A szelekció történelme folyamán a beltenyésztés és a rokontenyésztés jelentős metodológia volt.
A gyakorlatban két fő módszertant alkalmazunk a rokonság fokának meghatározására, a genóm elemzését és az elődök adatainak szoftveres elemzését.
Genóm elemzés az inbríding koeficiens meghatározásra
A genóm analízisének és a genóm szelekció implementációja a genetikai fejlesztési programokba nagy jelentőséggel bír a tejtermelésű, hústermelsű és a kombinált fajták esetében is. A kulcsfontosságú gének, allélek feltárása és az öröklődés módja és azok regulációs mehanizmusainak megértése nagyban hozzájárult ahhoz, hogy az egyed vagy a populáció genetikai potenciáljába betekintést nyerjünk. A genóm analíziséből származó adatok kulcsfontosságúvá váltak a szelekciós programokban. Ezentúl, a genóm analízis ad legpontosabb adatokat az egyed eredetéről is, és nagymértékben alkalmazzák különféle stratégiák kidolgozásakor a genetikai variabilitás megőrzése terén.
Az eredet validációja a genóm elemzésre alapozva számos elsöbbséget biztosít. Ha tudjuk, hogy az egyed a szülőktől 5o-5o százalékát örökli a géneknek, de egyben nem is örökli az 5o%-ot, felmerül a kérdés, hogy konkrétan mely gének örököltek? A Wright-Kislovska féle formulaannak a valószínűségét fejezi ki, hogy a meghatározott gén két allélje a közös elődtől származik. Az eredmény azonban nem bizonyítja, hogy a genóm melyik részei származnak az apától és melyikek az anyától és, hogy mekkora a valódi inbriding mértéke az egyednél.
A könyebb értelmezés őrdekében újból a 2. példára térünk rá. A borju a génállományának 5o%-át az anyjától, 5o%-át viszont az apjától örökölte. Mindkét nagyanyjától és nagyapjától 25%-ot örökölt, minden dédszülőjétől 12.5%-ot. Az inbred koeficiens kiszámításakor a következő eredményt kapjuk, Fx = 3.38%. Tehát, annak a valószínűsége, hogy az egyed a saját DNS-ében az apján és az anyján kkeresztül tartalmaz DNS-t az AltaSPRING bikától 3.38% tesz ki. De mi nem tudjuk, hogy ettől a bikától örököltek e és mennyi közös gént a borju szülei és nagyszülei. Ebből kifolyólag azt sem tudjuk, hogy hanyadát örökölte az említett géneknek a borjú X. Itt van nagy előnyben a genóm analízis, mely meghatározza, hogy mellyik allélek származnak a közös elődtől és milyen mértékben.
- példa
Az állat genotipizációja a következő fő lépésekből áll:
- A szövetminta begyüjtése (szőr, vér, szövet, sperma)
- A DNS (genetikai anyag) kivonása a mintából
- A csipp összehasonlítása (a meglévő populációs adatbázis)az egyed DNS-ével
- A marker hatásának felmérése, SNP formula
- Az eredmények alkalmazása a modellben, hogy meghatározzuk az egyed genóm tenyészértékét (GEBV – Genomic Estimated Breeding value)
A genóm elemzés alkalmával az egyed genómja öszzehasonlításra kerül a csippel, mely a populáció referens értékeit tartalmazza. Az SNP (angol. Single-nucleotide polymorphism – magy. egy nukleotida polimorfizmusa) molekuláris markereket jelent, melyek alkalmasak azokhoz az automatizált metódusokhoz, melyek a DNS szekvenciák variációját elemzik. A SNP modellek maguk a nukleotidák sorrendjét és elhelyezkedését elemzik a DNS láncban, és azok közös hatását veszik figyelembe. Ily módon jutunk a kivizsgált egyed SNP genotipus markeréhez.
A genóm analízis mérvadósága akkor megalapozott, ha nagy adatbázissal rendelkezünk a referens populációval kapcsolatosan. A referens populáció nagysága a szelekciót képző tulajdonságok heritabilitásától függ. Minnél alacsonyabb a tulajdonság örökölhetősége (heritabilitása) nagyobb számú referens populációra van szükségünk a pontos eredmény meghatározásához. Ez fordítva is érvényes, minnél magasabb a tulajdonság heritabilitása, kisebb számú populáció is elegendő a sikeres genóm elemzéshez. Ezzel kapcsolatos a genóm elemzés fő hátránya is. Egy kielégítő nagyságú referens populáció kialakítása, mely genómilag és fenotípus szempontjából is ki van vizsgálva, és melynek adatai szolgálnak majd alapul a további elemzéshez, problémát jelent a kis létszámú populációk értékelése esetében. Itt megint a busát hozzuk fel példaképpen. Ahhoz, hogy atenyészjószágokat kivizsgáljuk a magas heritabilitású tulajdonságokra (pl. tejelékenyés) valószínűleg az egész populáció DNS-ét ki kellene vizsgálni, meg kell határozni a fenotipusi kritériumait és aszerint osztályozni őket és az utódokat is progén teszt alá kellene vetni. Az említettek miat a genóm analízis alkalmazása elsőként a holstein, majd a szimentáli és végül a hízófajta populációkban nyert széleskörű alkalmazást. Újdonságként, cégünkön keresztül, a szerbiai termelőknek is a endelkezésére áll a szolgálat.
Számítógépes programok az inbríding koeficiens meghatározásához
A globalizáció, a mesterséges megtermékenyítés, embriótranszfer eredményeként, valamint az egyre öszszetettebb pedigré miatt (a beltenyésztés miatt) a genóm analízis mellett különféle számítógépes programokat fejlesztettek ki a tudósok, emlyek az egyed valamint az egész populáció rokonsági fokát meg tudják határozni. Az ilyenféle szoftverek előnye, hogy olcsóbbak mint a klasszikus genóm analizis. Gyakorlatilag nem kell mintát venni az egyedtől és várakozni az eredményekre.
Ezen szoftverek is a Wright féle formulára alapoznak és ily módon látják elő az inbríding koeficienst és a valószínúségét annak, hogy mekkora fokú a rokonság. De ezesetben a program sokkal nagyobb számú kapcsolatot vesz figyelembe úgy a kivizsgált egyeddel mint az elődökkel. A pontos formulát csak a gyártó cég tudja, és az ő programjaik alkalmazzák. Ily módon nagymértékben biztosak lehetünk abban, hogy a meghatározott közös előd biztos kiindulópont a rokonsági fok meghatározásához és a rokonság kontrolálásához midőn a populáció genetikai változatosságát törekszünk megóvni.
Kiváló példa az AltaGPS szoftver, mely egyben szolgál a genetikai pozicionálásra, szelekcióra, párosításra és a rokosnág fokának ellenőrzésére a holstein, brown swiss és dzsörzi teheneknél. Ebben az esetben a bika elődök adatait használjuk fel három generációra visszamenőleg. Tehát, a rokonság koeficiensének meghatározása az eredetre vonatkozó adatok 87.5%-ának feldolgozásával történik (3. példa).
- példa
Minden kliensünk a sperma mellett ajánlatot is kap, a párosítási programmal kapcsolatosan. Ebben a dokumentumban, mely az AltaGPS szoftverével készül, megtalálható az inbríding koeficiens is, minden egyedre egyenként, az egész állományra vonatkozóan, valamint az utódokra vonatkozóan is, melyek az ajánlott párosításból származnak majd, a párosítási tervel összhangban.
Tyírity Vladan
2o21 március