Jednostopniowa ocena wartości hodowlanej w Polsce
W ramach porozumienia, zawartego 15 września 2021 roku między Polską Federacją Hodowców Bydła i Producentów Mleka oraz Instytutem Zootechniki Państwowym Instytutem Badawczym, rozpoczęły się prace nad wdrożeniem w Polsce nowego systemu oceny wartości hodowlanej bydła mlecznego. Będą realizowane w ramach nowej struktury zwanej Zespołem CGen-IZ, która stanowi platformę do współpracy naukowców IZ PIB z zespołem obliczeniowym Centrum Genetycznego PFHBiPM.
tekst: Sebastian Mucha
W prace nad stworzeniem systemu jednostopniowej oceny wartości hodowlanej zaangażowani są najlepsi krajowi specjaliści z zakresu genetyki i hodowli bydła. Realizacja projektu zakłada również współpracę w ramach struktur Spółdzielni EuroGenomics. Dzięki temu możliwa będzie wspólna dyskusja o napotkanych trudnościach i czerpanie z doświadczenia zagranicznych ośrodków obliczeniowych, których prace nad wdrożeniem oceny jednostopniowej są już mocno zaawansowane. Podczas budowy nowego systemu oceny wdrożone zostaną zalecenia zawarte w tzw. złotym standardzie oceny, opracowanym przez Spółdzielnię EuroGenomics. Jest to zestaw rekomendacji wypracowany w ramach działania grupy roboczej odpowiedzialnej za realizację projektu. Określono w nim standardy dotyczące rejestracji i edycji danych fenotypowych oraz zalecenia odnośnie do szacowania wartości hodowlanej. Ma to na celu ujednolicenie metodyki stosowanej do oceny wartości hodowlanej we wszystkich krajach członkowskich EuroGenomics. W rezultacie oczekiwany jest wzrost dokładności tej oceny oraz wzrost korelacji ocen buhajów pomiędzy krajami członkowskimi Spółdzielni EuroGenomics.
Ważnym wsparciem przy realizacji zamierzonego celu jest współpraca z zespołem badawczym prof. Ignacego Misztala z Uniwersytetu Georgia (USA). Polska Federacja Hodowców Bydła i Producentów Mleka prowadzi projekt we współpracy z prof. Misztalem, który ma na celu adaptację i wdrożenie w Polsce metodyki oceny jednostopniowej. Dzięki tej współpracy uzyskaliśmy dostęp do sztandarowego oprogramowania z zakresu genomowej oceny wartości hodowlanej. Nie do przecenienia jest również wsparcie merytoryczne i konsultacje z zespołem prof. Misztala, który jest prekursorem i światowym liderem w zakresie opracowania i rozwoju metodyki oceny jednostopniowej.
Możliwość wykorzystania informacji genomowej w ocenie wartości hodowlanej niewątpliwie zrewolucjonizowała świat hodowli bydła. Dzięki temu możliwe się stało znaczne skrócenie odstępu międzypokoleniowego oraz zwiększenie dokładności oszacowań wartości hodowlanej młodych zwierząt, pozbawionych informacji fenotypowej. Ważnym aspektem związanym z wprowadzeniem oceny genomowej jest również możliwość otrzymania dokładniejszych oszacowań wartości hodowlanej dla cech trudno mierzalnych lub objawiających się w późnym etapie życia zwierzęcia, takich jak chociażby długowieczność czy płodność. Ze względu na te zalety nastąpił gwałtowny rozwój selekcji genomowej bydła. Wprowadzenie innowacyjnej technologii umożliwiło ocenianie zwierząt na bardzo wczesnym etapie życia. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu tzw. populacji referencyjnej, którą stanowią zwierzęta posiadające informację genomową oraz fenotypową (wielostopniowa ocena genomowa). Umożliwia to stworzenie tzw. klucza genomowego, pozwalającego na powiązanie informacji genomowej oraz fenotypowej na bazie populacji referencyjnej. Dokładność predykcji genomowych zależy głównie od wielkości i struktury populacji referencyjnej. Należy przy tym pamiętać, że do populacji referencyjnej można włączyć jedynie zwierzęta posiadające informację fenotypową oraz genomową. Niestety zwierzęta, które posiadają fenotyp, ale nie zostały zgenotypowane, nie mogą zostać uwzględnione w populacji referencyjnej, co ogranicza dokładność predykcji. Ma to szczególne znaczenie w przypadku nowych cech, które mają stosunkowo małą populację referencyjną.
Wraz z rozwojem wiedzy i możliwości technicznych opracowano nową metodę oceny genomowej wartości hodowlanej, zwaną metodą jednego kroku bądź metodą jednostopniową. Metoda ta, w porównaniu ze stosowaną obecnie metodą wielostopniową, pozwala na jednoczesne wykorzystanie obserwacji fenotypowych pochodzących od zgenotypowanych oraz niezgenotypowanych zwierząt. Pozwala to na zwiększenie używanej w ocenie liczby fenotypów i optymalne wykorzystanie wszystkich dostępnych źródeł informacji. Przekłada się to na wzrost dokładności oceny wartości hodowlanej i umożliwia uniknięcie wielu komplikacji, wynikających ze specyfiki metody wielostopniowej. Dodatkowo ważną korzyścią wynikającą z zastosowania tej metody jest ograniczenie problemu związanego z obciążeniem oceny, jaki występuje w stosowanej obecnie ocenie wielostopniowej. Wiąże się to z możliwością niedoszacowania lub przeszacowania genomowej wartości hodowlanej. Ze względu na liczne zalety metody jednostopniowej coraz więcej krajów (m.in. Francja, Szwecja, Dania, Finlandia czy Holandia) pracuje nad wdrożeniem tej metodyki w swoich krajowych programach hodowlanych. W ramach porozumienia zawartego między PFHBiPM oraz IZ PIB zamierzamy wdrożyć metodę jednego kroku do polskiej oceny wartości hodowlanej. Działania te zmierzają do rozwoju polskiego systemu oceny wartości hodowlanej, co przełoży się na wyższą jakość informacji dostarczanej hodowcom.
Poza pracami długoterminowymi, zmierzającymi do wdrożenia oceny jednostopniowej, trwają prace nad bieżącym usprawnianiem systemu. W ramach pracy grupy CGen-IZ ma powstać nowy system przetwarzania wyników oceny wartości hodowlanej (tzw. szybka ścieżka). Projekt ma na celu modernizację obecnie stosowanych procedur, aby wyeliminować wszelkie komplikacje i opóźnienia występujące na etapie publikacji wyników oceny i udostępniania ich hodowcom. Przyjęte rozwiązanie zakłada, że w Centrum Genetycznym PFHBiPM prowadzone będą kontrola jakości, przetwarzanie wyników i przygotowanie zbiorów do publikacji w rankingach najlepszych buhajów i samic oraz narzędziach PFHBiPM przeznaczonych dla hodowców. Stwarza to możliwość wprowadzenia kontroli jakości na wcześniejszych etapach przetwarzania wyników, co przełoży się na jakość oraz punktualność publikowanych informacji. Jesteśmy świadkami rozpoczęcia nowego rozdziału w rozwoju krajowej oceny wartości hodowlanej, który będzie budowany na współpracy między PFHBiPM oraz IZ PIB, co niewątpliwie przyniesie liczne korzyści dla hodowców.
