Prezentacja została wsparta przez Erasmus plus KAII.
Cooperation Partnerships.
Innowacja struktury i treści programów studiów w dziedzinie zarządzania genetycznymi
zasobami zwierzęcymi
i żywnościowymi przy użyciu digitalizacji.
Wsparcie Komisji Europejskiej dla
produkcji tej prezentacji
nie stanowi poparcia dla jej treści,
które odzwierciedlają jedynie poglądy autorów, a Komisja nie może ponosić
odpowiedzialności za jakiekolwiek wykorzystanie zawartych w niej informacji.
Nazywam się Stanisław Socha.
Pracuję w Instytucie Zootechniki i Rybactwa Wydziału Agrobioinżynierii i Nauk o Zwierzętach.
Jestem nauczycielem akademickim w Uniwersytecie
Przyrodniczo-Humanistycznym w Siedlcach
Mam przyjemność Państwu przedstawić wykład Genetyczne parametry, powtarzalność,
korelacje genetycznych u zwierząt..
Parametry genetycznej populacji.
Do parametrów genetycznej populacji zaliczamy odziedziczalność cech,
powtarzalność cech i korelacje.
I korelacje, w tym korelacje genetyczne, fenotypowe i środowiskowe.
Cechy ważne w hodowli zwierząt należą do cech,
których już mówiłem w poprzednim wykładzie.
Związane z użytkowością zwierząt, mlecznością, produkcją zwierząt, stanem zdrowia.
Ogólnie cechy te możemy zaklasyfikować
do dwóch grup, jako cechy jakościowe i cechy ilościowe.
Charakterystyka.
Zasadniczym czynnikiem różnicującym te dwie grupy cech jest
liczba par alleli genów wpływających na ich ukształtowanie.
I w związku z tym jest zróżnicowana liczba ras.
W przypadku cech jakościowych liczba par genów lub szeregu alleli,
które wpływają na wartość danej cechy jest ograniczona
i waha się od jednego do maksymalnie dwóch, czterech.
Co z kolei wpływa na ograniczoną liczbę genotypów.
W przypadku cech określonych jakościowe sytuacja jest bardziej złożona.
Po pierwsze liczba genów, poligenów wpływających na ich ukształtowanie jest
zdecydowanie większa, jak również fakt taki, że na te cechy wpływ mają również
czynniki środowiskowe. Ten wpływ czynników środowiskowych jest
zróżnicowany, może być bardzo duży, może być zdecydowanie,
taki rodzaj liczenia z kolei umożliwia otrzymanie bardzo duże
rozróżnicowanie osobników i trudno jest określić wartość
pojedynczego genu, który wpływa na powstanie fenotypu u danego osobnika.
Przy mnogości czynników wpływających na cechy niemożliwe jest określenie
pojedynczego genu.
Jedynie tutaj metody statystyczne pozwalają na określenie wpływu genotypu
środowiska na zmienność cechy w stanie oraz oszacowanie na tej podstawie
odziedzialności interesującej tych cech i odziedzialność cech, o której wspomnialiśmy.
W wykładzie informuje nas w bardzo ogólnym pojęciu o tym, jaka część ogólnej
zmienności fenotypowej danej cechy stanowi wpływ założeń genetycznych.
Zmienność genetyczna jest to zróżnicowanie spowodowane działaniem
genów. Odziedziczalność określa też jaka część różnicy selekcyjnej zostanie
przeniesiona na potomstwo w postaci postępu hodowlanego.
Odziedzialność cechy zmierzona z współczynnikiem odziedzialności a kwadrat jest to
stosunek zmienności genetycznej do zmienności fenotypowej.
Możemy to wyrazić na pomocą wzoru.
A więc H kwadrat równa się sigma kwadrat g podzielonym przez sigma kwadrat p, gdzie
sigma kwadrat p równa się sigma kwadrat g plus sigma kwadrat e.
Sigma kwadrat p to jest zmienność fenotypowa, znaczy całkowita zmienność danej cechy
w stanie populacji sigma kwadrat g zmienność genetyczna i sigma kwadrat e
zmienność środowiskowa.
Odziedziczalność możemy też zdefiniować jako
stosunek zmienności genetycznej do ogólnej zmienności fenotypowej.
Następnie możemy też określić jako stopień wpływu w zmienności założeń
dziedzicznych danej cechy na uzewnętrznienie się zmienności fenotypowej.
I trzecie, gdyby znaczenie współczynnik
regresji wartości hodowlanej względem wartości fenotypowej tego samego osobnika,
ale odziedziczalność, czy powiedzmy korelację, czy powtarzalność są to parametry populacyjne.
Możemy je stosować jedynie w populacjach w stadzie, a nie lub pojedynczego osobnika.
Aczkolwiek później przy określeniu wartości hodowlanej zwierząt
wykorzystujemy to, co oszacowaliśmy w stadzie w populacji zwierząt.
Znaczenie odziedziczalności umożliwia określenie w jakim stopniu
obserwowana zmienność fenotypowa wynika ze zmienności genetycznej.
Następne znaczenie określa regresję
wartości genetycznej względem wartości fenotypowej.
Umożliwia przewidywać,
umożliwia oszacowanie wartości hodowlanej zwierząt.
Umożliwia przewidywanie skuteczności selekcji.
H2, symbol prowadzony z analizy wariancji,
odnosi się do średniego kwadratu od chwili pewnych jej komponentów.
H2 znaczy, jest to korelacja pomiędzy genotypem a fenotypem.
Odziedziczalność cech - natury szacowania.
Szacujemy następujące, tutaj potrzebne są na następujące elementy
analizy wariancji, szacujemy średnią wariancję dla całości populacji,
dla wszystkich grup półrozeństwa, które mamy w stadzie populacji szerzej
i następnie zwienność dla grup półrozeństwa.
Opieramy się tutaj o analizę grup półrozeństwa.
Dotyczy to bydła i owiec.
Grup pełnego rozeństwa dotyczy to drobiu i trzody chlewnej.
H2 jest to parametr populacyjny wyprowadzony tutaj z analizy wariancji
i oliczalność H2 jest zróżnicowana.
W zależności od cechy
następnie zróżnicowany w zależności od czasu dla tych samych populacji.
A więc jeżeli oszacujemy oliczalność np.
wydajności mlecznej w roku 2023 w stadach bydła
i zrobimy to za kilka lat, ten parametr nieznacznie może zmienić się.
I zróżnicowany w zależności od populacji dla takich samych cech.
A więc szacując odziedziczalność np. danej cechy w województwie mazowieckim,
jeżeli będziemy dla tej samej cechy szacować w województwie lubelskim,
ten parametr będzie się nieznacznie różnił.
H2 waha się od 0 do 1 lub od 0 do 100%.
Przechodzimy do kolejnego parametru populacyjnego,
podkreślonego jako parametry genetyczne.
Powtarzalność cech, oznaczana jako R'
Powtarzalność cech jest jednym z parametrów genetycznych populacji.
Powtarzalność cech może być szacowana dla cech,
które cyklicznie powtarzają się u zwierząt.
Np. liczba młodych kolejnych miotach,
masa ciała kolejnych miotów, ilość pozyskiwanego mleka,
od krów i innych ssaków w kolejnych laktacjach.
Szacując wskaźnik powtarzalności wychodzimy ze słusznego założenia,
że genotyp zwierząt w przeciągu życia nie zmienia się,
a różnice, które powstają w kolejnych latach użytkowania,
wynikają z wpływu czynników środowiskowych.
Mogą też wynikać z rozwoju somatycznego zwierząt.
W przypadku wydajności mlecznej.
I z każdej powtarzalności możemy określić za pomocą wzoru,
gdzie wartość fenotypu równa się h plus es plus en.
lub sigma g plus sigma kwadrat es lub sigma kwadrat en.
I sigma kwadrat p jest to zmienność fenotypowa.
Sigma kwadrat g jest zmienność genetyczna.
Sigma kwadrat es, zmienność środowiskowa stała.
I sigma kwadrat en, zmienność środowiskowa stała.
Powracając na chwileczkę do wskaźnika odziedziczalności i do powtarzalności,
widzimy, że ten wskaźnik powtarzalności jest uzupełniony o tzw.
czynnik środowiskowy stały sigma kwadrat es,
który nie da się wyodrębnić.
I on uczestniczy jako tzw.
zmienność w tym momencie genetyczna.
Jeśli chodzi o szacowanie wskaźnika powtarzalności,
metoda regresji późniejszych wydajności na wydajność wcześniejszą
i metoda regresji może być też metodą analizy, wariancji,
szacowanie wskaźnika.
A więc tutaj mamy p równa się ch plus es en lub to co już było wcześniej,
zmienność fenotypowa, zmienność genetyczna czynniki środowiskowe,
czynniki środowiskowe stałe i czynniki środowiskowe zmienne.
Tutaj widzimy, mamy zapis r p m równa się w liczniku sigma kwadrat g
plus sigma kwadrat es, a więc ten czynnik środowiskowy stało.
W mianowniku sigma kwadrat g plus sigma kwadrat es i plus sigma kwadrat en.
Metoda regresji późniejszych wydajności na wydajność wcześniejczą,
metoda analizy wariancji, to są metody szacowania wskaźnika powtarzalności.
Wybrane wartości, oszacowane wskaźniki powtarzalności,
np. liczby prosiąt trzody chlewnej,
od około 0 i 1,
do 0 i 1, do 0 i 15, niekiedy nawet do 0 i 20.
liczebość młodych u królików, od nawet 0 i 900, do 0 i 12, 0 i 15.
liczebość młodych u szynszyli, około 0 i 12, do 0 i 15.
Powtarzalność wydajności mleka o bydła, od 0 i 25, do 0 i 35.
Korelacje pomiędzy poszczególnymi cechami.
Dlaczego wynikają korelacje, jakie istnieją pomiędzy cechami?
Wynikają one po pierwsze ze sprzężenia genów,
wynikujących poszczególne cechy.
Geny to znajdują się na tych samych chromosomach,
co oznacza, że cechy będą dziedziczyły się razem,
odpowiadają za nich geny, które się na tych chromosomach znajdą.
To jest jedna z przyczyn istnienia korelacji następnej.
Selekcja dwóch cech w tym samym kierunku,
co w efekcie doprowadza do wystąpienia współzależności.
A więc selekcjonując na przykład na zwiększenie wartości
jednej i drugiej cechy, w pewnym momencie dochodzimy do wniosku,
że pomiędzy tymi cechami powstała korelacja,
dlatego że wzrost wartości jednej cechy,
to prowadza również do wzrostu wartości drugiej cechy.
I plejotropowe oddziaływanie poszczególnych genów na różne cechy
oznacza to, że grupy niektórych genów,
mimo tego, że znajdują się na różnych chromosomach,
wpływają na różne cechy.
Tutaj można dodać, że plejotropia może być właściwa,
lub rzekoma.
Korelacje - ich wzajemne relacje.
Przy niskich odziedziczalnościach cech korelacja fenotypowa
z swoją wartością bliska jest korelacji środowiskowej.
Przy wysokich odziedziczalnościach korelacja fenotypowa
będzie bliska korelacji genetycznej.
Przy odziedziczalnościach cech średniej wielkości,
gdy jedna cecha ma wysoką, a druga niską,
wartość korelacji genetycznej
będą tutaj zróżnicowane.
Jedna może być dodatnia, a druga może być ujemna.
I to jest niekiedy problem w przypadku hodowców,
zwracających uwagę na wzrost wartości cechy.
Należy tutaj w hodowli praktycznej
uwzględniać tzw. korelację fenotypową.
Genetyczna może mieć znaczenie,
można powiedzieć.
Wartość niektórych parametrów w stadach zwierząt
w odziedziczalności korelacji w bydle mlecznym.
O,31, o 0,390 zawartość tłuszczów,
od 0,5, do 0,7, zawartość białka
na podobnym poziomie,
około 0,6, masa ciała po urodzeniu,
około 0,4, masa ciała wieku, 120 dni,
około 0,5, przyrost dobowy około 0,4,
wydajność rzeźna około 0,6,
wysokość w kłębie około 0,05, długość tuszy około 0,75,
powierzchnia oka polędwicy,
około 0,17, 0,20.
Dalej, u trzody chlewnej,
przyrost dobowy 0,3,
średni przyrost dobowy około 0,3,
grubość słoniny na grzbiecie,
to jest dosyć wysoka korelacja,
około 0,5,
ilość mięsa w wyrębach
podstawowych, około 0,5,
powierzchnia oka polędwicy, 0,7,
dosyć wysoka,
tam się udało osiągnąć wzrost
polędwicy,
Masa miotu to 3 tygodnie, około 0,1,
liczebność miotu to po urodzeniu około 0,1,
0,3.
Włatności niektórych parametrów w stadach zwierząt - owce,
masa ciała po urodzeniu 0,3,
masa ciała po odsadzeniu 0,3,
masa ciała wieku 10 miesięcy około 0,3,
wydajność czystego włókna strzyża pierwsza,
czy druga to około 0,3,
grubość wełny, gdzie wyżej, jest to cecha,
na poziomie 0,4, masa równie 0,4,
wysadność wełny 0,5 i wydajność mleczna,
0,18.
Wartości niektórych parametrów w stadzie zwierząt
u drobiu w wielkości jaj widzimy,
że jest na poziomie około 0,45,
0,5,
masa jaj 0,3, nieśność,
jest to cecha wiązana z rozrodczością 0,2,
barwa skorupy.
Cecha jest dosyć wysoko liczona, 0,7,
płodność, bliska 0,1,
wykorzystanie paszy 0,3,
stąd udaje nam się uzyskać brojlery,
które bardzo dobrze wykorzystują pasze.
Masa ciała 8 tygodni wieku,
0,1 do 0,3
i długość skoku 0,1 do 0,3,
a więc zróżnicowane, jest to parametr zróżnicowany
jak widzimy w zależności od autorów,
którzy szacowali, jak również od rasy,
kur, na których ten parametr był szacowany.
Jeszcze wartości niektórych parametr w zasadzie zwierząt,
korelacji na przykład ubywa, wydajność mleczna,
zawartość tłuszczu mlecznego.
Widzimy korelacja fendotypowa, jest jedna genetyczna,
zawartość tłuszczu i zawartość białka w mleku
na poziomie około 0,6 i 1,2.
Masa po urodzeniu, masa wieku 1 roku,
czyli 0,4, długość tłowia, a masa ciała,
co jest oczywiście rzeczą jasną i muszę wierzyć tym,
że będzie wyższa masa ciała.
Następnie mamy masa ciała,
masa jaja, oczywiście na poziomie 0,3.
Masa ciała, kąt piersi,
około 0,4 do 0,7,
korelacja genetyczna, masa ciała w skoku,
korelacja również dosyć wysoko,
około 0,4 do 0,7.
Grubość tłuszczu na grzbiecie.
Widzimy tutaj, korelacja jest ujemna,
jedna i druga, długość tułowia,
grubość tłuszczu na grzbiecie,
w środku. Widzimy, że korelacja jest ujemna.
To znaczy im dłuższe zwierzątko, tym słoninka jest cieńsza.
Dziękuję Państwu
za uwagę.