Modelowanie statystyczne i parametry genetyczne

Alicja Borowska
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
Stypendystka projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych
za strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Modelowanie statystyczne i parametry genetyczne użytkowości
sportowej koni
Motywacją podjęcia badań prowadzonych w ramach mojej pracy doktorskiej jest
rosnąca potrzeba oceny wartości genetycznej koni, obejmująca nie tylko wyniki prób
dzielności, lecz także ich późniejszą karierę sportową. Podstawowymi celami pracy są:
analiza rodowodów osobników badanych populacji;
weryfikacja ważności cech i ich wpływu na ocenę końcową próby dzielności
koni półkrwi z zastosowaniem analizy entropii;
ocena zależności wyników prób dzielności koni półkrwi a ich późniejszymi
osiągnięciami sportowymi w czempionatach;
zaproponowanie metodyki oceny wartości genetycznej koni w oparciu o wyniki
prób dzielności oraz rezultaty osiągnięte w Mistrzostwach Polski Młodych Koni
(MPMK);
ocena trendów genetycznych i fenotypowych rejestrowanych cech.
Obecnie stosowane metody doskonalenia zwierząt gospodarskich prowadzone są w
oparciu o intensywną selekcję, pozwalając na osiągnięcie większego postępu hodowlanego.
Z drugiej strony wybór najlepszych osobników zwiększa prawdopodobieństwo kojarzenia
osobników spokrewnionych, powodując wzrost homozygotyczności w populacji, której miarą
jest współczynnik inbredu. Zinbredowanie wywiera na ogół negatywny wpływ na cechy
zwierząt. Jednakże wpływy te determinowane są w dużym stopniu specyfiką populacji.
Należy jednak zauważyć, że inbred jest możliwość skumulowania szczególnie cennych alleli
wartościowego osobnika.
Dlatego została przeprowadzona analiza struktury genetycznej populacji koni półkrwi
poddawanych próbom dzielności, ocena kompletności informacji rodowodowej oraz poziomu
zinbredowania i spokrewnienia badanych populacji.
Badania prowadzone były w oparciu o dane Polskiego Związku Hodowców Koni z lat
2002–2011. Analizie zostało poddanych 594 ogierów oraz 866 klaczy półkrwi poddanych
ocenie wartości użytkowej podczas końcowej próby dzielności w zakładach treningowych.
Dla każdego osobnika, znane były co najmniej trzy
pokolenia przodków. Poziom
zróżnicowania genetycznego populacji scharakteryzowano za pomocą następujących
parametrów: efektywna liczba założycieli, efektywna liczba genomów założycieli, efektywna
liczba osobników nie będących założycielami oraz współczynników inbredu i współczynników
spokrewnienia. Ocena kompletności informacji rodowodowej została przeprowadzona na
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
podstawie: procentowego udziału osobników o znanych obydwu rodzicach oraz oszacowania
ekwiwalentu pełnych generacji. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu programu CFC 1.0
opracowany przez Sargolzaeia i wsp. (2006).
Dane rodowodowe objęły 9 651 osobników dla ogierów, w tym 3 223 założycieli oraz
11 624 osobników i 3 074 założycieli dla klaczy. Procent osobników nie będących
założycielami o znanych obydwu rodzicach wynosił ponad 98% i 100% dla obserwowanych
koni. Wyodrębniono 1 305 linii ojcowskich i 154 grup półrodzeństwa dla ogierów oraz 1 133
linii ojcowskich i 266 grup półrodzeństwa dla klaczy. Wartość ekwiwalentu pełnych generacji
wyniósł 4.6 dla wszystkich testowanych osobników. Analiza rodowodowa wykazała, że 34%
ocenianych ogierów i 44% klaczy pochodziło z kojarzeń krewniaczych. Rodzice
zinbredowanych koni mieli od 1 do 28 wspólnych przodków. Średni poziom inbredu wynosił
0.46% dla całej populacji oraz 1.4 % dla zinbredowanych ogierów oraz 1.02% dla klaczy.
Jedynie dla 5 ogierów i 5 klaczy oszacowano współczynniki inbredu powyżej 20%. Średni
poziom inbredu w poszczególnych latach oceny ulegał niewielkim wahaniom i tylko dla
ogierów w 2004 roku oraz klaczy w 2009 roku zanotowano wyraźny wzrost. Współczynniki
inbredu większe od zera zostały również oszacowane dla 683 przodków ogierów i 1 498
przodków klaczy.
Generalnie, poziom inbredu w całej populacji utrzymuje się na niskim poziomie.
Jednakże, przy wdrażaniu programów hodowlanych koni półkrwi powinno się uwzględniać
analizę poziomu homozygotyczności populacji, by nie dopuścić do zbytniego zinbredowania
zwierząt, co może skutkować depresja inbredową doskonalonych cech.
Analizie poddane zostały również wyniki prób dzielności oraz wyniki sportowe
badanych koni. Do wykonania pozostało oszacowanie komponentów wariacji cech. Zostanie
przeprowadzona ocena parametrów genetycznych i predykcja efektów genetycznych. Model
mieszany zwierzęcia uwzględniał będzie efekty stałe oraz efekty losowe genetyczne
addytywne i efekty błędów losowych. Do oszacowania parametrów genetycznych
(współczynników odziedziczalności oraz współczynników korelacji genetycznych i korelacji
fenotypowych między cechami i/lub indeksami) wykorzystany będzie algorytm największej
wiarogodności z ograniczeniem (REML). Obliczenia wykonane zostaną z zastosowaniem
pakietu ASREML (Gilmour i in., 2001). Predykcja wartości genetycznej dokonana zostanie
metodą BLUP. Wyznaczone będą także trendy genetyczne, środowiskowe i fenotypowe.
Motywacją do wykorzystania tej metody był fakt, iż w Polsce jeszcze nie została ona
zastosowana w praktyce hodowlanej, a badania z tego zakresu prowadzone są dopiero od
niedawna. Wyniki prowadzonych badań pozwolą na lepsze zarządzanie pracami
hodowlanymi. Uzyskanie lepszego potomstwa poprawi znacznie opłacalność hodowli w
stadninach, dając szanse wypromowania polskich koni poza granicami kraju, podniesienie
konkurencyjności polskich hodowli oraz ograniczenia poziomu importu zagranicznych koni.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego