Wartość hodowlana – fundament postępu genetycznego i narzędzie do poprawy opłacalności produkcji mleka

TEKST: dr hab. Tomasz Strabel, prof. UP Poznań

Wydaje się normalne, że krowa mleczna produkuje w laktacji kilka lub nawet kilkanaście tysięcy kilogramów mleka, mimo że z założenia robi to dla swojego potomka, który potrzebuje z tego mały ułamek. Takie osiągnięcie, obserwowane także w innych cechach, to wynik wieloletniej skutecznej selekcji, którą prowadzi się w oparciu o wyniki oceny wartości hodowlanej.

W niniejszym artykule zostaną przybliżone powszechnie stosowane przez hodowców pojęcia, po to, by ułatwić ich stosowanie i skuteczniej wykorzystywać genetykę do poprawy ekonomiki stad.

UŻYTKOWOŚĆ
Wysoka wydajność mleka czy piękna budowa wymienia – to użytkowość, czyli obserwowana wartość ważnej dla hodowcy cechy, mierzona u pojedynczego osobnika. Wartość każdej cechy zależy zarówno od czynników genetycznych, jak i środowiskowych. Oba czynniki wpływają na kluczowe dla ekonomiki cechy, takie jak produkcyjność, zdrowotność czy cechy związane z rozrodem. Hodowcy doskonale zdają sobie z tego sprawę i stosują coraz nowszą wiedzę z zakresu żywienia. Czynnik genetyczny wydaje się być w Polsce jednym z najbardziej niedocenianych, a przecież to także przez geny utrzymywane w tym samym stadzie krowy różnią się od siebie i stada różnią się między sobą.

SELEKCJA
Selekcja to podstawowe narzędzie pracy hodowlanej polegające na wskazywaniu i przeznaczaniu do rozrodu zwierząt, po których chcemy uzyskać potomstwo. Dzięki temu następne pokolenia stają się lepsze pod względem genetycznym w odniesieniu do ważnych dla hodowcy cech. Jeśli kolejne pokolenie będzie utrzymywane w tych samych warunkach, przełoży się to na lepszą użytkowość. Oczywiście, jeśli środowisko się poprawi, to użytkowość jeszcze bardziej wzrośnie. Ze względu na to, że dzięki sztucznemu unasienianiu wystarczy co roku selekcjonować znacznie mniej samców niż samic selekcja u obu płci różni się. Inaczej też wybiera się najlepszych samców na rodziców najlepszych synów, podobnie jak szczególną wagę przywiązuje się do wyboru matek buhajów. Jednak w każdym przypadku ważne jest, aby wybierać najlepsze zwierzęta z możliwie jak największej liczby kandydatów, by podstawą decyzji selekcyjnych była dokładna ocena wartości hodowlanej oraz by oceniać zwierzęta możliwie jak najwcześniej w ciągu życia zwierzęcia.

CEL HODOWLANY
Wybór najlepszego zwierzęcia – czy to samicy, czy samca – powinien uwzględniać jego wartość dla wszystkich istotnych z ekonomicznego punktu widzenia cech. W Polsce indeks PF łączy w sobie wszystkie najważniejsze oceniane cechy, którym nadano optymalne wagi. Jest on więc odzwierciedleniem celu hodowlanego. Znaczenie cech w tym indeksie jest zbliżone do wag w innych indeksach na świecie, preferowane są przede wszystkich cechy produkcyjne, związane z przychodami z produkcji mleka, a dalej zawiera on szereg cech funkcjonalnych, które przekładają się głównie na koszty związane z utrzymaniem zwierząt, w tym ich zdrowiem, płodnością czy długowiecznością. Wartość indeksu PF dla danego zwierzęcia można obliczyć, gdy znamy jego wartości hodowlane dla poszczególnych cech.

WARTOŚĆ HODOWLANA
Wartość hodowlana to wartość genów zwierzęcia dla jego potomstwa, jest więc szczególnie przydatna wtedy, gdy podejmujemy decyzje selekcyjne. Weźmy dla przykładu mleczność buhaja, który sam mleka nie daje i dla niego samego jego geny związane z mlecznością praktycznie nie mają żadnego znaczenia. Stąd ocenia się ich przydatność pod kątem przyszłej użytkowości jego córek, których użytkowość będzie determinować przyszłe zyski hodowcy.

W ostatnim rankingu (grudzień’16) w pierwszej dziesiątce najlepszych pod względem indeksu PF buhajów znalazły się dwa buhaje: RZH Declic i Delta Concer. Pierwszy z nich miał wartość hodowlaną dla wydajności mleka 1444, a drugi – 1099. Różnica między tymi wartościami wyniosła 345 kg. Ponieważ każde zwierzę może przekazać tylko połowę swoich genów (drugą przekazuje drugi z rodziców), w tym przypadku skupimy swoją uwagę na połowie tej różnicy, czyli 172,5 kg. Wartość ta mówi, że jeśli doczekamy się córek RZH Declica, to będą one dawać średnio o 172,5 kg więcej mleka od córek Delta Concera. Wystarczy przemnożyć tę wartość przez cenę kilograma mleka, by zrozumieć, jak ważne ekonomicznie znaczenie ma wartość hodowlana rodziców przyszłych krów.

GENETYKA A EKONOMIKA
Hodowca świadomy tego, co to jest wartość hodowlana, jest bardziej skłonny, by wybierać nasienie buhaja o wyższej wartości hodowlanej, nawet jeśli to wiąże się z jego wyższą ceną, gdyż córki powinny ją spłacić w produkcji. Co więcej, wartość hodowlana to inwestycja w geny, która się kumuluje: jeśli uzyskamy córkę po lepszym buhaju, to także jej córki będą posiadać połowę jej genów i przynosić dalsze zyski, wynikające z inwestycji w lepsze nasienie. W tym przypadku obowiązuje ta sama zasada, co przy naliczaniu procentu od odsetek doliczonych do wartości bankowej lokaty: właściciel zyskuje nie tylko same odsetki od tego, co wpłacił, ale z czasem także odsetki od odsetek, które dopisano do lokaty.

ODZIEDZICZALNOŚĆ
Odziedziczalność to kluczowy parametr przy obliczaniu wartości hodowlanej, gdyż określa siłę związku między użytkowością a wartością hodowlaną. Teoretycznie odziedziczalność może mieć maksymalnie wartość 100% – w takim przypadku środowisko nie ma żadnego wpływu na interesującą nas cechę i jest ona w całości determinowana przez geny zwierzęcia. Ponieważ jednak wiemy, że dla interesujących nas cech jest inaczej, warto znać ich odziedziczalność. Przykładowo, jeśli widzimy racice, to związek ich budowy z wartością hodowlaną dla tej cechy u danej krowy jest zaledwie na poziomie 9%. Inaczej jest z wysokością w krzyżu – odziedziczalność 54% – gdzie związek ten jest bardzo silny. Większość istotnych pod względem ekonomicznym cech ma średnią lub niską odziedziczalność. Z tego względu sama użytkowość krowy nie wystarcza, by ocenić jej wartość pod kątem selekcji, gdyż odzwierciedla ona jedynie częściowo wartość jej genów.

SPOKREWNIENIA
Zwierzęta mają swoich krewnych, którzy podobnie jak u ludzi, współdzielą między sobą kopie tych samych genów. Spokrewnienie mierzy, w jakim stopniu wartości hodowlane dwóch osobników są do siebie podobne. Każda para potomków z transferu zarodków – mająca tę samą matkę i ojca – będzie ze sobą spokrewniona w 50%. Korelacja między ich wartościami hodowlanymi jest więc wysoka, jednak niższa od 100%, co wskazuje, że każdy z osobników uzyskał od rodziców po części inny zestaw genów. Córki spokrewnione są z buhajem – swoim ojcem – również na poziomie 50%, przy czym już ich spokrewnienie z dziadkiem jest na poziomie zaledwie 25%. Obowiązuje zasada: im bardziej osobniki w rodowodzie są od siebie oddalone, tym niższe spokrewnienie. Warto też dodać, że brak informacji o pochodzeniu osobnika albo braki w jego rodowodzie sprawiają, że trudne lub wręcz niemożliwe jest obliczenie jego wartości hodowlanej, co obniża efektywność prowadzonej pracy.

OCENA WARTOŚCI HODOWLANEJ
Obliczanie wartości hodowlanej to wykorzystywanie przede wszystkim informacji o użytkowości zwierząt i istniejących między nimi spokrewnieniami. Ocena buhaja na bazie użytkowości córek uwzględnia wyniki ich użytkowości, stopień spokrewnienia i odziedziczalność cechy. Do oceny wartości hodowlanej wykorzystuje się zaawansowane metody matematyczne po to, by dla oceny czy to buhaja, czy krowy jak najlepiej wykorzystać wszystkie dostępne informacje.

WPŁYWY ŚRODOWISKOWE
Użytkowość zwierząt jest determinowana między innymi przez środowisko. W czasie szacowania wartości hodowlanej dąży się do tego, żeby uwzględnić i wyeliminować jego wpływ. Przykładowo, jeśli krowy wycielone w sezonie zimowym wyprodukowały średnio o 500 kg mleka więcej niż wycielone latem, oznacza to, że warunki charakterystyczne dla każdego z tych sezonów wpływają na wielkość produkcji. Żeby to uwzględnić w czasie obliczania wartości hodowlanej, wystarczy od użytkowości córek urodzonych zimą odjąć 500 kg, by porównanie było fair. Na tej samej zasadzie uwzględnia się wpływ wieku krowy, roku, a nawet warunków środowiskowych, jakie panują w danym stadzie w dniu próbnego udoju. Przyczynia się to do wzrostu dokładności oceny wartości hodowlanej.

DOKŁADNOŚĆ OCENY WARTOŚCI HODOWLANEJ
Obliczana wartość hodowlana jest tylko przybliżeniem prawdziwej wartości genów, którego siłę określa dokładność oceny wartości hodowlanej, w Polsce często nazywana ‘powtarzalnością’. Dokładność oceny dla buhaja determinują takie elementy, jak np. liczba córek i stad, w jakich są użytkowane (im więcej, tym lepiej). Znaczenie ma też spokrewnienie – cenniejsza będzie informacja o użytkowości sióstr niż półsióstr oraz odziedziczalność: im wyższa, tym dokładniejsza ocena. Dokładność oceny ma fundamentalne znaczenie dla postępu hodowlanego, w tradycyjnych programach z oceną na potomstwie wyliczono, że najbardziej opłaca się selekcjonować buhaje ocenione na bazie córek. Jeśli chodzi o krowy, to charakteryzowały się one dużo mniejszą dokładnością oceny wartości hodowlanej, gdyż wprawdzie mogły mieć informacje o własnej użytkowości, ale ze względu na odziedziczalność cech nie pozwalały one na dokładne obliczanie wartości hodowlanej. Ocena genomowa buhajów jest nieco mniej dokładna niż na potomstwie. Mimo to jej stosowanie u krów i buhajów pozwala na zwiększenie postępu genetycznego nawet o 100% w stosunku do oceny tradycyjnej, co wynika głównie z dwóch elementów: informacje o wartości hodowlanej buhajów uzyskujemy kilka lat wcześniej i możemy dokładniej selekcjonować samice.

OCENA GENOMOWA
Genomowa ocena wartości hodowlanej poza użytkowością i spokrewnieniami wykorzystuje dodatkowo informacje, jakie są zawarte w genotypie zwierzęcia. Dzięki temu wiadomo, czy fragmenty jego zapisu genetycznego są bardziej lub mniej zbliżone do tych najbardziej pożądanych. W jednym z najnowocześniejszych sposobów obliczania genomowych wartości hodowlanych genotypy służą do bardziej dokładnego określenia spokrewnienia zwierząt, co sprzyja zwiększeniu dokładności oceny. Niezależnie od stosowanej metody obliczeniowej ocena genomowa daje możliwość poznania wartości hodowlanej zwierzęcia praktycznie zaraz po jego urodzeniu i należy szczególnie podkreślić: jest obliczana z tą samą dokładnością zarówno dla samic, jak i dla samców, z czego hodowcy na świecie masowo korzystają.

GENOMOWA WARTOŚĆ HODOWLANA SAMIC
Ocena genomowa zrewolucjonizowała pracę hodowlaną w stadzie, otwierając jeszcze większe możliwości inwestowania w genetykę. W tym przypadku koszt inwestycji jest związany ze zleceniem przeprowadzenia oceny genomowej, w tym pobraniem materiału genetycznego. Po uzyskaniu wyniku oceny hodowca może zrezygnować z odchowu jałówki, jeśli widzi, że nie spełnia ona jego oczekiwań pod względem wartości hodowlanej: będzie produkować mniej mleka od jej rówieśnic, będzie bardziej kosztowna w utrzymaniu, np. ze względu na większą podatność na choroby, nie będzie przekazywać potomstwu najlepszych genów, bo ich nie uzyskała od rodziców. Alternatywą do wybrakowania sztuki z niską oceną genomową może być pokrycie jej nasieniem buhaja mięsnego – wtedy dodatkowa korzyść może płynąć z większej wartości mięsnej przyszłego cielęcia. Jeśli w stadzie stosuje się przenoszenie zarodków, samice o niskiej wartości mogą spełniać funkcję biorczyń. Różna może być też przyszłość dla samic najwyżej ocenionych genomowo. Te wybitne w skali całego kraju powinny zostawić po sobie wiele potomstwa, w tym buhajki, dlatego stosuje się u nich przenoszenie zarodków. Resztę najlepszych samic można pokryć nasieniem sortowanym, by urodziło się wiele dobrych samic do remontu stada. Te strategie pokazują, że nowe narzędzie, jakim jest ocena genomowa samic, może być stosowane do oceny młodych samic nie tylko do selekcji, ale także w celu optymalizacji zarządzania.

OCENA KRAJOWA A MIĘDZYNARODOWA
Dlaczego polscy hodowcy powinni korzystać z ocen wyliczanych w kraju bądź przeliczanych na skalę naszego kraju? Przemawia za tym wiele powodów. Przede wszystkim ocena krajowa określa wartość hodowlaną odnoszącą się do warunków środowiskowych oraz metod kontroli użytkowości panujących w naszym kraju. Osobniki wybitne w innych krajach nie muszą równie dobrze sprawdzać się w naszym, gdzie mogą panować inne warunki klimatyczne czy żywieniowe. Trudniej jest też przewidywać genetyczną wartość przyszłego potomstwa (co robi się regularnie choćby podczas doboru), jeśli wartości hodowlane buhaja są wyrażane w innej skali aniżeli samicy. Między innymi z tych względów powołano organizację Interbull, która przelicza wartości hodowlane uzyskane przez buhaje w jednym kraju na skalę obowiązującą w innym. W odniesieniu do ocen genomowych obcych buhajów istnieją dwie drogi pozyskania ich krajowych wartości genomowych: uzyskanie oceny genomowej przeliczonej przez Interbull lub przekazanie genotypu do obliczenia oceny w naszym kraju, co jest dokładniejsze i może być znacznie szybsze.

ZMIANY WYNIKÓW OCENY
Zmiana wyników oceny w trakcie życia zwierzęcia jest procesem normalnym. Wynika to przede wszystkim z tego, że wraz z upływem czasu w obliczeniach uwzględnia się coraz więcej nowych informacji o użytkowości, spokrewnieniach czy genotypach zwierząt. Dotyczy to zarówno zmian w ocenie po przejściu z genomowej na ocenę na potomstwie, jak też zmian z oceny na ocenę w ramach tego samego jej typu. Zmiany są naturalne, jeśli występują w obu kierunkach: zarówno spadki, jak i wzrosty towarzyszą tak samo licznej grupie zwierząt. Sprawdza się to między innymi przez przeprowadzanie specjalnych testów walidacyjnych. Gdy zmiany w ocenie wykazują wyraźny trend w kierunku zwiększenia lub zmniejszenia wyników, wskazuje to na problemy ze stosowaną metodą.

PODSUMOWANIE
Wartość hodowlana to podstawa do podejmowania decyzji selekcyjnych oraz zarządzania w stadzie. Ponieważ określa wartość genów z uwzględnieniem ich ekonomicznego znaczenia, przyczynia się do poprawy ekonomiki hodowli bydła i produkcji mleka, co ma bezpośrednie przełożenie na zysk finansowy hodowcy. Warto zatem umiejętnie korzystać z wyników oceny wartości hodowlanej po to, by optymalizować zarządzanie i inwestować w przyszłość swojego stada, co przynosi takie same korzyści jak poprawa środowiska, w którym utrzymywane są zwierzęta. Hodowców zainteresowanych poszerzaniem wiedzy hodowlanej i poszukiwaniem sposobów zwiększania efektywności produkcji mleka zapraszamy na stronę internetową Centrum Genetycznego:
www.cgen.pl, gdzie oprócz tych definicji znajduje się szereg innych informacji z zakresu metod doskonalenia zwierząt i ekonomiki.