Þróun kynbóta og næstu skref í þekkingaröflun

Þorvaldur Árnason

Hvað er ræktun búfjár?

• Ræktun eða kynbætur eru viðleitni mannsins til að breyta ákveðnum erfðahópum búfjár í æskilega átt þannig að framtíða kynslóðir búfjárins verði verðmætari á einhvern hátt!

• Ræktun er verkefni einstaklinga í samvinnu!

• Kynbótafræðin er sameinuð erfðafræði og tölfræði

• Snefill af kynbótafræði + þekking á hestum + almenn skynsemi + heppni = góð uppskrift að árangursríkri ræktun einstaklings

Markviss ræktun samanstendur af:

• Skýru ræktunartakmarki

• Nákvæmri ætternisskráningu (einkvæm einstaklingsnúmer)

• Mælingu eiginleika

• Tölfræðilegum erfðagreiningum

• Kynbótamati (BLUP)

• Úrvali

Erfðaframför í lokuðum erfðahóp ræðst af:

• Erfðabreytileika (arfgengi, dreifni) =σA

• Öryggi úrvals til undaneldis (fylgni milli sanns og metins kynbótagildis) er háð arfgengi, gögnum og aðferð við kynbótamat = RTI

• Úrvalsstyrkleika = i

• Lengd ættliðabils = L

• Skyldleikaræktarhnignun = d

• Árleg erfðaframför ΔG = σA RTI i /L - d = erfðabreytileiki x öryggi x úrvalsstyrkleiki/ættliðabili - skyldleikaræktarhnignun

Raunsætt kynbótaskipulag í hrossarækt

• Arfgengi, h2 = 0.36

• Öryggi í úrvali feðra RTI = 80%

• Öryggi í úrvali mæðra RTI = 60%

• Úrvalshlutdeild feðra = 10%

• Úrvalshlutdeild mæðra = 60%

• Kynslóðabil: faðir - afkv. = 8 ár

• Kynslóðabil: móðir - afkv. = 12 ár

• Leiðir til erfðaframfara sem nema 0,05 σP /ár = 1 σP á 20 árum

Erfðaframfarir í aðaleinkunn

• Árleg erfðaframför (ΔG) (Island)

IS-hross 1970-80 1981-1990 1991-2000 2001-2013

ΔG 0,0078 0,0099 0,0138 0,0146

ΔG/σP 0,026 0,033 0,046 0,049

Ár þangað til erfðaframför nemur σP = 0.3

38 30 22 21

Erfðaframfarir í aðaleinkunn

7,6

7,65

7,7

7,75

7,8

7,85

7,9

7,95

8

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

IS

SE

DK

DE

NO

Erfðaframfarir í sköpulagi

7,55

7,57

7,59

7,61

7,63

7,65

7,67

7,69

7,71

7,73

7,75

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

IS

SE

DK

DE

NO

Erfðaframfarir í einstaka sköpulagseiginleikum, IS

88

90

92

94

96

98

100

102

104

106

Head

Neck

Back

Prop

Legs

L-stan

Hoofs

Mane

Erfðaframfarir í hæfileikum

7,6

7,7

7,8

7,9

8

8,1

8,2

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

IS

SE

DK

DE

NO

Erfðaframfarir í einstaka hæfileikaeiginleikum, IS

80

85

90

95

100

105

110

Toelt

Trot

Pace

Gallop

Expr

Spirit

Walk

Kerfisbundin áhrif lands og sýningarárs(BLUE)

7

7,1

7,2

7,3

7,4

7,5

7,6

IS

DK

SE

DE

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010

Dre

ifn

i svi

pfa

rs ,

SD

Fæðingarár

VBT

KBT

IS

Samanburður á erfðaframför í sænskum brokkurum og íslenskum

hestum

Samanburður á skyldleikarækt í sömu erfðahópum (F)

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

F

Birth-year

SST

NT

ICE

Vekurð lýtur lögmálum víkjandi erfða

• Arfhrein stökkbreyting forsenda vekurðar

(AA)

• C-erfðavísirinn er ríkjandi, gefur klárhross

• Gæði skeiðsins er háð mörgum þáttum

CC = engin vekurð

CA = engin vekurð

AA = vekurð til staðar

Breytingar í tíðni A erfðavísis (gangráðsins)

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

Tíðni A

Fæðingarár

IS

SE

DK

DE

NO

Kynbótamat fyrir keppniseiginleika

• Arfgengi keppniseiginleika í íþróttakeppni h2 = 0.2

• Arfgengi gæðingakeppni h2 = 0.3

• Erfðafylgni milli keppniseiginleika og kynbótadóma er oft há!

• Doktórsverkefni Elsu Albertsdóttur (2010)

• Brýn nauðsyn á kynbótamati!

Errfðafylgni milli mætingar til dóms og annarra eiginleika (Albertsdóttir et al.,

2010) Sköpulag rA

• Höfuð 0.41

• Háls, h, b 0.67

• Bak, lend 0.49

• Samræmi 0.69

• Fótagerð 0.12

• Réttleiki 0.00

• Hófar 0.46

• Prúðleiki 0.25

Hæfileikar rA

• Tölt 0.82

• Brokk 0.63

• Skeið 0.68

• Stökk 0.77

• Vilji, geðsl 0.85

• Feg í reið 0.87

• Fet 0.12

Veraldarfengur = Mikilvægasta hjálpartæki ræktandans

www.worldfengur.com

Næstu skref í þekkingaröflun

• Innifela keppnisgögn í kynbótamatinu • Leiðrétta fyrir forvali í gögnum með notkun mætingar til dóms (0/1) • Taka tillit til arfgerðar gangráðs við kynbótamat skeiðs • Greining arfgerðar gangráðs – Varðveisla C – Hvernig? • Hlutlægari mælingar eiginleika – línulegir dómar? • Vilji og geðslag • Vísindaleg umfjöllun ræktunarmarkmiðs • Frjósemi - Heilsa – Sumarexem – Spatt • Viðhalda góðu jafnvægi milli erfðaframfara og skyldleikaræktar.

Virkur erfðahópur nægilega stór • Leiðir í markaðsfærslu – Bentley eða Toyota – Auðvelda kaupendum

að finna rétt hross (Man-horse matching) • Erfðamengisúrval (Genomic selection)

Úrval á þétt erfðamörk í framtíðinni (erfðamengisúrval)

• Erfðamengisúrval er úrvalsaðferð sem byggist á að greina þétt erfðamörk (SNP) dreifð yfir allt erfðamengið og greina áhrif þeirra á eiginleika ræktunarmarkmiðsins í erfðahópnum og sem síðar má nota til útreiknings (erfðamengis-)kynbótamats

• Erfðamengiskynbótamat má reikna út strax eftir fæðingu • Erfðaframfarir aukast vegna aukins öryggis kynbótamatsins,

aukins úrvalsstyrkleika og styttingu kynslóðabils • Erfðamengisúrval er sérlega hagnýtt við kynbætur

eiginleika með lágt arfgengi og þá sem eru mælanlegir seint í lífi hestsins

• Er óþekkt hætta á ferðum?

Ályktanir

• Góðar framfarir í flestum eiginleikum ræktunarmarkmiðsins

• Róttækar breytingar á aðferðum til kynbótamats gætu litið dagsins ljós á næsta áratug (erfðamengisúrval)

• Mikilvægt að styðja ungt vísindafólk sem vill vinna á þágu íslenskrar hrossaræktar!

Fly me to the moon - Let me play among the stars