NegativnNegativníí ddůůsledky inbrednsledky inbredníí deprese deprese v chovu skotuv chovu skotu

Ing. Jiří Bezdíček, Ph.D. Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o., Rapotín

26. listopadu 200926. listopadu 2009

- Definice inbreedingu a jeho teorie

- Proč je inbreeding v chovu skotu škodlivý ?

- Jaké jsou konkrétní důsledky inbreedingu ?

- Jsou škodlivé i nízké stupně inbreedingu ?

�� PanmiktickPanmiktickéé ppáářřeneníí (n(nááhodnhodnéé))

�� AsortativnAsortativníí ppáářřeneníí (up(upřřednostednostňňujujíí se urse urččititééfenotypovfenotypovéé znaky)znaky)

-- pozitivnpozitivníí

-- negativnnegativníí

Dle BDle BÍÍLKA (1955) se dLKA (1955) se dáá ppřřííbuzenskbuzenskáá plemenitbyplemenitby

definovat jako pdefinovat jako přřipaipařřovováánníí zvzvíířřat, kterat, kteráá majmajíí veve

svsvéém pm půůvodu urvodu urččititéého spoleho společčnnéého pho přředka. edka.

�� úúzkzkáá (pokrevn(pokrevníí), p), přřipaipařřujujíí se jedinci pse jedinci přřííbuznbuzníívv prvprvéé a druha druhéé generaci (napgeneraci (napřř. otec s. otec sdcerou)dcerou)

�� blblíízkzkáá, p, přřipaipařřujujíí se jedinci pse jedinci přřííbuznbuzníí ve tve třřetetíí aažžččtvrttvrtéé generaci (napgeneraci (napřř. d. děěti bratrti bratrůů nebo sester)nebo sester)

�� vzdvzdáálenlenáá, p, přřipaipařřujujíí se jedinci pse jedinci přřííbuznbuzníí ddáále jak le jak vv ppááttéé generaci.generaci.

Inbreeding je Inbreeding je

ppáářřeneníí dvou jedincdvou jedincůů, kte, kteřříí jsou navzjsou navzáájem vjem víícece

ppřřííbuznbuzníí, ne, nežž je tomu pje tomu přři ni nááhodnhodnéém pm páářřeneníí

jedincjedincůů celceléé populace.populace.

pravdpravděěpodobnost, podobnost, žže dve dvěě sledovansledovanéé alely genu uralely genu urččititééhoho

jedince jsou identickjedince jsou identickéé ppůůvodem, jsou tedy autozygotnvodem, jsou tedy autozygotníí..

Inbreeding

-- jednotka Fjednotka Fxx (0 (0 –– 1 nebo 1 1 nebo 1 –– 100%)100%)

( )A

nn

X FF +

=++

∑ 12

1121

Úroveň inbreedingu v populaci irského skotu u plemen Charolais ( ), Limousin (■), Hereford (-•-), Angus (□), Simental ( ▲), a Holštýn (○) – (Parland et al., 2007.)

Úro

veň in

bree

ding

u v

%

Rok narození

Trend inbreedingu u dojených plemen v Kanadě (www.cdn.ca)

Prů

měrn

á úr

oveň

inbr

eedi

ngu

(v %

)

Rok narození

Průměrný inbreeding a počet herefordského skotu se známým rokem narození v letech 1900 - 2000 -USA, (Cleveland et al., 2005)

Poč

et z

vířa

t

Prů

měrn

ý in

bree

ding

(v

%)

Rok

Zákon Hardy-Weinberga

AA Aa Aa aa qAA Aa Aa aa q2 2 = 0,01 = 0,01 pp22 + 2pq + q+ 2pq + q22 = 1= 1. q = 0,1. q = 0,1

p = 0,9p = 0,90,81 + 0,18 + 0,01 = 10,81 + 0,18 + 0,01 = 1

A (p) a (q)

A (p) AA (p2) Aa (pq)

a (q) Aa (pq) aa (q2)

ZZáákon Bernsteinkon Bernstein--WrightWrightůůvv

AA Aa aaAA Aa aa

( ) ( ) ( ) 1/1/2 22 =++−++ pqFqFpqpqFp

Příklad 1. Fx = 0

AA Aa aaAA Aa aa

pp22+0 2pq x 1 q+0 2pq x 1 q22+0+0

pp22 2pq q2pq q22

( ) ( ) ( ) 1/1/2 22 =++−++ pqFqFpqpqFp

Příklad 2. FX= 0,25AA Aa aaAA Aa aapp22 2pq q2pq q2 2 qq2 2 = 0,01= 0,01

0,81 0,18 0,01 q = 0,1 0,81 0,18 0,01 q = 0,1 81% 18% 1% p = 0,981% 18% 1% p = 0,9

AA Aa aaAA Aa aa83,25% 13,5% 3,25%83,25% 13,5% 3,25%

( ) ( ) ( ) 1/1/2 22 =++−++ pqFqFpqpqFp

Příklad 3. Fx = 1

AA Aa aaAA Aa aa

pp22+pq 2pq x 0 q+pq 2pq x 0 q22+pq+pq

pp22 0 q0 q22

( ) ( ) ( ) 1/1/2 22 =++−++ pqFqFpqpqFp

AA Aa aa

F = (Ho - H)/Ho

vzorec č. 3

H = aktuální počet heterozagotů H0 = počáteční počet heterozygotů

Generace výchozí

Generace 1

četnost celkem (v %)

četnost celkem (v %)

0 100 0

Generace 2

Generace 3

četnost celkem (v %)

četnost celkem (v %) 43,75 (37,5 + 6,25)

12,5 43,75 (37,5 + 6,25)

25 50 25

37,5 (25 + 12,5)

25 37,5 (25 + 12,5)

Generace 4 četnost celkem (v %) 46,88 (43,75 + 3,125)

6,2546,88 (43,75 + 3,125)

0

50

75

87,5

93,33

A (p) a (q)

A (p) AA (p2) Aa (pq)

a (q) Aa (pq) aa (q2)

Z toho vyplývZ toho vyplýváá, , žže vlivem inbreedingu :e vlivem inbreedingu :

-- se zvyse zvyššuje poduje podííl homozygotnl homozygotníích genotypch genotypůů

-- se snise snižžuje poduje podííl heterozygotnl heterozygotníích genotypch genotypůů

ZvyZvyššuje se tedy uje se tedy ššance, ance, žže se defektne se defektníí letletáálnlníí alely alely projevprojevíí

Vliv inbreedingu na dVliv inbreedingu na důůleležžititéé kvantitativnkvantitativníí znaky:znaky:

-- mlmlééččnnáá produkceprodukce

-- mlmlééččnnéé slosložžkyky

-- reprodukcereprodukce

-- zdravzdravíí

Vliv inbreedingu na mléčnou produkci (Bezdíček et al.,2008)

1,25 2,0 -3,125 4,0 - 12,5 celkemY ijklmn 6380,94 6483,01 5858,28 6352,37

R2 0,3536 0,3290 0,5592 0,3741sx 1344,38 1364,95 1305,90 1347,50

Y ijklmn 6483,96 6719,81 6330,52 6600,02

R2 0,5152 0,3398 0,6819 0,4424sx 1112,08 1272,52 1143,90 1244,73

.-103,02 n.s. .-236,8** .-472,24** .-247,65**

Fx (%)

* p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,01; n.s. = non significant; Yijklmn = korigovaná mléčná produkce

Mléčná produkce na

1. laktaci

Inbrední krávy

Outbrední krávy

Rozdíl inbrední - outbrední krávy

Vliv inbreedingu na mléčnou produkci (Bezdíček et al.,2008)

Inbrední deprese mlé čné užitkovosti

-500

-400

-300

-200

-100

0

FX

Sní

žení

mléč

né

užitk

ovos

ti (v

kg)

Řada1 -103,02 -236,8 -472,24

1,25 2,0-3,125 4,0-12,5

Vliv inbreedingu na produkci mléka u jerseyského skotu (Thompson et al., 2000)

FFxx Kg mlKg mlééka za ka za denden

Kg mlKg mlééka za ka za laktacilaktaci

0,010,01 --0,0600,060 --18,418,4

0,020,02 --0,0640,064 --19,319,3

0,030,03 --0,0540,054 --16,416,4

0,040,04 --0,0820,082 --25,025,0

0,080,08 --0,5240,524 --159,7159,7

0,100,10 --0,5810,581 --177,4177,4

0,170,17 --1,0711,071 --326,7326,7

0,260,26 --0,9760,976 --297,5297,5

Vliv inbreedingu na procentický obsah tuku a bílkovin (Bezdíček et al., 2008)

Znak Fx (%) 1,25 2,0 -3,125 4,0 - 12,5 celkem

Y ijklmn 4,1225 4,1188 4,0380 4,1053R2 0,1681 0,0983 0,1818 0,0820sx 0,5248 0,4652 0,4081 0,4738

Y ijklmn 4,1250 3,9984 4,0444 4,0345R2 0,1971 0,1721 0,3184 0,1452sx 0,4480 0,3345 0,3520 0,3770

.-0,0025 n.s. .0,1204** .-0,0064 n.s. .0,0708**Y ijklmn 3,3043 3,3238 3,2896 3,3140

R2 0,1579 0,0336 0,0843 0,0224sx 0,1954 0,2003 0,2564 0,2098

Y ijklmn 3,3106 3,2873 3,3242 3,2983R2 0,2380 0,0425 0,2375 0,0441sx 0,1638 0,1671 0,1855 0,1743

.-0,0063 n.s. .0,0365** .-0,0346** .0,0157** p ≤ 0,05; ** p ≤ 0,01; n.s. = nesignifikantní; Yijklmno = korigovaná hodnota

Bílkovina - 1. laktace

(v %)

Inbrední krávy

Outbrední krávy

Rozdíl (inbred - outbred)

Tuk - 1. laktace

(v %)

Inbrední krávy

Outbrední krávy

Rozdíl (inbred - outbred)

Vliv inbreedingu na obsah tuku a bílkovin (Miglior et al., 1995)

ZnakZnak RegreseRegrese

Tuk (kg)Tuk (kg) --0,8980,898

Tuk (%)Tuk (%) +0,051+0,051

BBíílkovina (kg)lkovina (kg) --0,7820,782

BBíílkovina (%)lkovina (%) +0,054+0,054

Vliv inbreedingu na délku servis periody(Bezdíček et al., 2007)

2,813,35

4,53

8,23

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,5 - 2,3 3,0 - 5,0 8,0-12,5 25,0Fx (% )

Dny

Závěr : důsledky inbreedingu�� zvyzvyššovováánníí homozygotnosti a projevu lethomozygotnosti a projevu letáálnlníích alelch alel

�� projev inbrednprojev inbredníí deprese kvantitativndeprese kvantitativníích znakch znakůů ::-- mlmlééko cca 20 ko cca 20 –– 45 kg / 1% F45 kg / 1% Fxx-- % tuku a b% tuku a bíílkovin cca +0,01% alkovin cca +0,01% ažž +0,05%+0,05%-- reprodukce, prodloureprodukce, prodloužženeníí SP aSP ažž o 8 dno 8 dnůů

�� inbredninbredníí deprese se projevuje takdeprese se projevuje takéé na nina nižžšíších stupnch stupníích Fch Fxx

�� inbredninbredníí deprese nemdeprese nemáá linelineáárnrníí charaktercharakter

�� snsníížženeníí variability a projevu heteroznvariability a projevu heterozníích efektch efektůů

Děkuji za pozornost

Ing. JiIng. Jiřříí BezdBezdííčček, Ph.D.ek, Ph.D.

Výzkumný Výzkumný úústav pro chov skotu, s.r.o.stav pro chov skotu, s.r.o.RapotRapotíín, Výzkumnn, Výzkumnííkkůů 267267

Tel. : Tel. : +420 583 392+420 583 392152152

GSM: GSM: +420 733 559 772+420 733 559 772EE--mail: jiri.bezdicek@vuchs.czmail: jiri.bezdicek@vuchs.cz