suggeriscono che esiste variabilità genetica nella predizione di CH 4 emesso entro e tra popolazioni animali. La mitigazione ambientale può essere perseguita anche mediante selezione migliorando il RFI e la fertilità, nonché l’utilizzo del territorio (prati-pascoli) e la capacità pascoliva dei nostri ruminati. E’ necessaria una rivoluzione tecnologica ed economica per limitare i GHG, ma anche un cambiamento culturale con approcci multidisciplinari e completi non più parziali e di singolo ambito o aspetto: Nutrizione, Microbiologia, Genetica e le Biotecnologie
  25. 25. È necessario trovare un equilibrio tra produttività e azioni di mitigazione, altrimenti si corre il rischio che il beneficio ottenuto venga vanificato dalla maggiore produzione effettuata da chi non si pone scrupoli ambientali ( carbon leakage ). Il SETTORE AGRICOLO è QUASI in PAREGGIO tra CO 2 eq Emessa e Assorbita Oggi abbiamo il compito di dover migliorare l’efficienza animale anche per la tutela ambientale oltre che per la riduzione dei costi di produzione
  26. 26. GRAZIE per L’ATTENZIONE
  27. 27. <ul><li>Attuali ricerche indirizzate su diversi approcci: </li></ul><ul><li>- Misurazione GHG individuale (in)diretta (Lassey, 2007; Ellis et al. 2007) </li></ul><ul><li>Relazione tra Genomica & m.o. Ruminali (Clark, 2009) </li></ul><ul><li>Selezione per la riduzione di GHG emessi </li></ul><ul><ul><li>in differenti sistemi produttivi (NZ-AUS-UK-NLD, Hegarty, 2010) </li></ul></ul><ul><li>Impatto della selezione per la produzione, </li></ul><ul><li>salute e funzionalità sui GHG (Cassandro et al. WCGALP 2010) </li></ul><ul><li>Studi futuri e loro applicazioni: </li></ul><ul><li>- Interazione vegetali-rumine e animali </li></ul><ul><li>Riduzione di GHG a 3 livelli: Individuale/Allevamento/Catena Alimentare </li></ul>
  28. 28. 31%
  29. 29. Tori HF disponibili in Italia (7672 update Dic2009) Variabile Media D.S. Minimo Massimo Latte, kg (305d) 9895.00 679.69 7502.00 12074.00 Grasso, kg (305d) 361.08 25.42 268.56 455.56 PFT 170.92 739.83 -2077.00 3127.00 PV, kg 667.56 9.05 631.31 699.09 PVM, kg .75 131.33 1.33 125.95 135.96 DMI, kg/d 21.72 0.66 19.01 23.95 MJ/d CH4 20.80 0.54 18.61 22.61 MJ/d CH 4 x Kg PVM 0.158 0.003 0.145 0.170 MJ/d, CH x Kg Latte 0.002 0.0001 0.0018 0.0026 Latte, kg / MJ/d, CH 4 475.23 23.45 377.68 549.29 EBV_CH4, MJ/d 0.025 0.537 -2.173 1.826
  30. 30. Razze Cosmopolite vs R azze Locali: 0.15 vs 0.13 MJ/ kg di peso metabolico ( +13 % ) MJ/Kg 0.75 CH 4 , MJ/kg di peso metabolico
  31. 31. Razze Cosmopolite vs Razze Locali: 102.14 vs 112.65 MJ/ Peso Metabolico, kg ( -9 % ) MJ/ [latte Kg /peso metabolico, Kg]
  32. 32. Effetti del miglioramento dell’efficienza riproduttiva: una riduzione di 6 giorni di Parto-1^Inseminazione incremento dal 50 al 55% di Tasso Rilevamento Calori Tasso Concepimento alla 1^ Ins. dal 38 al 47% Tasso Concepimento alle successive Ins. dal 36% al 47% Riduzione di CH 4 , a parità di latte, di circa il 10% Garnsworthy, 2004
  33. 33. Effetti del miglioramento dell’efficienza riproduttiva: Aumento di mezzo punto del N. di parti medi di una popolazione di vacche da latte (raggiungibile in circa 10 anni) Riduzione complessiva di GHG pari al 4,46% Garnsworthy, 2004
  34. 34. Distribuzione di frequenza della predizione di CH 4 emesso da figlie dei tori HF Distribuzione di frequenza della predizione di CH 4 emesso per kg di latte da figlie dei tori HF
  35. 35.
  36. 36. Effetto del miglioramento genetico per la produttività sulle emissioni di GHG negli allevamenti da latte evoluzione dal 1944 al 2007 negli USA (Capper et al., 2009)
  37. 37. Camere Respiratorie a Circuito-Aperto Uno schema in uso presso il Dept. of Primary Industries, Ellinbank (Victoria, Australia)
  38. 38. La filiera agroalimentare ha la specificità di detenere un rapporto biunivoco con il global warming , in quanto è nello stesso tempo un rilevante emittente di gas serra e il settore che più è danneggiato da un incremento di tali gas. Essa potrà e dovrà avere nei prossimi anni un ruolo importante nel raggiungimento degli obiettivi posti dal Pacchetto 20-20-20. Con il Decreto sulle Rinnovabili si è definita una road map chiara per lo sviluppo delle FER nel nostro Paese nei prossimi anni, dopo i numerosi stop and go degli anni passati. I prossimi mesi saranno però cruciali per la definizione dei numerosi Decreti Attuativi ancora aperti legati al Decreto stesso. Tuttavia è fondamentale una strategia che mantenga un equilibrio tra riduzione delle emissioni e produzione alimentare complessiva. I consumatori possono avere un ruolo cruciale nell’indirizzare comportamenti virtuosi della filiera. Per far ciò devono essere maggiormente informati e imparare a riconoscere sistemi di certificazione/etichettatura che sintetizzano i comportamenti attivi nella lotta al cambiamento climatico.
  39. 39. Razze Cosmopolite vs Razze Locali : 18.29 vs 14.32 MJ/d ( +28% ) MJ/d CH 4 , MJ/d

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