Analiza międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów (XII-2022)

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 oprócz oceny konwencjonalnej (MACE) Interbull 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 siódmą i dotyczy porównania międzynarodowej genomowej oceny wartości hodowlanej buhajów GMACE, opublikowanej po ocenie grudniowej 2022 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, opracowane przez Centrum Genetyczne PFHBiPM, w postaci Indeksu Ekonomicznego (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 9819 buhajów urodzonych w latach 2015 do 2022 i pochodzących z 18 krajów lub grup krajów. Ponieważ nie wszystkim buhajom udało się obliczyć komplet podindeksów, indeks gPF i IE obliczono dla 9618 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 3716, mają Stany Zjednoczone. Na drugiej pozycji są Niemcy (1398 buhajów), a na trzeciej jest Francja (1244 buhaje). Polska z 202 buhajami zajmuje dziewiątą pozycję (w 2021 roku z 315 buhajami zajmowała siódmą pozycję).

Kraje mające w bazie Interbull poniżej 50 buhajów z oceną na podstawie genomu nie będą brały udziału w analizie porównawczej: Słowacja (1), Luksemburg (6), Irlandia (14), Brazylia (17), Węgry (43), Belgia (43).

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 2022/3 wynosi średnio 138 pkt gPF. W bieżącej ocenie międzynarodowej najwyższą wartością hodowlaną charakteryzują się buhaje pochodzące z Niemiec – ich średni indeks gPF wynosi 142 pkt. Drugie miejsce, ze średnim indeksem gPF równym 140 pkt zajmują buhaje z Hiszpanii, a trzecie z USA i Francji z gPF na poziomie 139 pkt.

Buhaje pochodzące z polskiej hodowli ze średnią wartością hodowlaną 138 pkt indeksu gPF zajmują piątą pozycję w rankingu krajów (w ocenie 2021/1 zajmowały dwunastą pozycję), co jest ogromnym sukcesem polskiej hodowli. Przeciętnie polskie buhaje mają taką samą wartość hodowlaną, jak wszystkie buhaje biorące udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej. Aktualnie polskie buhaje mają dużo wyższą wartość hodowlaną niż ponad rok temu, gdyż wówczas ich średnia wartość hodowlana była o 10 jednostek indeksu gPF niższa w porównaniu ze średnią całej ocenionej populacji. Polskie buhaje mają wyższą wartość hodowlaną niż buhaje kanadyjskie czy holenderskie.

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.

Indeks Ekonomiczny wszystkich buhajów biorących udział w międzynarodowej ocenie w sezonie 2022/3 wynosi średnio 1857 zł. Najwyższą średnią wartość IE mają buhaje pochodzące z Niemiec – 2047 zł. Drugie miejsce, ze średnim Indeksem Ekonomicznym 1893 zł, zajmują buhaje z USA, a trzecie – z Hiszpanii z IE równym 1889 zł.

Buhaje pochodzące z polskiej hodowli, ze średnią wartością Indeksu Ekonomicznego 1837 zł, zajmują piąte miejsce (w sezonie 2021/1 zajmowały ostatnie miejsce). Różnica w średniej wartości IE subpopulacji polskich buhajów do średniej całej ocenionej populacji wynosi tylko 20 zł.

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 155 pkt, jak również średni IE równy 2850 zł. Drugie miejsce pod względem indeksu gPF zajmują ex aequo buhaje holenderskie, amerykańskie i francuskie z indeksem gPF na poziomie 153 pkt, natomiast pod względem Indeksu Ekonomicznego buhaje amerykańskie z IE równym 2706 zł.

Polskie buhaje mają średni indeks gPF równy 146 pkt oraz IE wynoszący 2276 zł i zajmują siódmą pozycję wśród analizowanych grup buhajów pod względem indeksu gPF i ósmą pod względem Indeksu Ekonomicznego. Ich średnia wartość hodowlana jest niższa o 9 pkt indeksu gPF oraz o 574 zł od grupy 100 buhajów niemieckich, co stanowi stratę kilku lat postępu genetycznego.

Jeśli chodzi o buhaje zajmujące pierwsze miejsca w rankingach indeksu gPF według kraju swojego pochodzenia, to lokują się one w przedziale między 167 pkt indeksu gPF – najlepszy buhaj niemiecki, a 149 pkt – najwyżej oceniony buhaj pochodzący z Wielkiej Brytanii (wykres 4). Natomiast według Indeksu Ekonomicznego plasują się pomiędzy 3306 zł – najlepszy buhaj z Niemiec, a 2760 zł – buhaj z najwyższą wartością IE pochodzący z Kanady (wykres 5).

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 2016 do 2021 wskazuje na szybko rosnącą średnią wartość hodowlaną kolejnych roczników buhajów (wykres 6, 7). Średni indeks gPF zwiększył się w omawianym okresie o 19 pkt, co stanowi 3,8 pkt rocznie.

Natomiast średni Indeks Ekonomiczny zwiększył się o 858 zł w ciągu 5 lat, co w przeliczeniu na jeden rok daje wartość 172 zł zysku wynikającego z postępu genetycznego.

Postęp obserwowany w polskiej populacji buhajów ocenionych genomowo urodzonych w latach od 2016 do 2021 był prawie dwukrotnie wyższy w porównaniu ze zmianami w całej populacji ocenianych buhajów. W konsekwencji polskie buhaje urodzone w latach 2020 i 2021 są na wyższym poziomie niż cała populacja. Średni indeks gPF zwiększył się w tym okresie aż o 27 pkt, ze 123 do 150. Roczny wzrost wartości indeksu gPF wyniósł średnio 5,4 pkt.

Indeks Ekonomiczny polskich buhajów zwiększył się na przestrzeni 5 lat o 1354 zł, co w przeliczeniu na jeden rok daje wartość postępu genetycznego 271 zł.

Wykres 8 i tabela 1 przedstawiają analizę postępu genetycznego w poszczególnych krajach pomiędzy rocznikami urodzenia buhajów 2016 do 2021. W tym okresie największy postęp hodowlany wystąpił w populacji zgenotypowanych polskich buhajów, który wyniósł aż 27 pkt indeksu gPF (22%). Drugie miejsce zajmują niemieckie rozpłodniki z postępem hodowlanym 22 pkt (17%). Na trzecim miejscu są Hiszpania i grupa krajów nordyckich, czyli Dania, Finlandia i Szwecja, z postępem 20 pkt indeksu gPF (16%). Tendencja ta pokazuje wyraźnie, że polska populacja buhajów nadrabia opóźnienie w postępie genetycznym w stosunku do populacji buhajów z innych krajów, co jest dobrą prognozą na przyszłość. Stosowanie selekcji genomowej przynosi spodziewane efekty, dlatego bardzo ważne jest powszechne jej wykorzystanie.

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 (128) jest na takim samym poziomie, jak wszystkich buhajów biorących udział w ocenie GMACE. Najwyższy podindeks produkcyjny mają buhaje niemieckie i amerykańskie (131), a najniższy buhaje brytyjskie (117).
• Średni podindeks pokroju buhajów polskich (122) jest wyższy o 4 jednostki od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks pokroju mają buhaje francuskie (128), a najniższy buhaje pochodzące z Wielkiej Brytanii (103).
• Średni podindeks płodności buhajów polskich (105) jest niższy o 3 jednostki od średniej wszystkich buhajów. Najwyższy podindeks płodności mają buhaje brytyjskie (114), a najniższy buhaje francuskie i hiszpańskie (103).
• Średnia wartość hodowlana polskich buhajów dla komórek somatycznych wynosi 118 i jest wyższa od średniej wartości wszystkich buhajów o 4 jednostki. 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 prawie 10 000 buhajów pochodzących z 18 krajów 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 138 jednostek gPF i 1837 zł IE na tle buhajów z innych krajów zajmują piąte miejsce w rankingu. Przeciętnie polskie buhaje mają taką samą wartość hodowlaną, jak wszystkie buhaje biorące udział w międzynarodowej genomowej ocenie wartości hodowlanej. Najwyższą wartość hodowlaną, wyrażoną polskim indeksem selekcyjnym, mają buhaje niemieckie (142 pkt gPF i 2047 zł IE). 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 146 jednostek oraz IE wynoszący 2276 zł i zajmują odpowiednio siódmą i ósmą pozycję spośród analizowanych grup buhajów. Ich średnia wartość hodowlana jest niższa o 9 jednostek indeksu gPF oraz 574 zł IE od buhajów niemieckich, co stanowi stratę kilku lat postępu genetycznego.

Buhaj pochodzący z niemieckiej hodowli ma najwyższy indeks selekcyjny gPF (167) i IE (3306 zł) spośród wszystkich buhajów znajdujących się w ocenie międzynarodowej.

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 amerykańskich.

Sytuacja polskich buhajów jest bardzo dobra, jeżeli weźmiemy pod uwagę wzrost wartości hodowlanej u roczników od 2016 do 2021. Postęp ten jest prawie dwukrotnie wyższy w porównaniu ze zmianami w całej populacji ocenianych buhajów. Wzrost genetyczny na poziomie 5,4% wartości indeksu selekcyjnego rocznie plasuje Polskę na pierwszym 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