Mleczność krów a genetyka

W artykule chciałbym przybliżyć na czym polega nowoczesna praca hodowlana. Istnieje szeroka gama czynników kształtujących wydajność mleczną. Na szczególną uwagę zasługują czynniki genetyczne (rasowe, osobnicze, odziedziczalność) oraz środowiskowe (np. żywienie, warunki utrzymania, warunki klimatyczne). Przy czym czynnikom genetycznym przypisuje się 30% wpływu, a pozostałe 70% czynnikom niegenetycznym. Co więcej, wymienione czynniki są ze sobą ściśle powiązane i wzajemnie na siebie wpływają.

Wydajność mleczna zaliczana jest do kategorii cech ilościowych, które są kontrolowane przez wiele genów. Naukowo potwierdzono wpływ polimorfizmu w genie hormonu wzrostu na ilość oraz jakość pozyskiwanego mleka. Mechanizm dziedziczenia tych cech jest znacznie bardziej skomplikowany niż w przypadku cech jakościowych. Wartość cechy jest modulowana przez genotyp oraz warunki środowiskowe. Cechy ilościowe są kontrolowane przez wiele genów. W przypadku hodowli bydła analizy skupiają się przede wszystkim na określeniu, które z genetycznych wariantów kształtują wysoką wydajność mleczną. Wartość cechy jest modulowana przez genotyp oraz warunki środowiskowe. Liczba poligenów oraz które z nich istotnie wpływają na wartość cechy nie została dotąd poznana.

Technologia genomowa jest swoistą rewolucją w zakresie:

– wyceny wartości hodowlanej bydła mlecznego, tj. samców, samic i zarodków;

– konstrukcji programów oceny i selekcji buhajów, ponieważ nie trzeba już czekać ok. 4 lat na wyniki od córek rozpłodników – teraz uzyskuje się wyniki oceny genomowej wartości hodowlanej tuż po narodzinach buhajka;

– sposobu użytkowania buhajów przez hodowców – kiedyś buhaje hodowlane użytkowano 3–4 lata. Teraz już ten czas się znacząco skrócił, ponieważ dostępna jest coraz to nowsza genetyka. Młode buhaje są obecnie oceniane w Polsce 3 razy w roku, a w innych krajach co miesiąc;

– selekcji materiału żeńskiego w stadach – hodowcy otrzymują teraz wartość hodowlaną samic o takiej samej precyzji, jak wartość hodowlana buhajów. Jednocześnie rola buhajów i samic w postępie genetycznym wyrównała się. Znając wartość hodowlaną młodych samic można prowadzić selekcję i uzyskać w stadzie duży postęp hodowlany;

– możliwości wyceny nowych cech interesujących hodowców – przykładowo teraz w świecie pracuje się nad wprowadzeniem do indeksów selekcyjnych wartości hodowlanej dla wykorzystania paszy przez krowy mleczne.

Precyzja dla cech produkcji jest porównywalna z wyceną tradycyjną na 40 córkach, ale większa dla cech funkcjonalnych (mało oddziedziczlanych) w stosunku do wyceny na podstawie potomstwa.

Selekcja genomowa w bydle mlecznym rasy polskiej holsztyńsko-fryzyjskiej stała się codziennością. Dwa zasadnicze tego skutki, to zwiększenie postępu hodowlanego i zmiany w zarządzaniu stadem bydła mlecznego.

U bydła mlecznego realizowany on jest na czterech wyraźnie różniących się między sobą ścieżkach:

– ścieżka ojciec – syn – to na niej ojcowie buhajów przekazują najlepsze geny swoim synom. W dobie selekcji genomowej jest prowadzona z dużo większą ostrością selekcji, która wynika z tego, że tylko 1% buhajków staje się ojcami synów. Selekcja na tej ścieżce opiera się na wynikach oceny genomowej, co oznacza, że ojcami buhajów zostają najlepsze młode buhaje o nieznanej użytkowości córek. Te osobniki, ponieważ jest ich niewiele, mają istotny wpływ na poziom inbredu w populacji w dłuższej perspektywie, dlatego powinno się dbać o to, by z jednej strony ojców buhajów było niewielu, a z drugiej strony, by nie byli oni ze sobą blisko spokrewnieni.

– ścieżka matka – syn – to druga ścieżka doskonalenia, na której wybierane są matki buhajów. Tradycyjnie cechowała się wysoką ostrością z tego względu, że było zawsze stosunkowo wiele kandydatek – krów. Aktualnie frakcja selekcjonowanych matek jest na poziomie 1%. Na tej ścieżce nie tylko ważne jest poszukiwanie najlepszych samic, ale liczy się także to, aby faktycznie zostawiły one oczekiwane męskie potomstwo. Z tego względu stosuje się takie biotechniki rozrodu, jak przenoszenie zarodków i ich produkcja w warunkach in vitro. Jeśli się ich nie stosuje lub stosuje rzadko, to w rzeczywistości matkami buhajów nie stają się najlepsze samice, co obniża różnicę selekcyjną.

– ścieżka ojciec – córka jest natomiast tradycyjnie kojarzona przez hodowców z pracą hodowlaną w stadzie. To hodowcy o niej decydują, między innymi przez swoją determinację do wyboru samców o najwyższej wartości hodowlanej. Ta decyzja wiąże się z inwestycją na pokolenia (lata) i jest podstawowym sposobem podnoszenia poziomu genetycznego krów. Ostrość selekcji na tej ścieżce jest rzędu 5–10%. Buhaje, których nasienie jest użytkowane w stadach, oceniane są zwykle genomowo, ale też i na potomstwie, co przekłada się na różne dokładności oceny. Ocena genomowa stosowana na tej ścieżce skraca odstęp międzypokoleniowy. Jest wielu potencjalnych kandydatów – buhajków, dlatego do genotypowania na podstawie indeksów rodowodowych wybiera się najlepsze, które stanowią 1%. Jeśli w wyniku genotypowania otrzyma się wartość hodowlaną, która okaże się niska, taki buhaj może nigdy nie doczekać się oceny konwencjonalnej, zestarzeje się, a ponieważ nie doczeka się córek, będzie miał zawsze znaną tylko ocenę genomową. Reasumując, ta ścieżka w głównej mierze odpowiada, jaki potencjał genetyczny do produkcji i przeżycia w stadzie będą miały krowy.

– ścieżka matka – córka nie była w przeszłości ważnym źródłem postępu. Sytuacja w tym zakresie ulega zmianie, gdy zaczyna się wykorzystywać sortowane nasienie. Ułatwia ono między innymi selekcję samic z powodu niskiej produkcji. Ocena genomowa na bazie mikromacierzy o niskiej gęstości – tańszych – pozwala na selekcję samic z wysoką dokładnością, dużo wyższą niż ocena konwencjonalna krów czy oparta na indeksach rodowodowych. Stosowanie oceny genomowej na tej ścieżce pozwala na efektywne zarządzanie stadem.

Źródło: Agrofakt.pl (O. Duszyńska-Stolarska, M. Górecka, A. Habel, M. Bogdzińska, 2015), dr inż. Anna Wilkanowska, Referat plenarny wygłoszony podczas LXXXII Zjazdu Naukowego PTZ w Poznaniu, dr Tomasz Krychowski.

Przemysław Skorniak
Kujawsko-Pomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego
Fot. A. Budzyńska