Amerykanie także zmienili bazy genetyczne

W numerach 2 i 3 „Hodowli i Chowu Bydła” informowaliśmy naszych Czytelników o zasadach oceny wartości hodowlanych, zwłaszcza o roli, jaką odgrywa w tym procesie standaryzacja, oraz o kwietniowej zmianie bazy genetycznej, jej powodach i możliwych konsekwencjach. Podobnie już w lutym tego roku na stronie www.uscdcb.com można było znaleźć informacje o spodziewanych zmianach wynikających ze zmiany baz genetycznych, stanowiących odniesienie oszacowań wartości hodowlanych wykonywanych przez odpowiedzialną za to firmę w Stanach Zjednoczonych.

opracowała: Anna Siekierska; Wykorzystano fragmenty artykułu, którego autorami są D. Norman, P. VanRaden, G. Wiggans, zamieszczonego na stronie www.uscdcb.com.

Kwiecień 2020: co przyniesie zmiana bazy genetycznej
Baza ocen genetycznych w USA została zaktualizowana 7 kwietnia 2020 r., wraz z publikacją oceny wartości hodowlanych w sezonie 2020.1. Ocena wartości hodowlanych dla bydła mlecznego sześciu ras: holsztyńskiego, ayshire, brown swiss, guernsey, jersey i mlecznej odmiany shorthorn, wykonywana jest i publikowana trzy razy do roku, podobnie jak w Polsce.

Baza genetyczna, do której odnosi się większość cech produkcji mleka w Stanach Zjednoczonych, jest aktualizowana co pięć lat, począwszy od 1980 r. Wraz ze zmianą bazy użytkownicy ocen genetycznych mogą mieć wrażenie, że standardy, które sobie wyznaczyli do wyboru buhajów do inseminacji lub wyceniania samic w przeszłości, mogą już nie spełniać dotychczasowych wymogów konkurencyjności, a powodem tego jest postęp genetyczny. Od 1980 r. niektórzy sugerują, że baza powinna być częściej aktualizowana. Inni lobbują za stałą bazą lub taką, która nigdy nie jest aktualizowana. Uzasadniają to tym, że jeśli zostaną wybrane najlepsze buhaje, wielkości liczb nie są szczególnie ważne, a wszystkie oceny są porównywalne bez względu na to, kiedy są publikowane.

Podczas poprzedniej zmiany bazy genetycznej, która nastąpiła w 2015 r., wyliczone średnie przewidywane zdolności przekazywania (PTA) krów urodzonych w 2010 r. sprowadzono do zera. Postęp osiągnięty w większości cech przez krowy urodzone w 2015 r., wyrażony w PTA, pokazano w tabeli 1. To właśnie krowy mleczne urodzone w 2015 teraz będą stanowić nową bazę genetyczną. W kwietniowych ocenach wartości hodowlanych to ich PTA zostaną sprowadzone do zera. Inaczej mówiąc, średnie w tabeli 1 zostaną odjęte od bieżących PTA wszystkich zwierząt. To są zmiany, z którymi trzeba będzie się liczyć w nowej, kwietniowej wycenie.

Tabela 1. Różnice w przewidywanych zdolnościach przekazywania PTA krów urodzonych w 2015 r. w porównaniu z PTA krów urodzonych w 2010 r. (o takie wartości zostaną zredukowane PTA dla podanych cech po wprowadzeniu nowej bazy genetycznej w kwietniu 2020*) *Dane w tabeli są przybliżone; według informacji z lutego 2020 r.

Ponieważ w przeważającej liczbie cech uzyskano postęp w ciągu ostatnich pięciu lat, większość PTA zostanie obniżona o wartości pokazane w tabeli. Jednak w przypadku, gdy trend dla danej cechy był niekorzystny, wartości PTA będą generalnie rosnące. Wyjątkiem mogą być wskaźnik komórek somatycznych SCS i wskaźniki płodności, które mogą być ujemne, ponieważ niższe wartości hodowlane dla tych cech są właśnie pożądane. Średnie wartości PTA pokazane w tabeli dotyczą różnic PTA w pięcioletnim okresie. Uwaga: wartości pokazane w tabeli 1 nie są dokładnymi danymi, wynikają z prognozy, wyliczenia te zostaną skorygowane po uruchomieniu w kwietniu 2020 nowej bazy genetycznej.

Podsumowując informacje przedstawione w tabeli 1, należy zauważyć, że:

  • dla wszystkich najważniejszych cech ujmowanych w indeksach syntetycznych nastąpił postęp genetyczny u wszystkich ras, największy w holsztynach i jerseyach, stąd wszystkie indeksy ulegną obniżeniu w kwietniu;
  • osiągnięto postęp genetyczny dla wszystkich cech produkcji mleka (wydajności tłuszczu, białka i mleka) dla podanych ras, szczególnie imponujący u holsztynów i jerseyów, stąd baza genetyczna dla PTA zostanie obniżona, odpowiednio: o 223 kg dla holsztynów i o 238 kg dla jerseyów;
  • wartości PTAs dla wydajności tłuszczu i białka zostaną zredukowane o ok. 11 kg w przypadku rasy holsztyńskiej i jersey oraz o ok. 3,6 kg w rasie brown swiss;
  • zmiany PTAs dla wskaźnika komórek somatycznych SCS wzrosną u holsztynów o ok. +0,08 ze względu na duży postęp w obniżaniu oceny WH dla komórek somatycznych;
  • PTA dla długości użytkowania zostaną zmniejszone o blisko dwa miesiące dla rasy holsztyńskiej i ok. 1,5 miesiąca dla rasy jersey ze względu na zwiększenie ich genetycznej zdolności do dłuższego życia;
  • jedynie holsztyny odnotowują postęp we wskaźnikach płodności.

Różnice w wydajności przypisywane są czynnikom genetycznym i środowiskowym
PTA (przewidywane zdolności przekazywania) w tabeli 1 reprezentują tylko połowę osiągniętej zmiany genetycznej, ponieważ każde zwierzę przekazuje swojemu potomstwu połowę swoich genów. Tabela 2 przedstawia łączne zmiany w wydajności krów urodzonych w latach 2015 i 2010 oraz pokazuje, w jakim stopniu do tych zmian przyczyniły się czynniki genetyczne, a na ile jest to wpływ warunków środowiskowych. Większość oszacowań podanych w tabeli jest wykonana w oparciu o dane fenotypowe, i nie uwzględniają one udziału w ocenie markerów genetycznych (ocen genomowych). Czerwonym kolorem oznaczone są cechy, dla których w ciągu ostatnich pięciu lat nie zanotowano fenotypowego postępu lub nastąpiło widoczne pogorszenie tych cech.

Tabela 2. Różnice w rzeczywistych – fenotypowych – wydajnościach uzyskanych przez krowy urodzone w latach 2015 i 2010, przypisane czynnikom genetycznym (WH) i środowiskowym

Z informacji zawartych w tabeli 2 wynika, że:

  • dla cech wydajności mleka u wszystkich ras wykazano pozytywny udział obu czynników;
  • postęp genetyczny dla wskaźnika komórek somatycznych SCS uzyskano tylko w rasie holsztyńskiej;
  • trend środowiskowy dla wskaźnika komórek somatycznych i długości użytkowania jest generalnie niekorzystny (z wyjątkiem SCS w rasie BS);
  • biorąc pod uwagę wskaźnik zapłodnienia krów, warunki środowiskowe miały korzystny wpływ dla wszystkich prezentowanych ras, ale postęp w wartości tej cechy odnotowano tylko u holsztynów;
  • środowisko w znacznym stopniu niekorzystnie wpłynęło na wskaźnik zapłodnienia jałówek (CRj) w rasach holsztyńskiej i jersey.

Wpływ genomiki na przyrost postępu genetycznego
Rewolucja genomowa zapoczątkowana w 2008 r. przyniosła wzrost wskaźnika postępu genetycznego, głównie z powodu skrócenia odstępu międzypokoleniowego. Niewielka część korzyści wynikających z wprowadzenia oceny genomowej została zawarta już w przypadku zmiany bazy w 2015 r., ponieważ wtedy bazę genetyczną tworzyły krowy urodzone w 2010. Natomiast obecna zmiana bazy genetycznej wykaże pełnię korzyści płynących z genomiki osiągniętych w latach 2010–2015.

Przez zastosowanie genomiki najwyższe przyspieszenie postępu odnotowano w przypadku cech produkcji mleka, tj. wydajności mleka, białka i tłuszczu w rasach holsztyńskiej, jersey i brown swiss. W stosunku do poprzednich pięciu lat są to wzrosty od 41% do 64%. Bardzo duże korzyści z genomiki wystąpiły, jeśli chodzi o długość użytkowania krów. Przyrost postępu hodowlanego dla tej cechy jest szczególnie imponujący w populacji krów rasy holsztyńskiej oraz jersey. Duży przyrost postępu genetycznego w porównaniu z poprzednią bazą genetyczną z 2015 r. odnotowano w przypadku rasy holsztyńskiej dla wskaźnika komórek somatycznych – o 89%.

Społeczne znaczenie właściwej strategii selekcji
Autorzy prezentowanego artykułu, znani na świecie w środowisku osób zajmujących się szacowaniem wartości hodowlanych jako niekwestionowani specjaliści w tej dziedzinie, zauważają i podkreślają, jakie znaczenie mają zmiany w wydajności bydła mlecznego w USA dla poprawy zrównoważonego rozwoju i eliminacji głodu na świecie. Produkcja gazów cieplarnianych ulega redukcji na jednostkę produkcji ze względu na większą wydajność i wyższą produkcję przypadającą na zwierzę. Nie do przecenienia są również zaobserwowane znaczące zmiany w wyglądzie i zdrowiu zwierząt. Ponieważ zmiana bazy stała się właśnie faktem, może to być dobry moment, aby przypomnieć producentom mleka o przyjęciu takiej strategii selekcji genetycznej, która, oparta na użyciu najlepszych buhajów w wybranych przez siebie indeksach ekonomicznych, zapewnia osiąganie postępu na bieżąco, bez względu na cykliczną zmianę bazy genetycznej.

Council on Dairy Cattle Breeding CDCB – Rada Hodowlana Bydła Mlecznego w USA
CDCB jest organizacją non profit, która przejęła zadania usługowe w zakresie obliczania i dystrybucji ocen genetycznych i oszacowań genomowych, zarządzania przechowywaniem danych oraz analizowania i dystrybucji danych bydła mlecznego, które wcześniej były wykonywane przez Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych – Służbę Badań Rolniczych – Laboratorium Genomiki i Doskonalenia Zwierząt (USDA‑ARS‑AGIL). Baza danych partnerów współpracujących z CDCB jest największa na świecie – zawiera ponad 2 mln genotypów bydła mlecznego, 70 mln rekordów fenotypowych samic i ponad 500 tys. buhajów otrzymujących oceny genetyczne lub oszacowania genomowe. 