METODY HODOWLANE

METODY HODOWLANE
METODY HODOWLANE - zagadnienia
1. Matematyczne podstawy metod hodowlanych
2. Wartość cechy ilościowej i definicje parametrów genetycznych
3. Metody szacowania parametrów genetycznych
4. Wartość hodowlana cechy ilościowej (ocena wartości hodowlanej na
podstawie różnych źródeł informacji, porównanie ich dokładności)
5. Indeks selekcyjny (łączenie źródeł informacji o wartości hodowlanej)
6. Eliminacja wpływów środowiska w ocenie wartości hodowlanej (metody
równoczesnego porównania, metoda BLUP)
7. Selekcja i postęp hodowlany
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
METODY HODOWLANE:
I. SZACOWANIE PARAMETRÓW GENETYCZNYCH
II. OCENA WARTOŚCI HODOWLANEJ
III. SELEKCJA
Selekcja – wybór najlepszych genetycznie zwierząt
na rodziców następnych pokoleń hodowlanych.
?!?!
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Selekcja – wybór najlepszych genetycznie zwierząt na rodziców. Inaczej:
jest to podział populacji na dwie części, z których tylko jednej umożliwia się
pozostawienie potomstwa (przeznaczonego do dalszej hodowli)
Rodzaje selekcji – jest ich wiele, według różnych kryteriów. Np. ze względu
na efekt może być selekcja rozdzielcza, dośrodkowa (stabilizujaca),
kierunkowa
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Rodzaje selekcji:
 Ze względu na efekt: rozdzielcza, dośrodkowa (stabilizujaca),
kierunkowa
 Ze względu na wielkość jednostki selekcyjnej: indywidualna,
rodzinowa
 Ze względu na rodzaj reakcji na selekcję: bezpośrednia, pośrednia
 Ze względu na liczbę cech doskonalonych: na jedną lub kilka cech
 Ze względu na liczbę decyzji: jednostopniowa, wielostopniowa.
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Jak określić, czy selekcja jest skuteczna?
Miarą wielkości reakcji populacji na selekcję jest
POSTĘP HODOWLANY
G  G1  G0 
Go  Gm
G  G0 Gm  G0 I o  I m
 G0  o


2
2
2
2
gdzie G – średnia wartość hodowlana, w zależności od wskaźnika: 1 –
pokolenia potomnego, 0 – pokolenia rodzicielskiego, o – wybranych
ojców, m – wybranych matek.
Wielkości Io = Go – G0 oraz Im = Gm – G0 pokazują genetyczną
przewagę wybranych ojców i matek nad pokoleniem 0.
Io oraz Im nazywamy genetycznymi różnicami selekcyjnymi
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Postęp hodowlany
G  G1  G0 
Io  I m
2
Ten wzór pokazuje, jaki postęp hodowlany dokonuje się w ciągu
jednego pokolenia (między pokoleniem rodzicielskim 0 a potomnym 1).
Czy „pokolenie” to precyzyjna jednostka czasu?
Lepiej obliczać postęp hodowlany na 1 rok
G
G ' 
T
gdzie T – odstęp pokoleń (średni wiek wybranych rodziców w
momencie urodzenia się potomka hodowlanego)
A zatem
Io  Im
T  Tm
G ' 
, bo T  o
To  Tm
2
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Postęp hodowlany na 1 pokolenie i na 1 rok
Io  Im
G 
2
Io  Im
G ' 
To  Tm
 Dotąd rozpatrywaliśmy dwie drogi przekazywania postępu:
przez ojców (Io) i przez matki (Im).
 W populacjach zwierzą hodowlanych wewnątrz tych dróg
rozróżnia się dodatkowe: do synów (w przyszłości kolejnych
ojców) i do córek (w przyszłości matek), mamy więc cztery drogi
 Drogi przekazywania wyższości genetycznej z pokolenia na
pokolenie nazywamy ścieżkami selekcyjnymi
 W programach hodowlanych można wyróżnić też więcej niż
cztery ścieżki selekcyjne
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Podstawowe ścieżki selekcyjne w hodowli bydła mlecznego
Pokolenie
wyjściowe
P0
BUHAJE
KROWY
Wybrani
rodzice
Ojcowie
buhajów
Ojcowie
krów
Matki
buhajów
Matki
krów
Genetyczna
Średni wiek w
wyższość
chwili
wybranych
urodzenia
rodziców nad P0
potomka
IBB
Pokolenie
następne
P1
TBB
Buhaje
IBK
TBK
IKB
TKB
Krowy
IKK
TKK
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Pokolenie
wyjściowe
P0
BUHAJE
KROWY
Wybrani
rodzice
Ojcowie
buhajów
Ojcowie
krów
Matki
buhajów
Matki
krów
Genetyczna
Średni wiek w
wyższość
chwili
wybranych
urodzenia
rodziców nad P0
potomka
IBB
Pokolenie
następne
P1
TBB
Buhaje
IBK
TBK
IKB
TKB
Krowy
IKK
TKK
Postęp hodowlany przekazywany jest czterema ścieżkami selekcyjnymi:
I BB  I BK  I KB  I KK
G ' 
TBB  TBK  TKB  TKK
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Pokolenie
wyjściowe
P0
BUHAJE
KROWY
Wybrani
rodzice
Ojcowie
buhajów
Ojcowie
krów
Matki
buhajów
Matki
krów
Genetyczna
Średni wiek w
wyższość
chwili
wybranych
urodzenia
rodziców nad P0
potomka
IBB
TBB
Pokolenie
następne
P1
46%
Buhaje
IBK
TBK
24%
IKB
TKB
24%
Krowy
IKK
TKK
6%
W hodowli bydła największy udział w przekazywaniu
postępu hodowlanego mają ścieżki „męskie”!
Wynika to głównie z możliwości bardzo ostrej
(intensywnej) selekcji samców
(przykładowe dane procentowe wzięto z pracy Skjervolda, 1963)
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
A jak obliczyć przewagę genetyczną na
ścieżkach selekcyjnych, czyli te wszystkie Io, Im
lub wręcz IBB, IBK, IKB i IKK?
Czyli: jak oszacować postęp
hodowlany?
Czyżby znowu
równanie regresji?!
BINGO!!!
Io  Im
G  G1  G0 
2
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Równanie regresji
Gr  Gr  G0  b( Pr  P0 )
pokazuje związek genetycznej wyższości zwierząt wybranych na
rodziców i ich przewagi fenotypowej* nad pokoleniem 0. Symbol Gr
zastępuje tu np. Io czy Im - jest uogólnieniem (r od „rodzic”).
Gr  b( Pr  P0 )
* Dokładniej – przewagi fenotypowej źródła informacji o G
rodzica; wiadomo, że czasem trudno o wydajność własną…
Zwłaszcza u buhajów ras mlecznych…
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Żeby wykorzystać wzór
Gr  b( Pr  P0 )
trzeba znać wydajności zwierząt wybranych na rodziców (lub ich
krewnych). Znamy je przed dokonaniem wyboru, więc obliczenia
dadzą nam postęp hodowlany, jakiego jeszcze nie ma, jakiego
się spodziewamy.
Oceniamy zatem oczekiwany postęp hodowlany
Coś jeszcze trzeba znać,
żeby wykorzystać ten
wzór…
…be?
MUUU!!!
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
We wzorze
Gr  b( Pr  P0 )
b oznacza współczynnik regresji wartości hodowlanej na wartość
fenotypową, który ma znaną (por. ocena wartości hodowlanej) postać:
G
b  R
P
gdzie R to dokładność oceny
Stąd mamy:
Pr  P0
Gr  R 
G
P
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Oczekiwany postęp hodowlany
Pr  P0
Gr  R 
G
P
Pr  P0  S
Pr  P0
s
P
różnica selekcyjna („zwykła”)
standaryzowana różnica selekcyjna
Standaryzacja zmiennej losowej X
(x – zmienna standaryzowana)
X 
x

S, s – informują o intensywności selekcji
(im większa różnica, tym ostrzejsza
selekcja)
?!?!
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Gr  R 
Pr  P0
 G
P
s
Pr  P0
P
Gr  R  s   G
Gr
= dokładność x intensywność x zmienność genetyczna
Czyli jak cokolwiek zwiększymy to mamy większy postęp?!
Niestety, zmienność jest jaka jest, a R i s się
nie lubią, antagonistki jedne! „Albo ja albo
ona!” Trzeba się nieraz nakombinować… Jak
koń pod górę…
Koń? Gdzie?
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Oczekiwany postęp hodowlany
Gr  R  s   G
Według tego wzoru szacuje się oczekiwany postęp hodowlany
na poszczególnych ścieżkach selekcyjnych, np. wartości Io, Im
I o  Ro  so   G
I m  Rm  sm   G
a następnie – oczekiwany postęp hodowlany w całej populacji:
Io  Im
G ' 
To  Tm
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Oczekiwany postęp hodowlany
Gr  R  s   G
Wartość s związana jest z progiem selekcyjnym x (mówi się też:
punkt brakowania, miejsce podziału populacji na część wybraną
i nie), oraz frakcją wybranych zwierząt p (np. jeśli do hodowli
pozostawiamy połowę populacji, to p = 50% = 0,5).
f ( x)
s
p
gdzie f(x) określa prawdopodobieństwo
dla wartości x w populacji
Odpowiadające sobie wartości s, x, p odczytuje się z
tablic matematycznych (wynikają z rozkładu
normalnego cechy).
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
 Selekcja jednej z cech genetycznie skorelowanych zmienia
również poziom drugiej cechy – to tzw. reakcja skorelowana
 Selekcja wykorzystująca reakcję skorelowaną to selekcja
pośrednia
Przykład: cechy X i Y są skorelowane; kryterium selekcji jest
pojedyncza wydajność cechy X u osobnika
Selekcja bezpośrednia
G X  h X  s   G X
Selekcja pośrednia
GY / X  RY / X  s   GY
RY / X  ???
bo
R  hX
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Selekcja bezpośrednia
Selekcja pośrednia
G X  h X  s   G X
GY / X  RY / X  s   GY
rG
GX
R  hX
GY
hX
PX
hY
PY
RY / X  rG XY hX
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Selekcja pośrednia
GY / X  rG XY hX  s   GY
 GY  hY   Y
GY / X  rG XY hX  s  hY   Y
Czy selekcja pośrednia może dać lepszy efekt niż bezpośrednia?
Tak, jeżeli:
na 1 pokolenie
GY / X
h
 rG XY X  1
GY
hY
na 1 rok
G 'Y / X GY / X TY


1
G 'Y
GY TY / X
Słowem: jeśli istnieje wysoka korelacja, duża
różnica odziedziczalności, a także gdy selekcja
pośrednia skraca odstęp pokoleń (wybierane są
młodsze zwierzęta niż w bezpośredniej)
SELEKCJA I POSTĘP HODOWLANY
Podsumowanie:
 Selekcja to wybór zwierząt na rodziców następnych pokoleń
hodowlanych
 Selekcja będzie skuteczna jeśli spowoduje postęp hodowlany
 Wielkość postępu hodowlanego zależy od dokładności oceny
wartości hodowlanej, intensywności selekcji i zmienności
genetycznej cechy
 Znając te wielkości można oszacować oczekiwany postęp
hodowlany
 W selekcji można wykorzystać skorelowanie cech