Okiełznać inbred – wyzwanie nowoczesnego hodowcy
Chów wsobny, czyli inaczej mówiąc inbred, jest potężnym, stosowanym od dziesięcioleci narzędziem w walce o coraz lepsze wyniki hodowlane. Jest to jednak obosieczne ostrze, którego stosowanie niesie ze sobą poważne zagrożenia. Nowoczesny hodowca powinien zdawać sobie sprawę ze wszystkich efektów, które niesie one ze sobą, aby skuteczniej zarządzać postępem swojego stada. W poniższym artykule starliśmy się zawrzeć najważniejsze informacje na temat tego zjawiska w łatwej do przyswojenia formie.
Dywagacje na temat inbredu warto by było zacząć od krótkiego wyjaśnienia czym w istocie rzeczy on jest. Podążając za definicją, inbred można rozumieć jako stosowanie kojarzeń krewniaczych, czyli łączenie ze sobą w pary osobników o wspólnych przodkach. Następstwem tego procesu jest wzrost homozygotyczności genów osobnika. Co to oznacza? Spieszymy z wyjaśnieniem. Na chromosomie znajdują się locus – miejsca występowania określonych par alleli (czyli wariantów genu), po jednym allelu oddziedziczonym od każdego z rodziców. Same allele występują w postaci dominującej (A) lub recesywnej (a). Jeśli w danym locus znajdą się dwa allele recesywne (aa) lub dominujące (AA), to mówimy wtedy o występowaniu homozygoty, odpowiednio recesywnej i dominującej. Natomiast jeśli w locus znajdzie się mieszanka alleli Aa to wtedy mówimy o heterozygocie. Stopień homozygotyczności genów osobnika wyrażamy w liczbach za pomocą współczynnika inbredu, który liczony jest w procentach i przyjmuje wartości od 0% (dla braku inbredu) do 100% (mówimy wtedy o pełnym inbredzie). Warto wspomnieć przy tym, że współczynnik inbredu jest pojęciem względnym i dlatego z reguły odnosi się go do przeciętnego poziomu zinbredowania populacji. Sytuacja taka ma miejsce, gdyż generalnie zwierzęta należące do danej rasy pochodzą od tych samych praprzodków, tzw. osobników założycielskich, stąd też cała populacja danej rasy jest już w większym lub mniejszym stopniu zinbredowana.
Mając na uwadze powyższe, wiemy już, że chów wsobny powoduje wzrost liczby homozygotycznych (aa i AA) par alleli kosztem par heterozygotycznych (Aa). Nie jest to jednak jedyny powód tego wzrostu. Selekcja prowadzona w populacji również ma wpływ na ten stan i to dwojako. Po pierwsze prowadząc selekcje na konkretne, interesujące nas cechy automatycznie wybieramy zwierzęta, które te cechy przejawiają, a co za tym idzie faworyzujemy zwierzęta z konkretnymi układami alleli (w tym tymi homozygotycznymi). Drugi efekt, nierozerwalnie związany z pierwszym, to zawężenie puli unikalnych wariantów par alleli, przez co zwiększamy prawdopodobieństwo wystąpienia wariantów homozygotycznych. Tak więc wzrost stopnia inbredu może wynikać nie tylko z kojarzenia w pokrewieństwie, ale także w wyniku prowadzonej selekcji.
Nasuwa się więc pytanie: Jaki to wszystko może mieć wpływ na sytuację w naszym stadzie? Odpowiedź na nie jest złożona, gdyż ze stosowania kojarzeń krewniaczych mogą płynąć zarówno skutki pozytywne jak i negatywne. Pozytywną cechą kojarzeń w pokrewieństwie może być genetyczna konsolidacja stada. Im większa homozygotyczność osobników w stadzie, tym bardziej są one jednorodne w stosunku do siebie, w porównaniu do osobników heterozygotycznych. Taka jednorodność stada jest cechą bardzo pożądaną, szczególnie w przypadku konkretnych systemów utrzymania, jak i doju (np. robot dojący). Innym pozytywnym skutkiem może być wysoka szansa na skumulowanie puli pozytywnych i cennych genów od przodka, o wysokiej wartości hodowlanej, które przy kojarzeniach niekrewniaczych mogły by rozproszyć się w populacji. Niestety, efekt ten daje największe korzyści przy cechach warunkowanych przez jak najmniejsze ilości genów. W populacji bydła będzie więc to dotyczyć w większości przypadków cech jakościowych, gdyż cechy ilościowe (a wiec cechy produkcyjne i większość cech funkcjonalnych) są z reguły determinowane przez współdziałanie małych efektów dużej ilości genów. Stąd efekt ten dla cech ilościowych, a więc tych bardziej cennych dla hodowcy, będzie słabszy.
Jeśli zaś chodzi o skutki negatywne wzrostu spokrewnienia w stadzie, to możemy wyróżnić trzy główne: zwiększenie ryzyka wystąpienia recesywnych chorób genetycznych, ograniczenie zjawiska heterozji(wybujałości mieszańców) i w efekcie zjawisko depresji inbredowej.
Większość letalnych chorób genetycznych, z występowaniem których boryka się obecnie populacja bydła holsztyńsko-fryzyjskiego, objawia się u homozygot recesywnych. Mechanizm przenoszenia tych chorób wygląda następująco: homozygota dominująca (AA) jest od choroby wolna, heterozygota (Aa) jest nosicielem i mimo, że objawy u niej nie występują, bądź występują tylko w nieznacznym stopniu, to może ona przekazywać chorobę swoim potomkom. Najgorszy wariant sytuacji występuje w wypadku homozygot recesywnych (aa), u których mamy do czynienia z pełnym obrazem choroby, która w większości wypadków kończy się śmiercią w okresie płodowym, bądź krótko po urodzeniu. Jak łatwo się domyślić, zwiększenie stopnia homozygotyczności stada, do którego prowadzi chów wsobny, zwiększa w znaczącym stopniu szansę na wystąpienie wśród potomstwa wariantu homozygoty recesywnej, a co za tym idzie, wzrostu ilości poronień i upadków wśród cieląt. Wśród jednostek chorobowych dziedziczonych w ten sposób można wymienić np. BLAD, brachyspinię czy HCD. Więcej na temat recesywnych chorób genetycznych u bydła będzie można przeczytać w przyszłości w specjalnie im dedykowanym artykule na naszej stronie.
Kolejnym negatywnym efektem wzrostu homozygotyczności jest ograniczenie heterozji. Zwana jest ona także wybujałością mieszańców i występuje dla niektórych cech u osobników heterozygotycznych. W grę wchodzi tutaj zjawisko naddominacji, które powoduje, że najbardziej korzystny wariant cechy występuje u heterozygot (Aa), często w dużym stopniu korzystniejszy od wariantu występującego u homozygot. Co więcej, wariant cechy występujący u homozygot może okazać się niepożądany. To z kolei może prowadzić do widocznego spadku wartości użytkowej stada skorelowanej ze wzrostem stopnia zinbredowania. Efekt taki nazywamy depresją inbredową i dla populacji bydła HF był on wielokrotnie dokumentowany w badaniach. Jak podaje dr inż. Piotr Topolski z Działu Genetyki i Hodowli Zwierząt Instytutu Zootechniki Państwowego Instytutu Badawczego w Balicach, w swoim artykule pt. Inbred w hodowli bydła mlecznego, powołując się na wyniki zagranicznych naukowców:
Według licznych badań (Croquet i in., 2006; Mayer i in.,2006; Mac Parland i in., 2007), już jednoprocentowemu wzrostowi inbredu towarzyszą wyraźnie negatywne skutki związane z pogorszeniem cech produkcyjnych i funkcjonalnych, w tym: obniżenie wydajności mleka średnio o 20–40 kg w pierwszej laktacji, tłuszczu i białka odpowiednio o 0,85–1,0 i 0,7–0,8 kg. Następuje również opóźnienie wieku pierwszego ocielenia o około 0,6 dnia, wydłużenie okresu międzyocieleniowego o 0,3 dnia i skrócenie laktacji średnio o 5 dni.
Również dr hab. Tomasz Strabel z Katedry Genetyki i Podstaw Hodowli Zwierząt Wydziału Medycyny Weterynaryjnej i Nauki o Zwierzętach Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, w swoich publikacjach zwraca uwagę na ten problem pisząc:
Badania naukowe wykazały, że 1% inbredu (Smith i wsp. 1998) wywołuje pogorszenie cech mleczności w laktacji u bydła mlecznego o: -27kg mleka (I laktacja), -0,9 kg tłuszczu, -0,8 kg białka, +0,6 dnia wiek pierwszego wycielenia, +0,3 dnia OMW, -13 dni okres użytkowania.
Łatwo więc sobie uzmysłowić, biorąc pod uwagę zwiększoną liczbę upadków i spadek wartości produkcyjnych, bezpośrednią zależność pomiędzy wzrostem współczynnika inbredu, a wynikami ekonomicznymi stada.
W ostatnich czasach można było zaobserwować gwałtowny wzrost dynamiki narastania stopnia zinbredowania populacji bydła HF na świecie. Niektórzy doszukują się tutaj związku pomiędzy wprowadzeniem do użytku selekcji genomowej. Można taki związek zauważyć, natomiast jest on wynikiem nie tyle samej oceny, co raczej trendów panujących wśród samych hodowców. Początkowy wysoki koszt selekcji genomowej, a także możliwość ustalenia wartości hodowlanej młodych osobników, spowodowały, że najpierw do oceny kierowane były młode buhaje, których ojcowie i matki mieli najlepsze możliwe wyniki, czyli tzw. elita hodowlana. Bliskie spokrewnienie ze sobą tych zwierząt sprawia, że stopień inbredu wśród nich jest zdecydowanie wyższy niż średnia dla populacji. Duże zainteresowanie hodowców napędzało wykorzystanie ich nasienia w hodowli, a to z kolei wpłynęło w znaczącym stopniu na dynamikę zmian. Nie sama wycena genomowa jest tu więc winna, ale sposób w jaki z niej korzystaliśmy. Dlatego należałoby poświęcić szczególną uwagę dywersyfikacji stosowanego w swoim stadzie nasienia i korzystać z buhajów o nietypowych rodowodach. Tu z kolei pojawia się wielka szansa którą daje nam wycena genomowa. Wraz ze spadkiem kosztu oceny pojedynczego osobnika coraz więcej buhajów z mniej elitarnym rodowodem będzie testowanych. Wśród nich mogą się znaleźć gwiazdy z nietypowym rodowodem, które w normalnych warunkach być może nigdy nie trafiłyby do testów. W przyszłości obecność takich buhajów na rynku może pozytywnie wpłynąć na współczynnik inbredu w populacji, dzięki ich oryginalnemu pochodzeniu.
Biorąc pod uwagę powyższe czynniki, możemy wysnuć wniosek, że inbred pozostawiony samemu sobie może poczynić w stadzie więcej szkody niż pożytku, dlatego należy zwracać na niego szczególną uwagę. Najlepszym sposobem, jaki może zastosować nowoczesny hodowca, by trzymać go w szachu, jest prowadzenie dokładnej dokumentacji stada i wykorzystywanie w oparciu o nią programów kojarzeniowych, by jak najskuteczniej unikać kojarzeń w pokrewieństwie dla zwierząt o już wysokim stopniu inbredu. Będąc firmą nowoczesną, wychodzącą naprzeciw oczekiwaniom Klienta, oferujemy, we współpracy z naszym partnerem AI Total, usługę prowadzenia komputerowych doborów kojarzeniowych dla naszych klientów. Po więcej informacji na temat wprowadzenia ich w Państwa stadzie prosimy o kontakt z Państwa lokalnym Doradcą Genetycznym firmy MeritGEN.
