Analiza międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów (IV-2017)

Międzynarodowa ocena wartości hodowlanej buhajów należących do najważniejszych ras bydła mlecznego prowadzona jest już od kilkunastu lat przez Interbull w Uppsali (Interbull Centre).  Od sierpnia 2014 roku oprócz oceny konwencjonalnej (MACE) Interbull szacuje też wartości hodowlane na podstawie ocen genomowych (GMACE).

Tekst: dr Tomasz Krychowski, dr Agnieszka Nowosielska, dr hab. Wojciech Jagusiak, prof. UR w Krakowie

Wstęp
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 w tym opracowaniu, jest już trzecia i dotyczy porównania międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów GMACE, opublikowanej po tegorocznej, kwietniowej ocenie dla wszystkich buhajów, których oszacowania krajowe przesłano do Interbullu.

Wszystkie wykorzystane oceny GMACE przeliczone zostały, tak jak poprzednio, na polską skalę i wyrażone w odniesieniu do polskiej bazy genetycznej.

Podstawowym narzędziem oceny wartości hodowlanej i selekcji buhajów oraz krów w Polsce jest indeks PF, 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 drugim przypadku mówimy o genomowym indeksie PF, czyli indeksie gPF.

W ramach tej pracy poddano analizie podindeksy genomowe dla 12 646 buhajów urodzonych w latach 2010 do 2016 i pochodzących z 17 krajów lub grup krajów. Ponieważ nie wszystkim buhajom udało się obliczyć komplet podindeksów, indeks gPF obliczono dla 12 167 buhajów. W poprzedniej analizie liczba buhajów z indeksem gPF była porównywalna do aktualnej i wynosiła 11 479 sztuk.

1. Liczby buhajów ocenionych genomowo przez Interbull
Na wykresie 1. przedstawiono liczby buhajów holsztyńsko-fryzyjskich z poszczególnych krajów, biorących udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej.

Zdecydowanie najwięcej buhajów, bo aż 3975, mają Stany Zjednoczone (w poprzedniej analizie 3175). Na drugiej pozycji są Niemcy (1963 buhaje), a na trzeciej Francja (1553 buhaje). Polska z 536 buhajami (poprzednio 527) zajmuje 7. pozycję i ma większą liczbę ocenianych buhajów niż takie kraje, jak Włochy czy Wielka Brytania. Kraje mające w bazie Interbull poniżej 50 buhajów z oceną na podstawie genomu nie będą brały udziału w analizie porównawczej: Irlandia (11), Czechy (34), Chiny (5), Węgry (3) i Argentyna (1).

Wykres 1. Porównanie liczb buhajów uwzględnionych w ocenie GMACE wg kraju pochodzenia
*Dania, Finlandia, Szwecja
**Nowa Zelandia i Australia

2. Indeksy gPF buhajów biorących udział w międzynarodowej ocenie genomowej
Na wykresie 2. przedstawiono średnie indeksy 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 2016/1 wynosiła średnio 129 jednostek gPF i była wyższa w porównaniu do obecnego sezonu 2017/1 o 6 jednostek gPF (123). Spadek ten związany jest z poszerzeniem populacji referencyjnej, w skład której obecnie wchodzą bazy Genomiki Polskiej i EuroGenomics. Pisaliśmy o tym obszernie w styczniowym numerze „Hodowli i Chowu Bydła”. W związku ze wspomnianą zmianą bazy, w naszej analizie będziemy wyłącznie porównywać wyniki dotyczące aktualnej wyceny, bez konfrontacji z wyceną przeprowadzoną rok temu (2016/1).

Wykres 2. Średnie indeksy gPF buhajów objętych oceną GMACE wg kraju pochodzenia
*Dania, Finlandia, Szwecja
**Nowa Zelandia i Australia

W bieżącej ocenie międzynarodowej najwyższą wartością hodowlaną charakteryzują się buhaje pochodzące z Kanady i Holandii – gPF 125. Drugie miejsce, ze średnim indeksem gPF 124, zajmują buhaje z Hiszpanii, Francji i USA, a trzecie – z Belgii i krajów skandynawskich z gPF 123. Na kolejnym miejscu są buhaje włoskie i brytyjskie z gPF 122, i niemieckie z gPF 121.

Buhaje pochodzące z polskiej hodowli ze średnią wartością hodowlaną 115 jednostek gPF zajmują przedostatnie miejsce, wyprzedzając tylko buhaje z Oceanii z gPF 113 jednostek. Różnica w średniej wartości hodowlanej subpopulacji polskich buhajów do średniej całej ocenionej populacji wynosi 8 jednostek gPF, czyli -6,9%.

W celu pełniejszej i bardziej wszechstronnej analizy porównano również wartości hodowlane subpopulacji liczących po 500 buhajów o najwyższym indeksie gPF, 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 3). Kraje mające populację buhajów ocenionych genomowo mniejszą niż 500 reproduktorów nie zostały uwzględnione w tym porównaniu: Czechy, Hiszpania, Wielka Brytania, Belgia, Irlandia, Oceania, Węgry, Chiny i Argentyna.

Wykres 3. Średnie i najwyższe indeksy gPF subpopulacji 500 najlepszych buhajów z wybranych krajów europejskich oraz USA i Kanady
*Dania, Finlandia, Szwecja

Wyniki porównania stawki 500 najlepszych buhajów wskazują, że buhaje z Niemiec posiadają najwyższy średni indeks gPF, wynoszący 136 jednostek. Drugie miejsce zajmują buhaje amerykańskie ze średnim gPF 134 jednostki. W poprzedniej analizie sytuacja była odwrotna. Na trzecim miejscu plasują się buhaje francuskie, które posiadają średnią wartość hodowlaną 133 jednostki gPF. Następne są buhaje holenderskie ze średnią wartością hodowlaną 132 jednostki gPF i buhaje kanadyjskie ze średnim gPF 130 jednostek. Buhaje kanadyjskie w poprzedniej analizie były na 3. pozycji. Indeks gPF powyżej 120 jednostek mają buhaje skandynawskie – średni gPF 128, i buhaje włoskie – średni gPF 122.

Polskie buhaje mają średni indeks gPF 116 i zajmują ostatnią pozycję spośród analizowanych grup buhajów. Ich średnia wartość hodowlana jest niższa o 20 jednostek gPF od buhajów niemieckich (-17,2%), co stanowi stratę kilku lat postępu genetycznego.

Jeśli chodzi o buhaje zajmujące pierwsze miejsca w rankingach indeksu gPF wg kraju swojego pochodzenia, to lokują się one w przedziale między 138 (najlepszy buhaj włoski) a 150 (najwyżej oceniony buhaj pochodzący z Niemiec). Najlepszy polski buhaj posiada gPF 141 i jest to indeks niższy o 9 jednostek gPF od indeksu najwyżej wycenionego buhaja w rankingu (-6,4%) (wykres 3).

3. 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 okresie od 2012 do 2016 roku, wskazuje na szybko rosnącą średnią wartość hodowlaną kolejnych roczników buhajów (wykres 4). Średni indeks gPF zwiększył się w omawianym okresie o 17 jednostek, co stanowi 14,6%.

Wykres 4. Średnie indeksy gPF wg roku urodzenia buhajów

Średni roczny wzrost wartości indeksu gPF wynosił więc 4,25 jednostki, to jest 3,65% na rok. Jest to postęp nieco wyższy niż ten, który odnotowano w analizie wykonanej w 2016 roku (3,1%), i również wyższy w stosunku do około 2%, które uzyskiwano w drodze realizacji konwencjonalnych programów oceny i selekcji buhajów.

Postęp obserwowany w polskiej populacji buhajów ocenionych genomowo, urodzonych w latach od 2012 do 2016, był wyższy w porównaniu do zmian w całej populacji ocenianych buhajów. Średni indeks gPF zwiększył się w tym okresie o 20 jednostek, ze 110 do 130, czyli o 18,1%, a roczny wzrost wartości indeksu gPF wyniósł średnio 5 jednostek, czyli 4,5% na rok. Po niewielkim postępie genetycznym pomiędzy rocznikami buhajów 2012 a 2013 kolejne roczniki 2014 i 2015 miały średni indeks gPF lepszy od poprzedniego aż o 5 jednostek, a buhaje urodzone w 2016 roku – aż o 8 jednostek.

Wykres 5. i tabela 1. przedstawiają analizę postepu genetycznego w poszczególnych krajach, tak jak wcześniej pomiędzy rocznikami urodzenia buhajów 2012 do 2016. W tym okresie największy postęp hodowlany wystąpił w populacji zgenotypowanych niemieckich buhajów, który wyniósł aż 25 jednostek gPF (22,7%). Drugie miejsce zajmuje Polska z postępem hodowlanym 20 jednostek (+18,2%). Na trzecim miejscu są Włochy z postępem 17 jednostek gPF (+14,5%). Postęp w populacjach buhajów z innych krajów jest na poziomie około +10%. Tendencja ta pokazuje wyraźnie, że polska populacja buhajów nadrabia opóźnienie w wartości hodowlanej w stosunku do populacji buhajów z innych krajów, co jest dobrą prognozą na przyszłość.

Wykres 5. Średnie indeksy gPF wg kraju pochodzenia i roku urodzenia buhajów
Kraj PF %wzrostu *
Różnica w porównaniu do 2012 roku
2012 2013 2014 2015 2016
CAN 120 3 7 11 13 10,8%
DEU 110 14 19 24 25 22,7%
DFS 118 5 9 21 14 11,9%
FRA 120 4 6 9 13 10,8%
ITA 117 5 7 10 17 14,5%
NLD 120 4 7 12 13 10,8%
POL 110 2 7 12 20 18,2%
USA 120 4 6 10 11 9,2%
All 116 6 10 14 17 14,7%
Tabela 1. Różnice w średnim indeksie gPF wg kraju pochodzenia i roku urodzenia buhajów
* % wzrostu średniego indeksu gPF buhajów urodzonych w 2016 roku w stosunku do urodzonych w 2012 roku

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 2). Na podstawie analizy przedstawionych danych nasuwają się następujące spostrzeżenia:
• Średni podindeks produkcyjny buhajów polskich (110) jest niższy (-3) od średniej wszystkich buhajów biorących udział w ocenie GMACE. Najwyższy podindeks produkcyjny mają buhaje kanadyjskie, włoskie i holenderskie (115), a najniższybuhaje z Oceanii (106).
• Średni podindeks pokroju buhajów polskich (114) jest niższy o 6 jednostek od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks pokroju mają buhaje hiszpańskie (126), a najniższy buhaje pochodzące z Polski (114), a następnie z Oceanii (115).
• Średni podindeks płodności buhajów polskich (102) jest niższy o 3 jednostki od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks płodności mają buhaje skandynawskie (110), a najniższy buhaje z Oceanii (101).
• Średnia wartość hodowlana polskich buhajów dla komórek somatycznych wynosi 104 i jest niższa od średniej wartości wszystkich buhajów o 5 jednostek. Najwyższą wartość hodowlaną dla tej cechy stwierdzono w grupie buhajów pochodzących z Francji (112), a najmniejszą u buhajów pochodzących z Oceanii (99).
• Średnia wartość hodowlana polskich buhajów dla długowieczności wynosi 107 i jest niższa o 7 jednostek od średniej dla wszystkich buhajów. Największą wartość hodowlaną dla tej cechy stwierdzono w grupie buhajów pochodzących z USA (117), a najmniejszą u buhajów z Oceanii (102).

Średnia wartość hodowlana 
Kraj Produkcja Pokrój Płodność SCS Długowieczność
BEL   107 118 105 106 110
CAN   115 122 105 108 116
DEU   110 121 104 108 112
DFS   113 116 110 111 114
ESP   112 126 104 108 112
FRA   113 124 105 112 111
GBR   109 116 105 107 113
ITA   115 120 103 109 116
NLD   115 121 104 110 114
OCE   106 115 101 99 102
POL   110 114 102 104 107
USA   114 119 107 109 117
Wszystkie 113 120 105 109 114
Tabela 2. Średnie podindeksy produkcyjne, pokrojowe i płodnościowe oraz średnie wartości hodowlane dla komórek somatycznych i długowieczności buhajów ocenionych genomowo przez Interbull wg kraju pochodzenia
*kolorem zielonym zaznaczono średnią wartość hodowlaną większą niż średnia wszystkich buhajów z oceną GMACE

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 ponad 12 000 buhajów pochodzących z 14 krajów Europy, Oceanii i Ameryki Północnej pozwoliła uszeregować populacje pochodzące z różnych krajów pod względem średniej wartości hodowlanej i określić miejsce polskich buhajów na tle innych krajów uczestniczących w międzynarodowej ocenie genomowej.

Polskie buhaje z wynikiem 115 jednostek gPF na tle buhajów z innych krajów zajmują przedostatnie miejsce, wyprzedzając tylko buhaje pochodzące z Oceanii z gPF 111. Różnica w średniej wartości hodowlanej polskich buhajów w stosunku do średniej całej ocenionej populacji wynosi 8 jednostek gPF, czyli -6,9%. Najwyższą wartość hodowlaną mają buhaje holenderskie i kanadyjskie – gPF 125.
Analiza subpopulacji 500 najlepszych buhajów pokazała, że polskie buhaje mają średni indeks gPF 116 i zajmują ostatnią pozycję spośród analizowanych grup buhajów. Ich średnia wartość hodowlana jest niższa o 20 jednostek od buhajów niemieckich (-17,2%), co stanowi stratę kilku lat postępu genetycznego.

Sytuacja polskich buhajów jest dużo lepsza, jeżeli weźmiemy pod uwagę wzrost wartości hodowlanej u najmłodszych roczników 2015 i 2016 w stosunku do roczników wcześniejszych. Ma to znaczący wpływ na ogólny postęp obserwowany w polskiej populacji buhajów urodzonych w latach od 2012 do 2016. Postęp ten jest wyższy w porównaniu do zmian w całej populacji ocenianych buhajów. Postęp genetyczny na poziomie 4,5% rocznie plasuje Polskę na 2. miejscu wśród krajów, których buhaje biorą udział w międzynarodowej ocenie wartości hodowlanych, ustępując tylko Niemcom. Widać starania polskich hodowców, aby jak najszybciej nadrobić 3-letnie opóźnienie w użytkowaniu buhajów ocenionych na podstawie genomu.

Przedstawione zmiany pozwalają mieć nadzieję na coraz lepsze wyniki polskich buhajów genomowych, a co za tym idzie – większej możliwości wyboru rodzimych rozpłodników przez naszych hodowców do kojarzeń w swoich stadach.