Генетика - селекция и инбридинг

Селекция и Инбридинг
Д-р Цветослав Койнарски DVM, MSc, PhD
https://biologybg.wordpress.com

…“can we doubt that individuals having any advantage,
however slight, over others, would have the best chance of
surviving and of procreating their kind?”
(Darwin. 1859)
Естествен отбор

Изкуствен отбор
•Целенасочен метод за подобряване на породите чрез
запазване на индивиди с желани признаци и
отстраняване на други с нежелани.
•Отбирането на най-високопродуктивните, най-
добрите, най-здравите, най-ценните за по-нататъшно
развъждане животни. Бива:
•групов
•индивидуален.

Изкуствена селекция при животните
•Изкуствената селекция е похват при който хората
избират да включат в развъдна дейност определени
животни, а други да останат без потомство. Изборът
може да бъде направен между няколко популации и /
или в рамките на една популация. При използването
на тези два подхода селекционерът полага усилия за
промяна на популацията чрез развъждане само на онези
животни, които според актуалните тенденции на пазара
са най-желани.

Сравнение между популациите
•Повечето развъдчици имат любима порода, като имат
свои собствени причини за предпочитанията си.
Очевидно е, че индивидуалните предпочитания се
различават значително сред животновъдите.
•Не е трудно да се мисли за много ситуации, при които
различни породи се използват от различни животновъди
за една и съща цел. Този подход определя и
сравнително субективният характер на селекционният
процес.

Изкуствена селекция
•Ефективната селекция изисква добре планирани
сравнения между породите.
•Ефективността се определя главно от броя на мъжките
разплодници, представени във всяка тествана
популация.
•Трябва да се измерва продуктивността на поколението
във всеки сезон от годината.
•Селекцията трябва да се води в посока оеднаквяване
на качествата на популацията независимо от
климатичните условия при които се поставят
животните.

Изкуствена селекция
•След първоначалното опитомяване на животните,
хората се опитват да променят животинските
популации чрез изкуствена селекция. Огромният
набор от различни породи при домашни животни,
които съществуват днес, е свидетелство за
ефективността на такъв подбор. Въпреки многото
промени, които вече са настъпили в резултат на
изкуствения подбор, все още са необходими много
подобрения, особено по отношение на
икономическата ефективност на производството на
мляко, яйца, вълна, месо и други животински
продукти. Съществува и постоянно търсене на по-
бързи коне и по-интелигентни кучета водачи. В
повечето ситуации особеностите, които трябва да
се подобрят, са количествените характеристики.
Нещо повече, съществува постоянна необходимост
от намаляване на честотата на наследствените
заболявания. Борбата с тях се води отново с
похватите на изкуственият подбор.

Селекция по няколко признака?
Стъпка 1: Поставяне на Цел
•Това включва изготвяне на списък с признаците,
които бихме искали да подобрим, независимо от
това дали те са евтини или скъпи или дори невъзможни
за измерване на кандидата. Например в програма за
селекция на свине може да поискате да подобрите
скоростта на растеж (0), оползотворяване на
фуража (F) и процентното съдържание на месо в
тялото (L). Първата черта е лесна за измерване на
кандидатите; втората е скъпа за измерване и
следователно може да бъде записана само на
ограничен брой кандидати; докато третата особеност е
невъзможна за измерване на кандидатите, тъй като
може да бъде записана само от трупове.

Селекция по няколко признака?
Стъпка 2: Определяне на критерии
•Както вече видяхме, критериите за подбор са признаците,
които действително се оценяват при кандидатите и/или
техните близки. Те могат да бъдат същите като целите на
размножаване или да бъдат различни; няма ограничения
за това кои характеристики могат да се използват като
критерии за подбор, при условие че те са измерими и при
условие че са налице оценки на съответните генетични и
фенотипни параметри. За току-що споменатия пример при
прасета да предположим, че единствените две черти,
които действително са измерени, са скоростта на растеж
(G) и дебелината сланината (B). Първата от тези
особености е една от целите и е свързана с другите цели;
втората измерена черта не е цел, но е свързана с целите.

Селекция по няколко признака
Стъпка 3: Калкулация на очакваната
стойност за всяка цел при всеки кандидат
•Това включва използването на специфични
измервания, описани по-рано. Стойността за темпа
на растеж например може да се изчисли само от
собственото представяне на кандидата за тази
характеристика. Допълнително могат да се вземат в
предвид и стойностите при негови родственици.

Селекция по няколко признака
Стъпка 4: Определяне икономическият ефект
•За всяка цел икономическа стойност r е
допълнителната печалба, очаквана от подобрението
при индивидите от породата. За целта трябва добре
да познаваме изискванията на пазара и да
използваме иновативни софтуерни продукти,
предвиждащи печалбата дори при малки темпове на
нарастване на дадена продуктивност.

Селекция по няколко признака
Стъпка 5: Действие

Изкуствена селекция при животните
•Изкуствената селекция в рамките на популацията може
да доведе до постоянно подобрение на средните
стойности на определени показатели при животните
и следователно доходността. Въпреки това средното
ниво на инбридинг също показва стабилно
увеличение, дори ако кръстосването е изцяло
случайно сред избраните кандидати. В допълнение,
колкото по-интензивна е селекцията, толкова по-голямо
е увеличението на средното ниво на инбридинг. По този
начин успешните селекционни програми в затворени
популации водят до имбредна депресия, която има
най-голям ефект върху черти, свързани с
жизнеспособността и репродуктивната способност. Това
налага селекционният процес да бъде добре планиран
и да се извършва при популации с висока численост.
•Ако броят животни е сравнително малък,
постоянното нарастване на имбредната депресия може
да започне да влияе неблагоприятно върху
рентабилността. Разбира се, този проблем може да
бъде компенсиран на практика чрез случайното
въвеждане на несвързани животни в иначе затворена
популация.

Степен на родство и инбридинг

Степен на родство и инбридинг
За какво са ни нужни тези знания?
•развъждане на животни
•контрола на наследствените заболявания
•управление на популациите от зоологически градини
и застрашените видове
•оценка на наследствеността
•програми за изкуствен подбор

Инбридинг
•Съешаване на животни, които имат
родствени връзки помежду си (до пети пояс
от родословната таблица).
•Генетична същност –повишаване на
хомозиготността както на доминантните,
така и на рецесивните алели. Използва се
само в племенното животновъдство при
създаването на нови породи.

Коефициент на инбридинг
•Най-простият случай включва разглеждането на един
локус при два потомъка B и C, имащи един общ родител
А.
•A
• B C
•А се нарича общ предшественик на В и С. При всеки
локус има шанс В и С да получат копие от същия ген
(същия сегмент от ДНК), който съществува в А. Когато
това се случи, казваме, че В и С имат гени, които са
идентични с произход от А. Гени са идентични по
произход, ако те са копия на сегмент от ДНК, който се
среща в общ прародител.
ХХ
Х Х

Коефициент на инбридинг
•Да предположим, че B и C се съешат
и произведат потомство, 0:
•На всяко място, ако B и C имат
идентични по произход гени, има
вероятност 0 да наследи два еднакви
алела, които са идентични по
произход, един от A до B, а другият от
A до C.
•Коефициентът на инбридинг на
определен индивид е вероятността
двата гена, присъстващи на място в
този индивид, да са идентични по
произход.
•Коефициентът на инбридинг
обикновено се дава със символа F.
Ако индивидът има два гена, които са
идентични то индивидът трябва да
бъде хомозиготен по този локус. По
този начин коефициентът на
инбридинг е отражение на
хомозигозността.
B C
A
O
ХХ
Х Х
ХХ

Степен на родство и инбридинг
•Коефициентът на инбридинг не измерва
хомозигозността в абсолютен смисъл. Всъщност.
измерва намаляването на хетерозигозността по
отношение на базовата популация, при която
всички индивиди се приемат за несвързани и имат
нулево ниво на инбридинг. С други думи, той измерва
степента, в която индивидът е по-малко
хетерозиготенот индивидите, за които се
предполага, че имат нулево ниво на инбридинг.

Степени на родство
•Кръвно родство /кръвосмешение/.
–пълен брат х пълна сестра/
–II –II /полубрат х полусестра/
–I –II /майка х син/
–II –I /дъщеря х баща/
–I –III /баба х внук/
–III –I /внучка х дядо/
•Близко родство. Съешават се
–III –III /първи братовчеди II –IV/
–II –III /леля х племенник IV –II/
–III –II /племенница х чичо I –IV/
–IV –I
•Умерено родство. Съешават се
–IV –IV /втори братовчеди II –V/
–III –IV V –II
–IV –IIII –V
–V –I
•Далечно родство. Съешават се
–V –V /трети братовчеди/
–IV –V
–V –IV
–III –V
–V –III
Portrait of Charles II of
Spain, whose mother
Mariana of Austria was
also the niece of his
father Philip IV of
Spain.

Инбридинг

Положителни страни на инбридинга
•Близко родственото кръстосване
увеличава наследствената
едностранчивост
•Позволява по-точно прогнозиране на
фенотипана следващото поколение
•Бързо натрупване на адитивни гени
отговорни за количествени признаци при
животните
•Бързо идентифициране на рецесивни
алели в популацията и елиминиране от
развъдна дейност на техните носители.
•Въпреки всички отрицателни страни на
инбридинга (виж следващият слайд), той
е единственият възможен похват при
някои изчезващи видове.

Отрицателни страни на инбридинга
•Хомозигозността фиксирадори най-незначителната
нежелана черта в определена порода
•При продължителенинбридинг физическите
характеристикии външният вид на животните са
значително отслабени
•тясно свързаните кръстосвания неблагоприятно засягат
репродуктивната функция и жизнеспособността на
животните

Инбредна депресия
•включва всички негативни последици от инбридинга:
висока ембрионална смъртност
аборти
раждане на нежизнеспособни плодове
висока заболеваемост и смъртност при
новородените
намаляване на плодовитостта
нисък прираст
лошо оползотворяване на фуражите
висока възприемчивост към заболпвания
кратка продължителност на живота

Инбредна депресия при английски булдог