Analiza międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów (VIII-2023)

Wstęp
Międzynarodowa ocena wartości hodowlanej buhajów najważniejszych ras bydła mlecznego prowadzona jest przez Ośrodek Interbull w Uppsali (Interbull Centre). Wartości hodowlane buhajów szacowane są na podstawie krajowych ocen przesyłanych przez kraje współpracujące w ramach Interbullu. Od sierpnia 2014 roku Interbull oprócz oceny konwencjonalnej (MACE) szacuje też wartości hodowlane na podstawie ocen genomowych (GMACE).

tekst: dr Tomasz Krychowski, dr Agnieszka Nowosielska, dr hab. Sebastian Mucha

W 2015 roku w numerze czerwcowym czasopisma „Hodowla i Chów Bydła” przedstawiliśmy po raz pierwszy analizę międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów. Tak więc synteza, którą chcemy przedstawić, jest już ósmą i dotyczy porównania międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów GMACE, opublikowanej po ocenie sierpniowej 2023 roku dla wszystkich buhajów, których oszacowania krajowe przesłano do Interbullu. Wszystkie wykorzystane oceny GMACE przeliczone zostały na polską skalę i wyrażone w odniesieniu do polskiej bazy genetycznej.

Dla bydła rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej podstawowym narzędziem selekcji buhajów oraz krów w Polsce jest indeks PF (produkcja i funkcjonalność) uwzględniający zarówno cechy produkcyjne, jak i funkcjonalne, a wśród nich podindeksy: produkcji, pokroju, płodności i wartości hodowlane dla komórek somatycznych i długowieczności. Indeks ten można obliczać albo na podstawie ocen konwencjonalnych, albo (w przypadku młodych buhajów) na podstawie ocen genomowych. W tym drugim przypadku mówimy o genomowym indeksie PF, czyli indeksie gPF. Ponadto od 2019 roku hodowcy mają do dyspozycji drugie narzędzie selekcyjne, jakim jest opracowany przez Centrum Genetyczne PFHBiPM Indeks Ekonomiczny (IE). Indeks ten wyraża wartość hodowlaną buhajów oraz samic w złotówkach i pozwala na selekcję bydła z nastawieniem na maksymalizację zysków wynikających z postępu genetycznego.

W ramach tej pracy poddano analizie podindeksy genomowe dla 10 203 buhajów urodzonych w latach 2016–2022 i pochodzących z 18 krajów lub grup krajów. Ponieważ nie wszystkim buhajom udało się obliczyć komplet podindeksów, indeks gPF i IE obliczono dla 10 155 buhajów.

Na wykresie 1 przedstawiono liczby buhajów holsztyńsko-fryzyjskich z poszczególnych krajów biorących udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej. Należy zaznaczyć, że przyporządkowanie buhajów do poszczególnych krajów odbywa się na podstawie kodu literowego przy numerze identyfikacyjnym.

Zdecydowanie najwięcej buhajów, bo aż 4055, mają Stany Zjednoczone. Na drugiej pozycji są Niemcy (1443 buhaje), a na trzeciej jest Kanada (1267 buhajów). Polska ze 187 buhajami zajmuje dziewiątą pozycję (w 2022 roku zajmowała również dziewiątą pozycję, ale z 202 buhajami). Liczba ta jest stosunkowo mała, biorąc pod uwagę wielkość populacji bydła rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej w Polsce (trzecie miejsce w Europie).

Kraje mające w bazie Interbull poniżej 50 buhajów z oceną na podstawie genomu nie będą brały udziału w analizie porównawczej: Słowacja (3), Luksemburg (7), Brazylia (19), Irlandia (25), Węgry (39), Belgia (44).

1. Indeksy gPF i IE buhajów biorących udział w międzynarodowej ocenie genomowej
Na wykresie 2 przedstawiono średnie wartości indeksów gPF obliczone dla buhajów pochodzących z 12 krajów. Porównanie tych średnich pozwala ocenić przydatność materiału genetycznego z punktu widzenia polskiego hodowcy.

Wartość hodowlana wszystkich buhajów biorących udział w międzynarodowej ocenie w sezonie 2023/2 wynosi średnio 140 punktów gPF. W bieżącej ocenie międzynarodowej najwyższą wartością hodowlaną charakteryzują się buhaje pochodzące z Niemiec – średni gPF wynosi 144 pkt. Drugie miejsce, ze średnim indeksem gPF równym 143 pkt, zajmują buhaje z Polski, a trzecie z Hiszpanii, USA i Francji – gPF na poziomie 141 pkt.

Należy podkreślić ogromny postęp genetyczny buhajów pochodzących z Polski. Aktualnie buhaje urodzone w Polsce, ze średnią wartością hodowlaną 143 pkt gPF, zajmują bardzo wysoką, drugą pozycję w rankingu krajów. W ocenie 2022/3 zajmowały piątą pozycję, a 2021/1 dwunastą. Jest to ogromny sukces polskiej hodowli. Przeciętnie polskie buhaje mają wyższą wartość hodowlaną o 3 pkt gPF niż wszystkie buhaje biorące udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej.

Na wykresie 3 przedstawiono średnie wartości IE obliczone również dla buhajów pochodzących z 12 krajów. Porównanie tych średnich pozwala ocenić przydatność materiału genetycznego ze szczególnym uwzględnieniem zysku z hodowli w polskich warunkach ekonomicznych.

Indeks Ekonomiczny wszystkich buhajów biorących udział w międzynarodowej ocenie w sezonie 2023/2 wynosi średnio 1920 zł. Najwyższą średnią wartość IE mają buhaje pochodzące z Niemiec (IE – 2140 zł). Drugie miejsce, ze średnim Indeksem Ekonomicznym 2030 zł, zajmują buhaje z Polski, a trzecie z USA (IE – 1952 zł).

Buhaje pochodzące z polskiej hodowli ze średnią wartością Indeksu Ekonomicznego równą 2030 zł zajmują drugie miejsce (w sezonie 2022/3 zajmowały piątą lokatę, a w sezonie 2021/1 ostatnie miejsce). Różnica w średniej wartości IE subpopulacji polskich buhajów do średniej całej ocenionej populacji wynosi 110  zł na korzyść polskich buhajów.

W celu pełniejszej i bardziej wszechstronnej analizy porównano również wartości hodowlane subpopulacji liczących po 100 buhajów o najwyższym indeksie gPF i IE, wybranych z każdego kraju uwzględnionego w ocenie. Taka wielkość grupy jest bardziej zbliżona do populacji buhajów użytkowanych przez hodowców, co pozwala lepiej zobrazować możliwość wyboru, jakim oni dysponują (wykres 4 i 5). Kraje mające populację buhajów ocenionych genomowo mniejszą niż 100 reproduktorów nie zostały uwzględnione w tym porównaniu.

Wyniki porównania stawki 100 najlepszych buhajów wskazują, że buhaje z Niemiec posiadają najwyższy średni indeks gPF wynoszący 159 pkt, jak również średni IE – 2960 zł. Drugie miejsce zajmują buhaje amerykańskie (gPF – 157 pkt i IE – 2815 zł), natomiast trzecie buhaje holenderskie (gPF – 156 pkt i IE – 2723 zł).

Polskie buhaje mają średni indeks gPF równy 151 pkt oraz IE na poziomie 2436 zł i zajmują szóstą pozycję spośród analizowanych grup buhajów pod względem indeksu gPF i IE. W sezonie 2022/3 zajmowały odpowiednio siódmą i ósmą lokatę. Coraz wyższe pozycje polskich grup najlepszych buhajów potwierdzają postęp genetyczny naszej populacji bydła rasy PHF.

Jeśli chodzi o buhaje zajmujące pierwsze miejsca w rankingach indeksu gPF według kraju swojego pochodzenia, to lokują się one w przedziale między 167 gPF – najlepszy buhaj kanadyjski, a 150 – najwyżej oceniony buhaj pochodzący z Wielkiej Brytanii (wykres 4). Natomiast według Indeksu Ekonomicznego plasują się pomiędzy 3367 zł – najlepszy buhaj z USA, a 2979 zł – najlepszy buhaj z Włoch (wykres 5).

2.Postęp hodowlany w populacji buhajów posiadających ocenę GMACE
Podstawową miarą skuteczności realizowanego programu hodowlanego jest osiągany postęp hodowlany. Analiza zmian średniej wartości hodowlanej buhajów z oceną GMACE, urodzonych w latach 2017 do 2022, wskazuje na szybko rosnącą średnią wartość hodowlaną kolejnych roczników buhajów (wykres 6, 7). Średni indeks gPF zwiększył się w omawianym okresie o 17 pkt, co stanowi 3,4 pkt rocznie.

Natomiast średni Indeks Ekonomiczny zwiększył się o 741 zł w ciągu 5 lat, co w przeliczeniu na jeden rok daje wartość 148 zł zysku wynikającego z postępu genetycznego.

Postęp obserwowany w polskiej populacji buhajów ocenionych genomowo, urodzonych w latach 2017–2022, był dużo wyższy w porównaniu do zmian w całej populacji ocenianych buhajów. Średni indeks gPF zwiększył się w tym okresie aż o 26 pkt, co daje roczny wzrost wartości indeksu gPF buhajów o 5,2 pkt w stosunku do 3,4 pkt w całej populacji.

Indeks Ekonomiczny polskich buhajów zwiększył się na przestrzeni 5 lat o 1140 zł, co w przeliczeniu na jeden rok daje wartość postępu genetycznego 228 zł, dużo wyższą niż w całej populacji – 148 zł.

Wykres 8 i tabela 1 przedstawiają analizę postępu genetycznego w poszczególnych krajach pomiędzy rocznikami urodzenia buhajów 2017–2022. W tym okresie największy postęp hodowlany wystąpił w populacji zgenotypowanych buhajów pochodzących z Wielkiej Brytanii, który wyniósł aż 39 pkt gPF. Drugie miejsce zajmują polskie rozpłodniki z postępem hodowlanym 26 pkt indeksu gPF. Na trzecim miejscu jest grupa krajów nordyckich, czyli Dania, Finlandia i Szwecja, z postępem 25 pkt indeksu gPF.

Tendencja ta pokazuje, że polskie buhaje bardzo szybko nadrabiają stratę genetyczną w wyniku późniejszego wdrożenia selekcji genomowej w naszym kraju w stosunku do innych krajów europejskich, USA czy Kanady.

Po dokonaniu porównania średnich indeksów gPF w krajach uczestniczących w międzynarodowej ocenie genomowej przyjrzyjmy się jeszcze ich częściom składowym, czyli podindeksom i wartościom hodowlanym (tabela 1). Na podstawie analizy przedstawionych danych nasuwają się następujące wnioski:
Średni podindeks produkcyjny buhajów polskich (133) jest o jeden punkt wyższy niż wszystkich buhajów biorących udział w ocenie GMACE. Najwyższy podindeks produkcyjny mają buhaje niemieckie i amerykańskie (134), a najniższy buhaje z Nowej Zelandii i Australii (120).
Średni podindeks pokroju buhajów polskich (124) jest wyższy o 6 jednostek od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks pokroju mają buhaje francuskie (129), a najniższy buhaje pochodzące z Wielkiej Brytanii (104).
Średni podindeks płodności buhajów polskich (107) jest niższy o 1 jednostkę od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks płodności mają buhaje brytyjskie (113), a najniższy buhaje hiszpańskie (102).
Średnia wartość hodowlana polskich buhajów dla komórek somatycznych wynosi 120 i jest wyższa od średniej wartości wszystkich buhajów o 5 jednostek. Najwyższą wartość hodowlaną dla tej cechy stwierdzono w grupie buhajów pochodzących z Francji (121), a najmniejszą u buhajów pochodzących z Oceanii (107).
Średnia wartość hodowlana polskich buhajów dla długowieczności wynosi 117 i jest niższa o 7 jednostek od średniej dla wszystkich buhajów. Najwyższą wartość hodowlaną dla tej cechy stwierdzono w grupie buhajów pochodzących z USA (127), a najmniejszą u buhajów z Oceanii (114).

Podsumowanie
Wyniki międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów, szacowanej przez Interbull i publikowane po przeliczeniu na polską skalę w odniesieniu do polskiej bazy genetycznej, stanowią bardzo ważną informację zarówno dla hodowców, jak i podmiotów prowadzących programy oceny i selekcji buhajów rasy PHF.

Analiza wyników oceny genomowej wartości hodowlanej dla ponad 10 000 buhajów pochodzących z 18 krajów pozwoliła uszeregować populacje pochodzące z różnych krajów pod względem średniej wartości hodowlanej i pokazać coraz lepsze miejsce polskich buhajów na tle innych krajów uczestniczących w międzynarodowej ocenie genomowej.

Polskie buhaje z wynikiem 143 jednostki indeksu gPF i 2030 zł IE zajmują doskonałe drugie miejsce w rankingu i mają wartość hodowlaną o 3 jednostki indeksu PF i 110 zł IE wyższą niż wszystkie buhaje biorące udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej. Najwyższą wartość hodowlaną, wyrażoną polskimi indeksami selekcyjnymi, mają buhaje niemieckie (gPF – 144 pkt i IE – 2140 zł). Oznacza to, że buhaje pochodzące z Niemiec najbardziej spełniają cel hodowlany określony w polskiej populacji bydła rasy PHF.

Analiza subpopulacji 100 najlepszych buhajów pokazała, że polskie buhaje mają średni indeks gPF równy 151 pkt oraz IE na poziomie 2436 zł i zajmują odpowiednio szóstą pozycję spośród analizowanych grup buhajów. Ich średnia wartość hodowlana jest niższa o 8 jednostek indeksu gPF oraz o 524 zł IE od buhajów niemieckich, co stanowi stratę kilku lat postępu genetycznego.
Analiza poszczególnych składowych indeksu selekcyjnego gPF pokazała, że buhaje poprawiające produkcję mleka pochodzą głównie z Niemiec i Stanów Zjednoczonych. Rozpłodniki pokrojowe i o najwyższej wartości hodowlanej dla zawartości komórek somatycznych pochodzą z hodowli francuskiej. Najwyższą płodnością charakteryzują się buhaje z Wielkiej Brytanii. Natomiast długowieczność to domena buhajów niemieckich.

Sytuacja polskich buhajów również się poprawiła, jeżeli weźmiemy pod uwagę wzrost wartości hodowlanej u roczników 2016–2022, który wynosi 5,2 pkt indeksu PF w stosunku do 3,4 pkt w całej populacji buhajów, co plasuje Polskę na drugim miejscu wśród krajów, których buhaje biorą udział w międzynarodowej ocenie wartości hodowlanych.

Przedstawione zmiany dają ogromną nadzieję na coraz lepsze wyniki polskich buhajów genomowych i większe ich wykorzystanie przez naszych hodowców do kojarzeń z samicami w swoich stadach. 

Opracowano na podstawie danych: wycena.izoo.krakow.pl oraz cgen.pl/indeksy