Choď na obsah Choď na menu
 


GENETICKÁ VARIABILITA PLEMENA SLOVENSKÝ ŠPORTOVÝ PONY HODNOTENÁ PODĽA RODOKMEŇOVÝCH INFORMÁCIÍ
 
GENETIC VARIABILITY OF SLOVAK SPORT PONY DERIVED FROM PEDIGREE INFORMATION

Jozef Pjontek(1), et al.

(1)Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Slovenská republika

(2)Národný žrebčín Topoľčianky
 
Abstract
The aim of this paper was to study genetic variability in Slovak Sport Pony population based on pedigree information. The average values of inbreeding as well as coancestry in reference population were 2.67 %, respectively 7.19 % and the average increase of individual inbreeding intensity was 0.62 % per generation. Realized effective population size computed from individual inbreeding increase was 81.18 individuals. The pedigree completeness of reference population evaluated for each animal by the number of full traced generations was 4.31. The effective number of founders was 47 and the effective number of ancestors 7. Only 3 ancestors were necessary to explain 50 % of total genetic variability.
 
Key words: Slovak sport pony, inbreeding, genetic variability, pedigree analysis
 
Súhrn
Cieľom práce bolo študovať genetickú variabilitu v populácii slovenského športového koňa na základe rodokmeňových informácií. Priemerná hodnota inbrídingu resp. príbuznosti bola v hodnotenej populácií 2,67 % resp. 7,19 %. Prírastok inbrídingu za generáciu bol 0,62 %. Realizovaná efektívna veľkosť populácie počítaná z individuálnych prírastkov inbrídingu bola 81,18 jedincov. Každý jedinec v populácií mal v priemere 4,31 kompletných generácií predkov. Efektívny počet základných predkov bol 47 a efektívny počet predkov bol 7. Traja predkovia boli potrební pre vysvetlenie 50 % genetickej variability v hodnotenej populácií.
Kľúčové slova: Slovenský športový pony, inbríding, genetická variabilita, analýza rodokmeňov
 
Prehľad literatúry
            Podporenie genetickej diverzity je obzvlášť dôležité v populáciách, ktoré sú málo početné   a s obmedzeným počtom intenzívne využívaných plemenníkov. Rovnako aj v populáciách s dlhým generačným intervalom, kde dlhodobé ciele sú príliš vzdialené preto, aby sa stali integrálnou súčasťou šľachtiteľskej politiky ako aj vtedy, keď výmena reprodukčných jedincov je obmedzená (Maignel  et al., 1996, Nomura et al., 1997, Zechner et al., 2002). Variabilita genofondu súvisí s časom   a odzrkadľuje zmeny vo fenotype podmienené evolúciou populácie (Kania-Gierdzievic, 2006). Genetická variabilita je charakterizovaná ako rozmanitosť alel a genotypov prezentujúcich   sa v populácií a prejavuje sa rozdielmi v morfologických, fyziologických vlastnostiach a v správaní medzi jedincami a populáciami (Frankham et al., 2002). V šľachtení zvierat majú významnú úlohu rodokmeňové informácie, ktoré sa využívajú pri odhade plemenných hodnôt a rovnako aj pri hodnotení genetickej variability v populáciách (De Rochambeau et al., 2000, Kadlečík et al., 2006). Poznatky získané analýzou rodokmeňov je možné využiť pre vytvorenie stratégie monitorovania populácie, pri tvorbe pripárovacích plánov a riadení genetickej variability (Valera et al., 2005).
            Slovenský športový pony je produkt cieľavedomého medziplemenného kríženia ušľachtilých teplokrvných plemien koní chovaných na Slovensku, najmä plemena arabského a slovenského teplokrvníka, so žrebcami plemien pony, najmä welšského, nemeckého jazdeckého a v druhej fáze anglického polokrvníka. Nasledovne sa uplatňovalo párenie inter – se. Dedičný podiel použitých plemien nebol u finálneho produktu taxatívne stanovený (Halo a Medvedecký, 2009)
            Cieľom práce bolo študovať genetickú diverzitu populácie slovenského športového pony pomocou rodokmeňových informácií. Štruktúra a genetická variabilita populácie bola hodnotená podľa kompletnosti rodokmeňov, koeficienta intenzity príbuzenskej plemenitby, efektívnej veľkosti populácie a ukazovateľov pravdepodobnosti pôvodu génu.
 
Materiál a metódy
            Hodnotenú populáciu tvorilo 42 žijúcich jedincov (6 žrebcov a 36 kobýl) plemena slovenský športový pony. Narodili sa v rokoch 1982 – 2004. Rodokmeňový súbor obsahoval 220 zvierat. Informácie o predkoch hodnotenej populácie sme získali z databázy Centrálneho registra chovu koní na Slovensku v Topoľčiankach.
            Kompletnosť rodokmeňov bola vyjadrená ukazovateľmi vypočítanými pre každého jedinca, nasledovne: a.) počet kompletných generácií predkov, b.) maximálny počet zistených generácií predkov, c.) ekvivalent kompletných generácií predkov (Maignel et al., 1996).                  
            Boli použité dva typy ukazovateľov pre zhodnotenie genetickej variability populácie  na základe ukazovateľov odvodených od spoločného predka (1 – 4) a ukazovatele pravdepodobnosti pôvodu génu (5 – 6):
1. koeficient intenzity príbuzenskej plemenitby – (F) (Wright, 1931),                              
2. individuálny prírastok inbrídingu (Fi)(Gutierréz et al., 2008),
3. realizovaná efektívna veľkosť populácie (Gutierréz et al., 2008, Cervantes(a) et al., 2008),
4. koeficient priemernej príbuznosti - (AR) (Gutierréz et al., 2003),
5. efektívny počet základných predkov (Lacy, 1989),
6. efektívny počet predkov (Boichard et al., 1997).
            Všetky ukazovatele boli vypočítané programom Endog (Gutierréz a Goyache, 2005) pre monitorovanie genetickej variability v populácií s využitím rodokmeňových informácií.
 
Výsledky a diskusia
            Rodokmene sú významnou súčasťou genetického hodnotenia zvierat a od kompletnosti rodokmeňov závisí aj odhad parametrov používaných pre hodnotenie genetickej diverzity. Kompletnosť rodokmeňov bola hodnotená počtom kompletných generácií, maximálnym počtom zistených generácií ako aj ekvivalentným počtom kompletných generácií pre každého jedinca. Priemerné hodnoty ukazovateľov kompletnosti rodokmeňov sú uvedené v tabuľke 1.
Tabuľka 1 Úroveň kompletnosti rodokmeňov v hodnotenej populácií

 

Ukazovatele (1)
x
s
min
max
n
Max. počet zistených generácií
5,76
0,85
4,00
7,00
42
Počet kompletných generácií
4,31
0,60
2,00
5,00
42
Ekvivalent kompletných generácií
4,93
0,63
3,84
6,28
42

Table 1 Pedigree completeness in reference population

(1) Parameters (2) The maximum number of generations traced, (3) Number of full traced generations (4) The equivalent complete generations
 
Zechner et al. (2002) uvádzajú pre plemeno lipican 32 maximálne zistených generácií a priemerný ekvivalentný počet kompletných generácií 15,2. Pre andalúzského koňa ekvivalentný počet kompletných generácií bol 8,26 (Valera et al., 2005). Cervantes(b) et al. (2008) uvádzajú priemerný ekvivalentný počet kompletných generácií 7,9 pre jedincov arabského koňa chovaných v Španielsku, narodených v rokoch 1995 – 2004. Zistené priemerné výsledky ukazovateľov kompletnosti rodokmeňov sú nižšie čo súvisí s krátkou históriou plemena.
            V hodnotenej populácií bola odhadnutá priemerná intenzita príbuzenskej plemenitby                F = 2,67 %. Priemerný prírastok inbrídingu medzi hodnotenou populáciou a ich rodičmi bol 0,62 % a efektívna veľkosť populácie počítaná z individuálnych prírastkov inbrídingu bola 81,18 jedincov. Priemerná príbuznosť medzi jedincami bola 7,19 %. Podrobnejšie informácie sú uvedené v tabuľke 2.
Tabuľka 2 Základná štatistika ukazovateľov intenzity inbrídingu a príbuznosti

 

Table 3 Basic statistic of inbreeding and coancestry parameters

Ukazovatele (1)
x
s
min
max
n
Max. počet zistených generácií
5,76
0,85
4,00
7,00
42
Počet kompletných generácií
4,31
0,60
2,00
5,00
42
Ekvivalent kompletných generácií
4,93
0,63
3,84
6,28
42

(1) Parameters, (2) Average value of increase of inbreeding for each individual, (3) Average relatedness coefficient
            V tabuľke 3 sú uvedené výsledky ukazovateľov pravdepodobnosti pôvodu génu.  Za základného predka sa považuje jedinec, o ktorom nemáme žiadne rodokmeňové informácie (Lacy, 1989). Hodnotená populácia bola odvodená od 80 základných predkov. Efektívny počet základných predkov je počet základných predkov, ak by sa rovnako využívali v plemenitbe (Lacy, 1989). Ak je efektívny počet predkov nižší ako počet základných predkov indikuje to zníženie genetickej variability, čo je aj v našom prípade. Efektívny počet predkov je minimálny počet predkov nevyhnutných pre vysvetlenie celej genetickej diverzity v hodnotenej populácií (Boichard et al., 1997), v našej populácií to bolo 7 jedincov. V tomto ukazovateli je zohľadnená aj strata genetickej variability zapríčinená zúžením rodokmeňov, pozri tabuľku 4.
 
 
Tabuľka 3 Ukazovatele pravdepodobnosti pôvodu génu
Ukazovatele (1)
n
Počet jedincov v hodnotenej populácií  (2)
42
Počet základných predkov (3)
80
Efektívny počet základných predkov (4)
47
Predkovia prispievajúci k hodnotenej populácií (5)
17
Efektívny počet predkov (6)
7
Počet predkov, vysvetľujúcich 50 % genetickej variability hodnotenej populácie (7)
3
Table 3 Characteristics based on the probability of gene origin
(1) Parameters, (2) Total number of animals in reference population, (3) Number of founders, (4) Effective number of founders (5) Number of ancestors contributing to the reference population, (6) Effective number of ancestors, (7) Number of ancestors explaining 50 % of genetic variability
 
Tabuľka 4 Genetické príspevky 10 najdôležitejších predkov
Predkovia (1)
Pohlavie (2)
Plemeno (3)
Rok narodenia (4)
Marginálny príspevok (5)
Kumulatívny príspevok (6)
Počet potomkov (7)
Branco
Žrebec
Welsh pony
1976
26,34
26,34
15
Shalom 775
Žrebec
Welsh pony
1972
19,64
45,98
9
Karneol 70
Kobyla
Trakénsky kôň
1978
11,61
57,59
4
Tobrok
Kobyla
Arabský kôň
1966
7,44
65,03
3
Watani 16
Kobyla
Shagya arab
1976
5,36
70,39
2
Luskáčik
Žrebec
Anglický polokrvník
1981
5,36
75,74
3
Navaro
Žrebec
Nem.jazd. pony
1989
3,42
81,10
5
Kuhailan
Kobyla
Shagya arab
1971
2,83
84,52
1
Kuhailan
Kobyla
Shagya arab
1972
2,68
87,35
2
Siglavy
Kobyla
Shagya arab
1969
2,53
90,03
1
Table 4 Genetic contributions of 10th the most important ancestors
 (1) Ancestors, (2) Sex, (3) Breed, (4) Date of birth, (5) Marginal contributions, (6) Cumulative contributions, (7) Number of progenies
 
            V tabuľke 4 je uvedených 10 najdôležitejších predkov a ich príspevky k hodnotenej populácií, ktorí vysvetľujú 90 % genetickej variability v hodnotenej populácií plemena slovenský športový pony.
Počet všetkých predkov prispievajúcich k hodnotenej populácií bol 17, t.z. vysvetlenie 100 % genetickej variability.
 
Záver
            Práca poskytuje informácie z analýzy rodokmeňov plemena slovenský športový pony, ktorého história sa začala v roku 1980. Výsledky práce môžu byť využité pri hodnotení genetickej diverzity, zostavovaní pripárovacích plánov, monitorovaní populácie a pre odhadnutie stupňa ohrozenosti populácie. Podporenie genetickej variability je možné dosiahnuť výberom rodičov novej generácie potomkov s využitím výsledkov práce, napr. znižovaním príbuznosti medzi páriacimi sa jedincami. Taktiež je vhodné zobrať do úvahy ukazovatele pravdepodobnosti pôvodu génu, ktoré môžu zamedziť potenciálnej genetickej strate a ktoré sú flexibilnejšie pre monitorovanie populácie aj v krátkych časových úsekoch.
 
Použitá literatúra
  1. BOICHARD, D. - MAIGNEL, L. - VERIER, - E. 1997. The value of using probabilities of gene origin to measure genetic variability in a population. In: Genet. Sel. Evol. 29, 5-23. 1997
  2. CERVANTES(a), I. - GOYACHE, F. - MOLINA, A. - VALERA, M. GUTIÉRREZ, JP. 2008. Application of individual increase in inbreeding to estimate realized effective sizes from pedigrees. In: J. Anim. Breed. Genet. 125, 301 – 310, 2008.
  3. CERVANTES(b), I. - MOLINA, A. - GOYACHE, F. - GUTIÉRREZ, J.P. - VALERA, M. 2008. Population history and genetic variability in the Spanish Arab Horse assessed via pedigree analysis. In: Livestock Science, 113, 24 -33, 2008.
  4. De ROCHAMBEAU, H. - FORNET-HANOCQ, F. - VU TIEN KHANG, J. 2000. Mesauring and managing genetic variability in small populations. In: Ann. Zootech. 49, 77 – 93. 2000.
  5. GUTTIÉREZ, J. P. - CERVANTES, I – MOLINA, A. - VALERA, M. - GOYACHE, F. 2008 Individual increase in inbreeding allows estimating effective sizes from pedigrees. In: Gent. Sel. Evol., 40, pp. 359 – 378, 2008.
  6. GUTTIERÉZ, J.P. - ALTARRIBA, J. - DÍAZ, C. - QUINTANILLA, AR. -CANÓN, J. - PIEDRAFITA, J. 2003. Genetic analysis of eight Spanish beef cattle breds. Genet Sel Evol, 35 pp. 43 – 64, 2003.
  7. GUTTIERREZ, J.P. - GOYACHE, F. 2005. A note on ENDOG: a computer program for analysing predigreee information. Journal of Animal Breeding and Genetics, 122 pp. 172 – 176, 2005.
  8. HALO, M. - MEDVEDECKY, D. 2009. Slovenský športový pony – jeho význam a využitie v   chove koní na Slovensku. In: dostupné na internete http://www.horses.sk/konfer/k-spony.htm, august 2009.
  9. KADLEČÍK, O. - KASARDA, R. - HUBKA, M. - MÉSZÁROS, G. 2006. Rodokmeňová analýza geneticky hodnotnej skupiny krav slovenského pinzgauského plemena. In: Acta fytotechnica et zootechnica – Mimoriadne číslo 2006. 94 – 96. 2006.
  10. KANIA-GIERDZIEVIC, J. 2006. Analiza struktury genetycnej – udzial zalozycieli w puli genów populacji. In: Wiadomości Zootechniczne, R. XLIV, 27 – 34. 2006
  11. LACY, R.C. 1989. Analysis of Founder Representation in Pedigrees: Founder Equivalentrs and Founder Genome Equivalents. In: Zoo Biology, 8, s. 111 – 123. 1989.
  12. MAIGNEL, L. - BOICHARD, D. - VERRIER, E., 1996. Genetic variability of French dairy breeds estimated from pedigree information. Inter Bull. 14, 49 – 54. 1996.
  13. MOUREAUX, S. - VERRIER, É. - RICARD, A. - MÉRIAUX, JC. 1996. Genetic variability within French race and riding horse breeds from genealogical data and blood marker polymofpisms. In: Genet. Sel Evolution, 28, s. 83 – 102. 1996.
  14. VALERA, M. - MOLINA , A. - GUTIÉRREZ, J.P. - GOMÉZ, J. - GOYACHE, G. 2005. Pedigree analysis in the Andalusian horse: population structure, genetic variability and influence of the Carthusian strain. In: Liv. Prod. Sci., 95, 57 – 66, 2005.
  15. WRIGHT, S. 1931. Evolution in mendelian populations. In: Genetics, 16, 97 -159. 1931.
  16. ZECHNER, P. - SöLKNER, J. - BODO – I , DRUML, T. - BAUMUNG, R. - ACHMANN, R. - MARTI, E. - HABE, F. - BREM, G., 2002. Analysis of diversity and population structure in the Lipizzan horse breed based on pedigree information. In: Livest. Prod. Sci. 77, 134 – 146. 2002.
 
Poďakovanie: Práca je súčasťou projektu VEGA 1/4440/07 a Excelentného centra pre ochranu a využívanie agrobiodiverzity – ECOVA – 26220120015.
 
Kontaktná adresa: Ing. Jozef PJONTEK, Katedra genetiky a plemenárskej biológie, FAPZ, SPU Nitra, Tr. A. Hlinu 2, 949 76 Nitra, jozef.pjontek@gmail.com, 0949431242
 

Komentáre

Pridať komentár

Prehľad komentárov

Zatiaľ nebol vložený žiadny komentár.