Методи розрахунку інбридінгу. Розрахунок родинних зв’язків на основі геномної селекції

Як відомо, інбридинг — це схрещування близькоспоріднених форм у межах однієї популяції організмів.

Одним із основних завдань племінної роботи є необхідність постійного контролю інбридингу, щоб уникнути його негативного впливу (прояви інбредної депресії) на чистолінійних тварин наступних поколінь (у цьому випадку мова йде виключно про внутрішньолінійне розведення, де тварини, що знаходяться на одному виробництві, розглядаються як єдина популяція, а не про роботу ротаційного схрещування). При цьому занадто сильне захоплення контролем інбридингу не дозволить мати необхідний генетичний прогрес у стаді (поліпшення селекційних ознак з кожним новим поколінням тварин), у зв’язку з тим, що доводиться утримувати кнурів і свиноматок, не найцінніших у генетичному відношенні, але виключно для підтримки генетичної різноманітності (в даному випадку мається на увазі спорідненість низького ступеня між тваринами однієї популяції). Таким чином, управління закритим стадом — це баланс між цілями поліпшення генетичних трендів і контролем ризиків близькоспорідненого схрещування.

Спорідненість між організмами (інбридинг) означає, що вони мають одного або кілька спільних предків (тобто вони інбредні). Тому, парування між собою родинних особин призводить до підвищення частоти гомозиготних генотипів і зниження частоти гетерозигот.

Іноді при розведенні інбредних тварин спостерігалося зниження життєздатності нащадків, плодючості, поява мертвонароджених. Комплекс негативних наслідків інбридингу отримав назву інбредної депресії. Чим ближче спорідненість між схрещеними особинами і чим довше в поколіннях відбувається інбридинг, тим сильніше виявляється інбредна депресія. Незважаючи на негативні наслідки інбридингу, розумне використання його дозволяє закріпити в поколіннях бажані якості цінних особин, що дозволяють підвищити генетичну схожість з видатним предком.

Історично ступінь інбридингу в популяції розраховується двома методами: 1) по Шапоружу 2) за формулою Райта. Метод по А. Шапоружу (1909) ґрунтується на позначенні поколінь, де у тварин зустрічається загальний предок. Для визначення ступеня інбридингу Райт С. (1921) запропонував використовувати коефіцієнт інбридингу, або коефіцієнт зростання гомозиготності. Нижче наводиться співвідношення між двома цими методами.

Співвідношення між записами інбридингу по Шапоружу і коефіцієнту інбридингу, які вирахувані по формулі Райта

Бажано, щоб коефіцієнти інбридингу у отриманого потомства не перевищували 10% (0,1 по Райту, і III–III по Шапоружу). Максимально допустиме запліднення з коефіцієнтом інбридингу у потомстві до 0,125 (12,5%).

Наразі найточніша і сучасна оцінка ступеня споріднення особин між собою (реального відсотку інбридингу) досягається із застосуванням методу геномної селекції. Компанія PIC вже багато років використовує цей метод у роботі з чистопородними тваринами. Компанія PIC оновила розрахунок інбридингу до просунутішого методу після впровадження геномної селекції. А після застосування геномної селекції на основі родинних зв’язків у платформі генетичного поліпшення, PIC змогла оновити метод розрахунку, використовуючи весь родовід, а також геноміку для розрахунку потенційного інбридингу в гніздах. Цей метод розрахунку інбридингу є достовірнішим і точнішим, ніж застосовуваний раніше (до великомасштабного впровадження геномної селекції), на основі даних родоводу кожної тварини.

Метод управління інбридингом, використовує тільки дані по родоводу, лімітує генетичний прогрес за рахунок заборони відбору споріднених нащадків тільки по родоводу. Аналіз родинних зв’язків на основі геномної селекції дозволяє точно визначити, які гени були передані потомству, і відповідно, визначити точну ступінь спорідненості між ними.

Нащадки отримують від кожного зі своїх батьків по 50% генів. Але, які гени були передані, неможливо визначити за допомогою родоводу. Геномна селекція дозволяє визначити гени, які були передані кожному з нащадків і визначити їх точну ступінь спорідненості між собою. Таким чином, з’явилася можливість, наприклад, в ситуації, коли ступінь спорідненості по родоводу між кнуром і свиноматкою з високими селекційними індексами перевищує максимально допустимий рівень для спарювання їх між собою (коефіцієнт інбридингу по Райту вище 12,5%), але геномна оцінка показує їх реальну ступінь спорідненості нижче цієї межі, без проблем допустити це спарювання і отримати високоцінних в генетичному відношенні нащадків без ризику прояву інбредної депресії.

Дані щодо геномної селекції надходять у генетичну програму PICTraq 2.0, і ця інформація враховується в Листі Дій для запобігання інбридингу. Працюючи в генетичній програмі PICTraq, отримуючи оновлені автоматичні звіти, клієнти компанії PIC мають можливість контролювати інбридинг з більшою точністю і користуватися генетичним прогресом, отримуючи максимальний економічний ефект.

З повагою, Відділ технічного і генетичного супроводу PIC Україна — ТОВ «Генетична компанія»

Запрошуємо українських виробників переконатися у перевагах найпоширенішої генетики у світі — РІС. Компанія PIC Україна — ТОВ «Генетична компанія» пропонує для своїх клієнтів:

1. Елітний молодняк з високим статусом здоров’я (материнські та термінальні лінії).
2. Високопродуктивні гібридні свинки F1 — Камборо.
3. Спермопродукція — свіжа (материнські та термінальні лінії).
4. Програми розведення свиней для закритих стад, створені за індивідуальними вимогами клієнтів.

Родинне розведення, або інбридинг

Інбридинг – це система спаровувань родинних (в тій чи іншій мірі) тварин. Практика тваринництва знає численні наслідки родинного розведення: каліцтва потомства, недорозвинення, зниження продуктивності, плодючості, безпліддя і т.д. Прагнення не застосовувати інбридинг призводило ктому, що багатьох, навіть чудових особин відправляли на бійню. Але в різні часи інбридинг застосовували при виведенні порід, тому що поряд з небажаними наслідками подібного розведення з’являлися і видатні особи в результаті максимальної консолідованості бажаною спадковості. Приклади виведення таких порід: шароле (м’ясний велика рогата худоба), Романовська вівця і ін свідчать про застосування тісний інбридинг. Родинне розведення не збільшує числа рецесивних алелів в популяції, не дозволяє їм проявитися шляхом збільшення гомозиготності. Звичайно є багато рецесивних генів у прихованому стані (не менше 11 для сільськогосподарських тварин).

Інбридинг, супроводжуваний відбором, може сприяти збільшенню фенотипического однаковості серед тварин. Таким чином формуються родинні групи, сімейства, лінії. Але інбредні тварини часто розпещені, вибагливі до умов середовища. Тому при їх відборі звертають увагу на міцність конституції. Більшість генетиків пояснюють інбридинг збільшенням гомозиготності домінантних (позитивний ефект) і рецесивних (негативний ефект) генів. У неспоріднених популяціях рецесивні гени приховані домінантними алельними генами і не виявляються. Також в міру зростання гомозиготності шкідливі наслідки можуть відбуватися за рахунок наддомінування (переваги гетерозигот над гомозиготами), тому число гетерозигот зменшується. На погіршення ознаки при інбридингу може надавати дію і епістаз (взаємодія неалельних генів).

Інбридинг може стати причиною більшого прояву гомозиготності через вплив як позитивних, так і нейтральних генів. Ці гіпотези зайвий раз говорять про те, що генетична природа інбридингу до кінця ще не з’ясована. На ранніх етапах виведення порід родинне розведення застосовували часто. Зараз же в основному використовують помірні інбридингу. Більшість тваринників в племінних стадах все частіше застосовують неродинне розведення (аутбридинг). Але виведення інбредних груп худоби з подальшим їх схрещуванням між собою дає значний прогрес у тваринництві. Помірний повторюваний інбридинг дозволяє довго підтримувати в потомстві схожість з родоначальником, розмножувати і закріплювати цей генотип. Тісний інбридинг розщеплює гетерозиготний генотип родоначальника, створює нові комбінації генів при підвищеній гомозиготності, тобто відбувається ломка типу, створення нових якостей, що дуже важливо для перебудови порід під сучасні технології. Небезпечний не сам інбридинг, а безсистемність і відсутність відбору при його застосуванні. При створенні гарних умов годівлі й утримання, при інтенсивній бракування небажаних особин він є потужним інструментом формування потрібної спадковості тварин.

Ступінь інбридингу оцінюють за системою Шапоружа або за формулою Райта. У першому випадку римськими цифрами записують число поколінь (починаючи з батьківського), що відокремлюють оцінюване тварину від родоначальника, спочатку по материнській, а потім по батьківській стороні родоводу. Іншими словами, якщо тварина Х інбрідіровано на родоначальника Y в ступені 11-111, а це означає, що Y зустрічається у нього в другому ряду і третьому ряду родоводів, тобто є батьком матері і дідусем батька. У практиці тваринництва родинні спарювання застосовують при розведенні за лініями. Це така форма інбридингу, при якій робляться кроки по концентрування спадковості видатних особин в лінійних тварин. Зазвичай таким загальним предком є самець (виробник), який залишає набагато більше потомство, ніж самка. У той же час розведення по лініях дозволяє розчленувати породу на окремі групи тварин, неспоріднені між собою і планувати їх у розведенні товарних стад. Так, якщо на маточне поголів’я даного стада закріплюються виробники з лінії № 1, то через два роки – з лінії № 2 і т.д., що дозволить уникнути стихійних інбридингу. Родинне розведення застосовують і при роботі з родинами. Сімейством називається жіноче потомство матки-родоначальниці, що перевершує середні показники по стаду. Якщо виведення ліній – завдання племінних заводів, то формування сімейств – всіх господарств, вт.ч. і промислових комплексів. Робота з родинами заснована на відомій позитивного зв’язку між якостями матерів та їх дочок.

Ф. Г. Топалов «Основи генетики та розведення худоби»

Читайте також:

Зміст і годування племінних виробників
Тривалого збереження відтворювальних функцій племінних ггроізводітелей сприяє цілодобове утримання їх у теплу пору року на періодично змінювані пасовищних ділянках. На відтворювальні здатності тварин позитивний вплив робить також моціон, який треба надавати їм не тільки влітку, але н взимку.

Сіно лугове, запашне
Навіть з однієї і тієї ж трави можна приготувати кілька різних кормів, що розрізняються корисністю, якістю та поживністю: від висококласного сіна до соломи.

Від роботів – доярів до «космічному» тваринництву
Терміни «розумний», «космічне» тваринництво почули журналісти з багатьох країн світу під час медіатури до Швеції, організованого компаній «ДеЛаваль». «ДеЛаваль» добре відома у нас в країні як компанія, що забезпечує молочні ферми системами доїння, включаючи VMS (Voluntary milking system), тобто роботи. Крім того, «ДеЛаваль» надає широкий спектр продуктів і послуг для молочного скотарства – від лічильників соматичних клітин і засобів гігієни до кормороздавачів.

Підвищення рентабельності виробництва м’яса великої рогатої худоби
Тваринництво-сукупність галузей, що займаються розведенням сільськогосподарських тварин з метою виробництва продуктів (молоко, м’ясо, яйця тощо) і сировини для переробної промисловості (вовна, пух, натуральний клац та ін.) Тваринництво є джерелом отримання органічних добрив. Виробничий процес у тваринництві тісно пов’язаний з природними процесами розвитку і життєдіяльності живих організмів, при цьому кінцева продукція цієї галузі є результат природного і технологічного циклу.

Віддалена гібридизація тварин
Аналіз різних видів гібридизації свідчить про те, що найбільш успішною була внутрішньо-і міжвидова, в результаті чого створювалися нові породи сільськогосподарських тварин. Більш віддалена гібридизація домашніх тварин мало приводила до успіху у зв’язку з безпліддям гібридів, яке пов’язане з генетикою статі, зумовленої гетерогенними хромосомами. Що стосується інших представників тваринного світу, то відомі міжвидові схрещування в межах сімейств собачих, куницевих і Зайцева.