Efektívna veľkosť populácie a genomický inbríding Slovenského strakatého plemena

Efektívna veľkosť populácie a genomický inbríding Slovenského strakatého plemena

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
80%
Prevedenie (dizajn)
60%
Diskusná interakcia
80%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Miroslav Klobučník80%40%-
Ing. Barbora Olšanská100%100%-
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.60%40%80%
ISBN: 978-80-972360-4-5

Efektívna veľkosť populácie a genomický inbríding Slovenského strakatého plemena

Kristína Lehocká1 , Radovan Kasarda , Nina Moravčíková ,
1 Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Fakulta agrobiológie a potravinových zdrojov, Katedra genetiky a plemenárskej biológie, Nitra 949 01, Slovenská republika
tina.lehocka@gmail.com

Cieľom tejto štúdie bolo vyhodnotiť efektívnu veľkosť populácie a úroveň genomického inbrídingu v populácii slovenského strakatého dobytka. V tejto štúdii bolo analyzovaných celkovo 85 jedincov, ktoré boli genotypované pomocou  čipov ICBF International Dairy and Beef a Illumina BovineSNP50 BeadChip. Historická a súčasná efektívna veľkosť populácie bola odhadovaná na základe vzťahu medzi úrovňou väzbovej nerovnováhy a efektívnou veľkosťou populácie. Väzbová nerovnováha bola počítaná v rámci autozómov samostatne a síce pre všetky SNP markery s maximálnou vzájomnou vzdialenosťou 50 000 kb. Na základe lineárnej regresie sme zistili, že za generáciu dochádzalo k poklesu o približne 7,64 jedinca, pričom súčasná efektívna veľkosť populácie je iba 38,7 jedinca. Analýza historickej veľkosti populácie preukázala, že k rapídnemu poklesu začalo dochádzať približne pred 5. generáciami, čo súvisí najmä s poklesom stavov dobytka na Slovensku. Na odhad koeficienta genomického inbrídingu boli použité tri metódy; prvá bola založená na distribúcii homozygotných úsekov (ROH) v genóme (FROH) a ďalšie metódy vychádzali z matice genomickej príbuznosti (FGRM) a matice genomickej príbuznosti počítanej z frekvencií alel (FGOF). U všetkých zvierat boli v genóme identifikované homozygotné úseky. Priemerne sa v genóme slovenského strakatého dobytka nachádzalo 82,91 ROH úsekov s dĺžkou 58,81 Mb. Krátke homozygotné úseky (<1 MB) sa v genóme vyskytovali najčastejšie a predstavovali približne 50,34% z celkového počtu identifikovaných ROH úsekov. Naopak, najmenej často sa v genóme vyskytovali dlhé ROH segmenty (<16 Mb). Odhady genomického inbrídingu vyplývajúce z matíc genomickej príbuznosti mali negatívne hodnoty, čo indikuje relatívne nižší výskyt inbredných jedincov v hodnotenej populácii. Avšak hodnota FROH súčasnej populácie na úrovni 2,05% jasne poukazuje rovnako ako zistená efektívna veľkosť na status ohrozenosti tohto plemena. Z výsledkov teda vyplýva, že do budúcnosti je potrebný neustály monitoring genetickej diverzity ako aj zohľadnenie genomických informácií pre uchovanie slovenského strakatého plemena.

Poďakovanie: 

Táto práca vznikla s podporou projektov APVV-14-0054, APVV-17-0060 a VEGA (1/0742/17).

Zdroje: 

Diskusia

Dobrý deň, zaujímavá práca. Chcel by som sa spýtať, či pri iných východiskových parametroch nie je možné dospieť k signifikantne odlišným výsledkom odhadu Ne. Teda keby sa nepoužila úroveň...� väzbovej nerovnováhy resp. jej vzťah s Ne pri výpočte, ale iná metóda, prípadne by sa zohľadnila (hlavne) variabilita reprodukčného úspechu jedincov a pomer pohlavia v populácii.
Ďakujem.

Dobrý deň, ďakujem, za otázku, ktorý odhad efektívnej veľkosti populácie myslíte? Sučasný alebo historický? Pri súčasnej efektívnej veľkosti populácie, sa pri iných prácach dospelo k odlišným výsledkom v prí...�pade využitia genealogických informácií (reprodukčných ukazovateľov), kedy boli výsledky a veľkosť populácie nadhodnotená. V našom prípade, by sa dalo ešte využiť genomické informácie z genomického inbrídingu na základe homozygotných úsekov (ROH) na výpočet efektívnej veľkosti populácie ale nakoľko hodnota inbrídingu bola pomerne nízka neočakávame odlišnosť.

ospravedlňujem sa za zopár preklepov : )

Dobrý deň,

keďže som dostal už čiastočne odpoveď na moju otázku u Ing. Olšanskej, pri čítaní vašej práce som sa uvažoval nad dvoma otázkami. Efektívna veľkosť populácie klesla pod úroveň 50. To prislúcha danému počtu jedincov v danom stáde. Existuje výpočet, vzorec, ktorý vie povedať aké by bolo optimálne zloženie stáda aby genetická diverzita nebola ohrozená inbrídingom? Pomohla by tomu na Slovensku kontrolovaná výmena jedincov, alebo je Slovensko brané ako malá krajina so zvýšeným inbrídingom? A ako je to napr. ČR, s ktorou sme boli dlhé roky spoločnou krajinou, alebo Poľskom, s ktorým máme výraznejší masový obchod?

Aké iné významnejšie ochorenia/poruchy môže inbríding u plemena priniesť okrem zníženej produkcie mlieka?

Dobrý deň, ďakujem za otázku. V štúdií sme pracovali s 85 genotypovanými jedincami, ktorým vyšla nízka efektívna veľkosť populácie, ktorá sa každým rokom znižuje. Pričom na výpočet Ne je viacero metód, my sme konkrétne pracovali s metódou založenou na väzbovej nerovnováhe ale predpokladamé, že pri hociktorej z metód by sme dostali podobné výsledky. Až na metódu založenú na genealogických informáciach, kde by výsledky mohli byť mierne nadhodnotené. Ideálna veľkosť populácie, kde by sme nehovorili o tom, že je populácia ohrozené zavisí od počtu jedincov, ktorý by musel byť Ne < 1000. Import jedincov z iných krajín, by bol ideálnym riešením, ale vzhľadom na fakt, že Slovenské strakaté plemeno je naše autochtómne a cieľom je udržať jeho čistokrvnosť, import sa nedá zrealizovať. A čo sa týka inbrídingu, môže sa prejaviť už v prenatálnom štádiu a spôsobovať mutácie plodu a v postnatálnom štádiu sa prejaví hlavne na reprodukcií, či sa už jedná o neplodnosť, zníženú plodnosť a životaschopnosť jedincov.