Trendy inbredu w populacji krów rasy holsztyńsko-fryzyjskiej

TEKST: Ewa Sell-Kubiak, CGen, PFHBiPM

W hodowli krów mlecznych obserwujemy znaczny wzrost wydajności produkcyjnej. Jednak dalszy sukces selekcji tych zwierząt zależy od kontroli występowania kojarzeń (wysoce) spokrewnionych osobników. Taka praktyka prowadzi do wzrostu poziomu inbredu w populacji, a tym samym do zmniejszenia ogólnej żywotności zwierząt i zwiększenia podatności na choroby, a także do obniżenia płodności i wydajności zwierząt. W praktyce inbred oznacza realne straty ekonomiczne gospodarstwa.

Obliczanie współczynnika inbredu
Szacowanie poziomu inbredu bazuje na ocenie prawdopodobieństwa, z jakim rodzice przekażą potomstwu geny od ich wspólnego przodka. Im bardziej spokrewnione są kojarzone osobniki, tym to prawdopodobieństwo jest wyższe. Punktem wyjścia do obliczeń jest więc rodowód populacji, dla których prowadzi się szacowanie inbredu. Im dokładniejsza rejestracja rodziców i dalszych przodków w rodowodzie, tym obliczenia inbredu są precyzyjniejsze. Wpływa to w pierwszej kolejności na kompletność rodowodu, czyli liczbę informacji o poszczególnych pokoleniach przodków, zaczynając od rodziców i ich rodziców itd. Jeżeli posiadamy pełne informacje o wszystkich przodkach kilka pokoleń wstecz, wówczas kompletność rodowodu dla takiego osobnika może wynosić maksymalnie 100%. Jednak w praktyce taka sytuacja zdarza się rzadko. Wynika to między innymi z faktu, że nie wszystkie dane rodowodowe buhajów spoza danego kraju są dostępne w stacjach unasienniania.
Brak informacji rodowodowej przekłada się na niedoszacowanie poziomu inbredu danego osobnika, co w konsekwencji prowadzi do niedoszacowania wyznaczonego trendu dla danej populacji. Dlatego ocena poziomu inbredu w populacji może być procesem bardzo złożonym. Jedne z najbardziej popularnych rozwiązań zostały zaproponowane przez VanRadena w 1992 roku. Brakujące informacje o przodkach krajowych i ich poziomie inbredu są uzupełniane przez średni krajowy inbred z roku urodzenia ich potomstwa. Wartość tę wykorzystuje się następnie do oszacowania pokrewieństwa pomiędzy osobnikami z brakującymi rodzicami a populacją, w celu późniejszego obliczenia inbredu ich potomstwa. Natomiast brakujące informacje o przodkach zagranicznych są zdobywane dzięki współpracy z zagranicznymi ośrodkami i wymianie danych rodowodowych między nimi. Obliczenia te pozwalają na dokładniejszą ocenę poziomu spokrewnienia zwierząt użytych do kojarzeń, a tym samym ocenę poziomu inbredu ich potomstwa.

Światowe trendy inbredu
Pomimo rozwoju nowoczesnych metod statystycznych i poszerzaniu się wiedzy na temat inbredu, jego poziom w populacjach krów rasy holsztyńsko-fryzyjskiej w poszczególnych krajach rośnie. Najnowsze dane z 2015 roku pokazują najwyższy poziom współczynnika inbredu dla Kanady i USA (ok. 7%) oraz Japonii (ok. 6%). Natomiast kraje europejskie mają inbred oszacowany na nieco niższym poziomie: Niemcy i Włochy – 5%, Holandia i Czechy – 4,5%, Belgia – 3,5%. Jednak nie sam średni poziom inbredu w populacji jest najistotniejszy, lecz jego trend, ponieważ przedstawione wartości zależą od kompletności i głębokości rodowodów oraz zastosowanych metod obliczeniowych. Dlatego też światowa organizacja World Holstein Friesian Federation (www.whff.info) wprowadziła program kontroli poziomu inbredu w czasie. Podstawowym założeniem jest monitorowanie wzrostu średniego poziomu inbredu populacji kraju, który nie powinien przekraczać 1% na 4 lata, czyli na jedno pokolenie. Jak pokazują najnowsze dane, wszystkie kraje biorące udział w programie World Holstein Friesian Federation spełniają to kryterium.

W dobie informacji genomowej
Obecnie hodowla krów rasy holsztyńsko-fryzyjskiej wkroczyła w erę informacji genomowej. Dzięki temu właściwie nie ma już „buhajów milionerów” sprzedających ogromne ilości nasienia na całym świecie, gdyż młode buhaje o pożądanych cechach mogą szybciej zastąpić starsze osobniki. Jednak jeśli hodowca tworzy elitarne kojarzenie (matki buhajów, ojcowie buhajów), wówczas często sięga do tych samych przodków. Dlatego również podczas szacowania poziomu inbredu można skorzystać z genotypów zwierząt. Z tego względu wciąż doskonali się tradycyjne metody obliczeniowe. Uważa się, że w hodowli zwierząt gospodarskich pojawia się średnio nawet 10% błędów w zapisach rodziców i wcześniejszych przodków. Większość pomyłek w rodowodzie można wykryć tylko dzięki zastosowaniu markerów genetycznych. Na podstawie informacji genomowej można stworzyć panel zawierający wybrane markery genetyczne i użyć ich w celu weryfikacji rodziców danego osobnika. W ten sposób zmniejszy się liczba „brakujących” przodków lub błędnych zapisów w rodowodzie, co umożliwi precyzyjniejszą ocenę inbredu tradycyjnego.

Informacja genomowa może także służyć do dokładniejszego szacowania inbredu populacji (wykres 1). Wynika to z faktu, że dzięki markerom genetycznym łatwiej jest ocenić faktyczny udział genów od wspólnego przodka rodziców danego osobnika. Tym samym oszacowanie inbredu nie bazuje na prawdopodobieństwie dziedziczenia, lecz na faktycznym poziomie homozygotyczności przekazanych genów. Inbred genomowy jest stosowany i publikowany na razie tylko w kilku krajach. Są to między innymi USA i Kanada. Widać jednak wyraźnie, że inbred genomowy wskazuje na wyższy poziom inbredu w populacjach niż inbred tradycyjny.