1 00:00:01,781 --> 00:00:14,783 Dobrý den. Domestikace, evoluce a šlechtění. Co mají společného? Vše. Vše je v podstatě evoluce. Přednáška je součástí modulu 3, Šlechtění zvířat. 2 00:00:14,783 --> 00:00:22,142 Vytvoření této prezentace bylo podpořeno grantem ERASMUS+ KA2 v rámci projektu ISAGREED, Inovace obsahu 3 00:00:22,142 --> 00:00:30,623 a struktury studijních programů v oblasti managmentu živočišných genetických a potravinových zdrojů s využitím digitalizace. 4 00:00:31,547 --> 00:00:42,437 Domestikace je evoluční proces, při kterém dochází vlivem člověka k zeslabení působení mnoha přirozených faktorů selekce (I když působí stále). 5 00:00:42,668 --> 00:00:48,641 Člověk začal používat cílenou selekci na změnu požadovaných vlastností a výši jejich hodnot. 6 00:00:48,641 --> 00:00:57,485 Efekty selekce se projevily i na souvisejících vlastností. Člověk zároveň kontroloval pohyb, krmení a další faktory, 7 00:00:57,485 --> 00:01:04,910 které v umělých podmínkách, spolu se šlechtěním, ovlivňovalo vývoj domestikovaných forem zvířat. 8 00:01:05,966 --> 00:01:16,229 Šlechtění je evoluční proces, kdy člověk je hybatelem směřování změn vlastností. Člověk definuje cíle pro šlechtění, jsou vybíráni 9 00:01:16,229 --> 00:01:28,604 jen nejlepší jedinci s požadovanými hodnotami vlastností. Typické cíle pro šlechtění jsou kombinace výše hodnot různých vlastností, které jsou důležité pro produkci. 10 00:01:28,604 --> 00:01:38,009 Chceme měnit průměr vlastnosti v populaci, a to žádoucím směrem. Hlavním problémem je, že většina užitkových vlastností mají komplexní, 11 00:01:38,009 --> 00:01:59,096 kvantitativní charakter (P = G + E) a tedy šlechtitel musí vycházet ze znalosti genetické struktury populace a podmínek prostředí, v kterém se chov nachází. 12 00:01:59,162 --> 00:02:09,161 Vycházíme ze základního rozkladu fenotypové variability, která je tvořena genetickou variabilitou a prostřeďovou variabilitou. 13 00:02:09,161 --> 00:02:18,797 Genetickou variabilitu v populaci nám charakterizuje koeficient heritability, jako podíl genetické variability na celkové fenotypové variabilitě. 14 00:02:18,797 --> 00:02:29,951 Jinými slovy heritabilita nám říká něco o tom, jakou měrou jsou fenotypové rozdíly mezi jedinci v populaci způsobeny genetickými rozdíly. 15 00:02:32,228 --> 00:02:45,065 Šlechtění zvířat vychází z těchto hypotéz: Předmětem evoluce/šlechtění není jedinec, ale populace. 16 00:02:45,065 --> 00:02:55,889 Většina užitkových vlastností je determinována polygeny – typické pro kvantitativní vlastnosti. Nepřenášejí se z generace na generaci genotypy, ale geny (alely) 17 00:02:55,889 --> 00:03:14,567 pomocí gamet, jejichž spojením se vytváří nové genotypy u generace potomků. Fenotyp kvantitativních vlastností jedince je modifikován vlivy prostředí: P = G + E 18 00:03:14,567 --> 00:03:26,447 Výše hodnot genetického zlepšování (ΔG) a její odraz v ekonomické efektivnosti (finanční zisk) závisí na: Genetickém založení vlastností a 19 00:03:26,447 --> 00:03:36,941 její variabilitě v populaci (nutno znát hodnotu heritability dané vlastnosti v populaci); Odhadu plemenné hodnoty jedinců a populací 20 00:03:37,469 --> 00:03:49,514 (genetická hodnota jedince) a přesnost definování šlechtitelského cíle. Nakonec vše záleží na optimálním využití zvířat s vysokou PH, resp. optimálním 21 00:03:49,514 --> 00:03:54,233 rozšiřováním genů tohoto jedince do dalších generací. 22 00:03:55,652 --> 00:04:16,343 Jaké informace ve šlechtění jsou potřeba? Fenotypová data – Užitkovosti; Genetická (genotypová/genomická) data (Příbuzenské vztahy, Genotypy genetických markerů) 23 00:04:16,574 --> 00:04:36,308 a používat statistické metody na propojení dat a analýzu pro zjištění geneticky nadřazeného jedince (nejlepší alely -> potomci, pro dané prostředí). 24 00:04:38,189 --> 00:04:57,197 Rozhodující problémy ve šlechtění, které se řeší je definování reálného šlechtitelského cíle, zvolení vhodné strategie, využít data vysvětlující 25 00:04:57,197 --> 00:05:09,572 fenotypovou variabilitu, genetickými analýzami určit geneticky nejlepší jedince a pomocí reprodukčních metod vybrat a předat geny do další generace. 26 00:05:11,948 --> 00:05:21,980 Systém genetického hodnocení pomáhá při optimalizování šlechtitelských programů. Zhruba ještě před 100 lety docházelo k selekci podle fenotypu 27 00:05:21,980 --> 00:05:31,516 a genetický pokrok nebyl tak jednoznačný. Důvodem bylo, že užitkové vlastnosti jsou kvantitativního charakteru a mají komplexní dědičnost. 28 00:05:31,516 --> 00:05:51,877 Fenotypově hodnotní jedinci nemuseli být geneticky nejlepší, ale mohli se vyvíjet v lepších podmínkách. Po pochopení, jak funguje dědičnost, 29 00:05:51,877 --> 00:06:01,942 a po rozvoji genetiky populací a kvantitativních znaků v první polovině 20. století, můžeme po aplikaci těchto znalostí do metod odhadů 30 00:06:01,942 --> 00:06:12,634 plemenných hodnot hovořit o selekci podle genotypu, čili podle odhadované plemenné hodnoty, a to prakticky od 50. let 20. století. 31 00:06:12,634 --> 00:06:29,068 Na schématu vlevo vidíme jednoznačný progres průměrných hodnot z generace na generaci díky tomu, že odhadujeme podle reálných genetických hodnot jejich plemenné hodnoty. 32 00:06:29,299 --> 00:06:39,826 Ten důvod vidíme na schématu principy genetického zlepšení pomocí selekce. Vycházíme z původní populace, z které chceme vybrat geneticky nejlepší jedince. 33 00:06:39,826 --> 00:06:51,706 Použijeme určitou míru intenzity selekce, která je ovlivněna selekční diferencí d a fenotypovou varianci (směrodatnou odchylkou sigma P). 34 00:06:51,739 --> 00:06:59,692 Dále musíme znát co nejpřesněji odhadnutou hodnotu heritability (v podstatě genetickou varianci). 35 00:06:59,692 --> 00:07:12,430 Pokud má vlastnost vysokou heritabilitu, jsou tedy velké genetické rozdíly mezi jedinci, tak při vysoké intenzitě selekce vybírám rodiče s nejlepšími alelami 36 00:07:12,430 --> 00:07:21,373 v daném prostředí a jejich přenosem do další generace mohu očekávat, že se rozdíl mezi průměrem nové generace potomků a původní generace, 37 00:07:21,373 --> 00:07:33,121 z které byli vybráni rodiče, tedy genetický zisk delta G změní žádoucím směrem a výraznou hodnotou. U vlastností s nízkou heritabilitou 38 00:07:33,121 --> 00:07:48,268 (např. reprodukční znaky) mi extrémnější intenzita selekce moc nezvýší genetický zisk, protože mezi jedinci v populaci jsou malé genetické rozdíly. 39 00:07:48,268 --> 00:08:00,544 Byla sestavena šlechtitelská rovnice, kde genetický zisk, je roven intenzitě selekce krát přesnost odhadu plemenné hodnoty krát aditivně genetická směrodatná odchylka 40 00:08:00,544 --> 00:08:06,847 Pokud podělíme ještě generačním intervalem, získáme genetický zisk za rok. 41 00:08:08,695 --> 00:08:19,189 Genetickou hodnotu jedince nelze přímo určit, proto se používají odhady genetických rozdílů mezi hodnocenými jedinci, tedy plemenné hodnoty. 42 00:08:19,189 --> 00:08:30,772 Jedná se o genetickou odchylku v užitkové vlastnosti od průměru vrstevníků (jedinců žijících ve stejným podmínkách jako hodnocený jedinec). 43 00:08:32,719 --> 00:08:42,784 Musíme si uvědomit, že při pohlavním rozmnožování se dědičnost děje pomocí gamet rodičů, a gamety neobsahují obě alely genotypu, ale jen jednu alelu. 44 00:08:43,213 --> 00:08:50,902 Tedy plemenná hodnota je hodnota efektů alel přenášených z rodičů na potomky. 45 00:08:51,694 --> 00:09:03,706 Metody odhadu plemenné hodnoty jsou matematicko statistické procesy pro očištění genetických vlivů působících na užitkovosti od vlivů negenetické povahy (prostředí). 46 00:09:03,706 --> 00:09:14,134 Nejjednodušší vyjádření odhadu plemenné hodnoty na základě vlastní užitkovosti je fenotypový rozdíl násobený heritabilitou. 47 00:09:14,134 --> 00:09:19,810 Odhadovaná plemenná hodnota pak není fenotypová, ale genetická odchylka. 48 00:09:21,064 --> 00:09:37,795 Příklad pro vysvětlení. Máme býčka s hmotností v jednom roce 350 kg, populační průměr byl 300 kg. Jeho fenotypová odchylka je +50 kg. 49 00:09:37,795 --> 00:09:48,025 Otázkou je, je tato fenotypová odchylka způsobena jen genetickými rozdíly čili je opravdu geneticky nadřazenější, než ostatní jedinci z populace? 50 00:09:48,025 --> 00:09:57,298 Býk by mohl být dobrý podle svých genů, ale také z důvodu, že se vyvíjel v lepších podmínkách. Proto je potřeba odhadnout plemennou hodnotu, 51 00:09:57,298 --> 00:10:06,109 jako genetickou odchylku pro možnost se rozhodnout, kterého jedince použiji jako rodiče pro předání alel do další generace. 52 00:10:08,551 --> 00:10:20,629 Na dalším příkladě porovnáváme dva jedince, Karla a Rudolfa, a i když vidíme, že Karel má větší hmotnost, a naši předci by ho asi vybrali jako 53 00:10:20,629 --> 00:10:30,694 plemeníka (podle fenotypu), tak dnes kdy se selektuje podle genotypu (podle plemenné hodnoty), bychom vybrali jako geneticky lepšího Rudolfa, 54 00:10:30,694 --> 00:10:38,119 který je porovnáván s jinou skupinou vrstevníků, ale při stejné hodnotě heritability. 55 00:10:39,868 --> 00:10:56,797 Závěrem: Hlavní metodou šlechtění a evoluce obecně je selekce. Cílem genetického hodnocení jedinců, je zjistit geneticky nadřazené jedince s nejvyššími OPH; 56 00:10:56,797 --> 00:11:08,577 Vychází se z variability populace a heritability pro danou vlastnost; Jedince s nejvhodnějšími alely pro dané podmínky vybrat jako rodiče; 57 00:11:08,577 --> 00:11:20,292 Záměrným rozmnožením přenést jejich alely do další generace; Očekávat posun průměrné hodnoty šlechtěné vlastnosti u potomků (genetický zisk); 58 00:11:20,292 --> 00:11:26,199 Šlechtění musí generovat ekonomický zisk. 59 00:11:28,179 --> 00:11:31,149 A děkuji vám za vaši pozornost.