. činitele ovplyvňujúce genetické zlepšenie populácií zvierat a metódy genetického hodnotenia zvierat

Činitele ovplyvňujúce genetický zisk

Rovnica genetickcého zisku má kľúčovú úlohu pri tvorbe šľachttiteľksých programov. Genetický zisk je priaoúmerný intenzite selekcie, prísnosti genetického hodnotenia, genetickej premenlivosti a nepriamo úmerný generačnému intervalu.

Medzi činitele ovplyvňujúce genetický zisk patrí aj príbuzenská plemenitba. Ak sa sukutočňuje v populácii, je potrebné odpočítať hodnotu ročného prírastu koeficienta intenzity príbuzenskej plemenitby (ΔF) od ročného genetického zisku (Δg), pretože príbuzenská plemenia negatívne ovplyvňuje genetické zlepšenie populácie.

Biotechnické met´´ody reprodukcie zvierat významne a pozitívne ovplyvňujú genetické zlepšenie populácie. Väčší počet narodených zvierat umožňuje intenzívnejšiu selekciu. Pozitívne pôsobia na skrátenie generačného intervalu.

Optimalizovať genetický pokrok v populácii znamená, hľadať optimálne vzžahy medi prvkai rovnice genetického zlepšenia populácie.

Genetický trend v populácií

Genetické trendy sa zisťujú rpe vlastnosti, ktoré sú uvedené v cieľoch šľachtenia zvierat. Ich odhad slúži pre porovnanie a kontrolu efektívnosti vykonávanej šľachtiteľskej práce. Keď sa ročné genetické zemny vo vlastnostiach chovného cieľľa sledujú za časové obdobie viacerých rokov, potom je možné hovoriť o genetickom trende. Metódy odhadu genetických trendov súvisia so systéom hodnotenia zvierat. Z viacerých prác vyplýva, že genetické trendy sa vyjadrujú regresiou plemenných hodnot na rok narodenia zvierat alebo ako priemery plemenných hodnôt zvierat podľa rokov ich narodenia.

V rámci genetického hodnotenia vybranej populácie holštajnského plemena na Slovensku Catillo, kadlečík a Moioli (1995) odhadli celkový genetický trend v období rokov 1983 až 1991 na + 10 kg mlieka za rok. Trend prostredia bol negatívny a vysoko preukazný ( b = - 98 kg mlieka za rok). Candrák (1995) v populácii kráv mliekového úžitkového typu  tovreného holštajnským a nížinným čiernostrakatým plemenom zistil rozdiel – 32 kg mlieka v priemeroch plemenných hodnôt kráv v rokoch 1988 a 1989. Z prehľadu názorov na hodnotu genetického zisku vidieť (Cassell, 1988), že jeho hodnoty 1,7% alebo nad 2% je možné dosiahnuť vtedy, ak sa na všetkých úsekoch selekcie vykonáva selekcia na jednu vlastnosť. Pri selekcii na iac vlastností sa takýto efekt nepredpokladá. Podobným sspôsobom je možné vyjadriť genetický trend ďalších vlastností plemien zvierat. Genetické trendy holštajnského, pinzgauského a slovenského strakatého plemena zhodnotili  Kadlečík a i. (2 000).

Vplyv selekcie na genetickú variabilitu

K predpovedi genetickéh zisku je potrebné poznať (odhadnúť) presnosť sekecie (r_IH) a genetickú variabilitu chovného cieľa (σ_H). presnosť a genetická variabilita sú závislé na (ko) variancií znakov. V skutočnosti selekcia z krátkodobého hľadiska ovplyvňuje aditívnu genetickú variabilitu v budúcnosti, pretože selkciou sa mení frekvencia alel a selkcia spôsobuje nerovnováhu genetických väzieb.

V mnohých štúdiách sa pri  predpovediach genetického zsiku zohľadňuje nekonečný model; t.j. nekonečný počet génov určuje genetickú hodnotu znaku s tý, že každý z génov má nepatrný príspevok. V intenciách infinitesimálneho odelu je efekt sekecie na frekvenciu alel bezvýznamný a vplyv selekcie na genetickú variabilitu cez alelové frekvencie je zanedbateľný.

Vplyv selekcie na aditívnu genetickú variabilitu spôsoený nerovnováhou väzieb popísal ako prvý Bulmer (1971, 1980), a aj preto je označovaný ako Bulmerov efekt. Dôsledkom výberu rodičov nasledujúcej generácie je, že variancia selekčného indexu selektovanej skupiny zvierat bude nižšia ako v pôvodnej populácii. Potom variancia indexu po selekcií bude:

...

k = i (i – x)

i       - intenzita selekcie

x      - vyjadrenie odchylky bodu odseknutia od priemeru populácie

Hodnoty i a x sa nachádzajú v bežných štatistických tabuľkách, napr. Falconer (1989). Aditívna variabilita agregátového genotypu selektovaných jedincov je potom odvodená s použitím korelácie medzi agragátovým genotypom a indexom r²_IH a  σ²_H je ovplyvnený redukovanou σ^2*_I selektovaných zvierat:

...

Negatívna kovariencia génových efektorov spôsobená nerovnováhou redukuje aditívnu genetickú variabilitu. V každej generácii sa polovica nerovnováhy stráca rekombináciou za predpokladu, že selekcia samcov aj samíc je rovnaká.

...

Ak selekcia jedincov obidvoch pohlaví nie je rovnaká, potom platí vzťah:

...

Uvedenú rovnicu možno použiť pri rozdielnej intenzite selekcie v obidvoch selekčných cestách.

Selekčný efekt (genetický zisk, účinnosť výbehu) je účinok, ktorý sa dosiahne cieľavedomou slekciou za určitú časovú jednotku. Ide o dosiahnutie pozitívneho výsledku selektovanej vlastnosti za rok alebo generačný interval.

Uspech selekčného efektu závisí od výberového rozdielu, od výšky koeficientu dedivosti vlastností na ktoré robíme výber a času za ktorý nová generácia nahradzuje starú.

Metódy vrstovníčok – CC test: vzniká v Anglicku, u nás sa používa od r 1988. Princíp: priemer úžitkovosť dcér plemenníka sa porovnáva s priemernou úžitkovosťou vrstovníčok (vrstovníčky – dcéry ostatných plemenných býkov, ktoré produkujú v tých istých stádach, sú rovnako staré, ukončili laktáciu v rovnakom období). Výhoda: odnotenie sa môže robiť v rôznych stádach pri nerovnakom počte dcér a vrstovníčok. Tieto sa eliminujú počtom efektívnych dcér v každom hodnotenom stáde.

Metóda BLUP – Animal Model (AM): dodel založený na spracovaní kompletných údajov o dcérach a vrstoníčkach, berie do úvahy plemenné hodnoty matiek, otcov a príbuzných v bočnom a priamom rade. Používa sa štatistická metóda modelu LUP – PH sa odhadzuje na základe rozdielu korigovanej úžitkovosti dcér hodnoteného plemenníka a korigovanej úžitkovosti dcér (vrstovníčok) po iných plemenníkoch. Pomocou AM sa robí aj odhad PH plemenníc – na odhad sa využíva ich vlastná úžitkovosť a úžitkovosť potomkov, pričom sa zohľadňuje aj PH otca.

Animal Model tes day (TDM): test denného nádoja: založený na záznamoch mesačného nádoja M v kontrolný deň. Na základe toho sa zostavujú laktačné krivky. Pri TDM sú zachované prednosti AM, ale spresňuje odhad PH zachytením vplyvom chovného prostredia na sledovanú výšku dojnosti v jednotlivých mesiacoch laktácie. Umožňuje aj odhadnúť priebeh celej laktačnej krivky korigovaním vopred určených počtov meraných nádojov – význam hlavne z časového hľadiska. Z priebehu laktačnej krivky môžeme odhadnúť vplyv chovateľského prostredia na výšku dojnosti, odhad prenosu génov plemenníka na potomstvo, napr. v perzistencii laktačnej krivky.

Metóda BLUP: najlepšia lineárna nestranná predpoveď: je to štatistická metóda, založená na rozsiahlej sústave lineárnych rovníc, ktoré sú zosúladené do matíc, kde neznámymi sú: jednotlivé PH, učinky (efekty), tkoré ovplyvňujú úžitkovosť. Výhody: zohľadňuje genetický pokrok pokročilých skupín plemenníkov, omedzuje príčiny premenlivosti, ktoré spôsobujú podmienky prostredia, prípadne vplyv stáda, v ktorom produkuje potomstvo, vplyv sezóny, vplyv roka. Zohľadňuje požiadavku náhodného pripárovania tým, že zohľadňuje PH matiek dcér a matiek ostaných prvôstok alebo polovičnú PH otcov dcér a otcov matiek ostaných prvôstok. Umožňuje vyhodnocovať koreláciu medzi polosúrodencami na základe úžitkovosti dcér a vnučiek. Umožňuje selektovať prvôstky pred ukončením laktácie a do hodnotenia PH zaraďovať aj prvôstky s neukončenou laktáciou.

Pri výbere vhodnej metódy preverovania sa prihliada na požiadavky:

Aby sa metódou odhadol genotyp vyraných vlastností, aby sa umožnilo reveriť čo najväčší počet zvierat, najmä plemenníkov. Zvoliť takú metódu, pre ktoré sú k dispozícii technické prostriedky na získaanie a spracovanie údajov pri nízkych nákladoch. Podľa toho zaraďujeme metódy do skupín.

Zásady:

Genetické hodnotenie plemených zvieratt sa musí vykonávať pod zodpovednosťou schválenej organizácie a musí zahrňovať tieto znaky úžitkovosti podľa cieľov selekcie:

-          Znaky pre mliečnu produkciu pre zvieratá mliečnych plemien

-          Znaky pre produkciu mäsa pre zvieratá mäsových plemien

-          Znaky pre mliečnu produkciu a produkciu mäsa pre plemená s kombinovanou úžitkovosťou.

Okrem toho sa odporúča aby genetické hodnotenie zahŕňalo tiež znaky úžitkovosti reprodukcie a morfologie pre tie plemená, u ktorých sa vykonáva sledovanie týchto znakov.

Plemenná hodnota zvieraťa sa vypočíta na základe výsledkov úžitkovosti zvieraťa alebo jeho príbuzných.

Štatistické metódy uplatňované v genetickom hodnotení musia vyhovorať zásadám dohodnutým príslučnými medzinárodnými orgánmi (napr. ICAR) a mali by zaručiť genetické hodnotenie neskreslené vplyvmi hlavných faktorov prostredia a štruktúrou údajov.

Spoľahlivosť genetického hodnotenia sa musí merať ako koeficient stanovenia v súlade do zásadami dohodnutými príslušnými medzinárodnými orgánmi (napr. ICAR). Pri uverejňovaní výledkov hodnotenia sa musí uviesť spoľahlivosť ako aj dátum hodnotenia.

Genetické osobitosti a genetické defekty zvieraťa definované orgánmi úradne vymenovanými pre stanovenie týchto charakteristických znakov sa uverejňujú po dohode s chovateľskými organizáciami alebo združeniami uznanými v súlade s rozhodnutím komisie 84/247/EHS z 27. Apríla 1984, ktorý sa ustanovujú kritériá uznávania chovateľských organizácií a združení, ktoré vedú alebo zriaďujú plemenné kniny pre čistokrvné plemenné zvieratá hovädzieho dobytka.

Genetické hodnotenie býkov pre umelú insemináciu:

Býky sa musia podrobiť genetickému hodnoteniu povinných znakov a ich plemenné hodnoty sa musia uverejniť. Ďalšie plemenné hodnoty, ktoré sú k dispozícii sa taktiež musia uverejniť.

Tieto opatrenia sa nevzťahujú na plemená, ktorým hrozí vyhynutie.

Genetické hodnotenie býkov používaných na umelú insemináciu na znaky pre mliečnú produkciu.

a.        Pri genetickom hodnotení mliečnych znakov sa musí zahrnúť mliečna produkcia a mliečny obsah (masový tuk a bielkoviny v percentách), ako aj ďalšie zodpovedajúce údaje pre genetické schopnosti pre mliečne znaky, ktoré sú k dispozícií.

Minimálna spoľahlivosť genetického hodnotenia býkov mliečnych plemien používaných na umelú insemináciu musí byť podľa zásad ICAR minimálne 0,5 pre lavné produkčné znaky a musí brať do úvahy všetkých informácie od príuzných zvierat.

b.        Genetické hodnotenie býkov používaných na umelú insemináciu na znaky mäsovej produkcie.

Genetické hodnotenie týchto býkov sa vykonáva na základe jednej z týchto metód kontroly úžitkovosti:

                     i.            Kontrola vlastnej úžitkovosti

                    ii.            Kontrola dedičnosti alebo súrodencov na stanici alebo špecializovaných jednotkách

                  iii.            Kontrola dedičnosti alebo súrodencov na farme, spôsobom, že sa potomkovia rozdelia medzi sledované stáda, aby sa umožnilo vykonať platné porovnanie býkov.

                  iv.            Kontrola dedičnosti alebo súrodencov zhromažďovaním údajov na farmách, v aukčných predajoch alebo na bitúnkoch tak, aby bolo možné vykonať platné porovnanie býkov.

Ak sa sleduje hmotnosť jatočného tiel a prípadne znaky pre kvalitu mäsa, úžitkovosť rastu a priebeh pôrodov, musia sa tieto ako aj ďalšie zodpovedajúce znaky zahrnúť do genetického hodnotenia býka.

Pod genetickým hodnotením rozumieme spôsob odhadu plemennnej (genetickej) hodnoty oviec a baranov pomocou štandardných metód genetického hodnotenia, za ktoré sa v súčasnosti považuje rôzne jednofaktorové i viacfaktorové modely BLUP – AM. Napriek skutočnosti, že  metódy genetického hodnotenia sú v tomto ohľade oveľa presnejšie ako metódy založené na priamom využívaí údajov z kontroly úžitkovosti (tzv. fenotypové hodnoty), môžeme hovoriť iba o odhadoch, pretože stále nemáme dostaok informácií o genotype (genetickom založení) jedinca obplyvňujúcom jeho produkčné a reprodukčné ukazovatele. Aké su teda základné výhody využívania genetického hodnotenia oviec v porovnaní s tradičných hodnotením opierajúcim sa o fenotypové hodnoty. Môžeme ich v podstate zhrnúť do 4 bodov:

1.        Pri odhadoch plemenných hodnôt sú významným spôsobom zohľadnené faktory prostredia ovplyvňujúce produkčné a reprodukčné uzakovatela (zohľadňovať však môžeme len údaje o tých efektoch, ktoré sú v kontrole úžitkovosti sledované).

2.        Pri genetickom hodnotení sa využívajú všetky dostupné informácie nielen o vlastnej úžitkovosti hodnoteného jedinca, ale aj všetkých viac či menej príbuzných jedincov  z celého rodokmeňa.

3.        Na základe odhadnutých plemenných hodnôt rodičov možno s veľkou presnosťou predikovať úžitkovsoť ich potomkov

4.        Na základe odhadnutých plemenných hodnôt možno odhadnúť tiež genetický zisk v kondtrolovanej populácií.