CURSUL NR. 1- SEMESTRUL II -2015Data:03.03.2015

CARACTERELE CARE POT INTRA IN OBIECTIVUL AMELIORĂRII ANIMALELOR

Având în vedere tehnologia ameliorării cât şi particularităţile lor genetice, caracterele care pot intra in abiectivul ameliorării se pot clasifica în:

a) caractere de producţie; b) caractere de reproducţie; c) caractere de viabilitate şi rezistenţă la îmbolnăviri ,d) caractere de exterior.

Întrucât alegerea metodei de selectie şi a sistemului de ameliorare depind de particularităţile genetice ale caracterelor, la fiecare caracter in parte va trebui să se cunoască:

a) dacă este un caracter simplu sau complex; b) parametri genetici: heritabilitatea (h2), repetabilitatea (R) şi

corelaţia genetică cu alte caractere (rG); c) ponderea varianţei genetice neaditive (dominanta si epistazia) şi

de mediu special; d) dacă este limitat, influenţat sau înlănţuit cu sexul; e) dacă necesită sau nu sacrificare pentru cunoaşterea performanţelor

proprii (caractere masurate pe carcasa); f) dacă este afectat de interacţiunea genotip-mediu; g) factorii de mediu care influenţează manifestarea fenotipică a

caracterului considerat; Organizarea corecta a C.O.P. h) importanţa sa economică relativă.

CARACTERELE DE PRODUCŢIEPRODUCŢIA DE LAPTE

Include în principal trei caractere: a) cantitatea de lapte; b) procentul de grăsime,c) procentul de proteină.

Alte caractere, cum ar fi: viteza de muls, adaptarea la muls mecanic, uniformitatea producţiei pe sferturi etc. pot fi incluse în primul caracter, drept clauze de realizare a lui ("cantitatea de lapte la muls mecanic de 2 ori pe zi").

a) Cantitatea de lapte este limitată de sex, are o heritabilitate mică (0,2 - 0,3), o slabă corelaţie negativă cu procentul de grăsime şi o slabă corelaţie pozitivă cu unele aspecte de dezvoltare şi conformaţie. Cantitatea de lapte este afectată de interacţiuni neaditive şi de o serie de factori de mediu, mulţi dintre ei cu acţiune de mediu special intangibil; printre factorii de mediu ce trebuie consideraţi la organizarea controlului producţiei enumerăm următorii:

R-herit=ponderea interactiunilor neaditive

M ediul intern : - vârsta la prima fătare şi numărul lactaţiei (cantitatea de

lapte creşte până la a 3-a, a 4-a lactaţie, apoi scade),

Pentru vacile primipare trebuie efectuată şi corecţia pentru vârsta la prima fătare, utilizând coeficienţii de corecţie din tabelul 1.

Tabelul 1Coeficienţii de corecţie ai primei lactaţii în funcţie de vârsta la prima fătare

Vârsta la prima fătare (luni)

RASABălţată românească Brună Bălţată cu negru

românească252627282930313233 şi peste

1,051,031,011,001,000,980,960,940,921,08

1,031,021,011,001,000,980,960,940,921,11

1,021,011,000,990,980,970,960,950,941,09

Exemplu: O primipară din rasa Brună a avut la prima fătare vârsta de 30 luni şi a realizat 3030 kg. Care va fi producţia la EM ? Cantitatea de lapte EM va fi egală cu 3030 x 0,96 = 2909 kg.

Pentru eliminarea influenţei rangului lactaţiei s-a convenit ca producţia de lapte la lactaţia cunoscută să fie transformată la valoarea echivalent maturitate (EM). Prin echivalent maturitate se înţelege cantitatea de lapte care ar fi realizata de catre vaca analizata, daca aceasta s-ar afla la lactatia maxima (tabelul 2).

Tabelul 2Coeficienţii de corecţie pentru aducerea la lactaţia maximă (EM) în funcţie de

rangul lactaţiei

LactaţiaRASA

Bălţată românească Brună Bălţată cu negru

românească123456789

>10

1,301,121,051,021,001,001,021,041,061,08

1,281,121,071,031,001,021,041,061,081,11

1,251,111,021,001,011,021,041,051,071,09

Exemplu: dacă o vacă din rasa Bălţată cu negru românească a produs la lactaţia a doua 4400 kg. lapte, care va fi cantitatea de lapte la echivalent maturitate ? Cantitatea de lapte EM va fi egală cu 4400 x 1,11= 4884 kg.

Alti factori de mediu intern:

- luna de lactaţie (maximă în a 2-a lună), - starea gestaţiei (scade după a 5-a lună de gestaţie), - starea de sănătate, de pregătire (repausul mamar) etc.;

Mediul extern:- durata lactaţiei, dependentă de data montei fecunde după fătare

şi de durata repausului mamar, - numărul de mulsori pe zi, - alimentaţie, adăpost, adăpat, igienă corporală, mediu etologic

etc.

b) Procentul de grăsime şi de proteină sunt caractere limitate de sex, ca şi cantitatea de lapte, cu o heritabilitate mare (0,5 - 0,6), practic neinfluenţate de fluctuaţia factorilor de mediu; sunt pozitiv corelate între ele (rA = 0,4 - 0,7).

PRODUCŢIA DE CARNE

Producţia de carne a bovinelor, porcinelor, ovinelor, caprinelor, păsărilor, iepurilor, depinde de trei caractere sau grupe de caractere:

a) Sporul mediu zilnic sau greutatea la o anumită vârstă, nelimitat de sex, are un h2 de cca 0,35 (0,17 - 0,40) şi este moderat afectat de interacţiunile neaditive şi de factorii de mediu, printre care enumerăm:

- mediul intern:

- vârsta, - sexul individului, - starea de gestaţie (diminuează dezvoltarea, dar măreşte sporul

datorită anabolismului de gestaţie);- influenţa maternă prin: - vârsta mamei (influenţează greutatea la naştere),

Taur Aberdeen Angus x Vaca Charolais= Vitei mariTaur Charolaise x Vaca Aberdeen Angus = Vitei mici

- mediul extern: alimentaţie, microclimat (noxe: amoniac, ), mediu etologic (densitatea animalelor pe m2, amestecarea sau constanţa loturilor, numărul de animale în lot etc.).

b) Consumul specific de UN/kg spor (Inversa eficientei economice: Ch/V): are o heritabilitate medie de cca 0,4 (0,25 - 0,57), fiind puternic corelat negativ cu sporul (rG=-0,9). Este influenţat aproape de aceiaşi factori de mediu, ca şi sporul, dar într-un grad mai mic.

c) Compoziţia şi conformaţia carcasei reprezintă un ansamblu de caractere, printre care se pot enumera:

- procentul tranşelor de carcasă de prima calitate, - procentul de oase şi grăsime, - dimensiunile anumitor regiuni de carcasă (grosimea slăninii,

lungimea carcasei, suprafaţa ochiului de muşchi etc.).

A=herit*(Perf. Proprie-Media Cont)

A=r*herit*(Perf. Proprie-Media Cont)

Se sacrifica 4 frati=65%

A=0.5*0.4*(65-60)

Caracterele de structură ale carcasei au dezavantajul, cu unele excepţii (grosimea slăninii etc.), că nu pot fi măsurate pe animalul viu, dar au un h2

mare, fiind puţin afectate de mediu şi de interacţiunile neaditive. Printre factorii de mediu care afectează compoziţia şi conformaţia

carcasei şi de care trebuie să se ţină seama în controlul producţiei se numără vârsta, sexul, starea de sănătate, alimentaţia, greutatea vie la sacrificare etc.

PRODUCŢIA DE LÂNĂ

Producţia de lână prezintă un aspect cantitativ şi un complex de caractere referitoare la calitate.

a) Cantitatea de lână brută sau spălată are o heritabilitate mijlocie (0,4) spre mare (0,5), este afectată şi de gene neaditive, dar mai ales de modul de combinare a caracterelor, ce o compun (lungime + desime + extindere) şi de factori de mediu intern şi extern, printre care se numără starea de sănătate, vârstă, sex, lactaţie, durată de creştere a lânii, alimentaţie (ce o poate influenţa de la simplu la dublu) etc.

b) Calitatea lânii depinde de fineţe, uniformitate, ondulaţii, dar şi de o serie de caractere care afectează şi cantitatea (lungime, desime, extindere). În general, aceste caractere au o heritabilitate mai mare (0,5).

Printre factorii de mediu de care trebuie să se ţină seama în control sunt:

- regiunea corpului (lâna cea mai fină se găseşte în dreptul spetei, cea mai groasă la pulpă, cea mai lungă la prima vertebră dorsală etc.),

- alimentaţie (diametrul fibrei se reduce în perioadele de subalimentaţie),

- sex (lână mai lungă la berbeci).

PRODUCŢIA DE OUĂ

Este o caracteristică limitată de sex, ale cărei componente sunt:a) Numărul de ouă într-un interval de timp sau intensitatea ouatului

(nr. ouă/zile) în intervalul respectiv. Se poate considera numărul de ouă numai la găinile ce şi-au încheiat

testarea (controlul) sau la toate găinile care au fost introduse la control, în care caz, numărul de ouă include ca o componentă şi viabilitatea. Heritabilitatea este în primul caz de aproximativ 0,2 - 0,3 iar în al doilea caz foarte mică, de cca 0,05.

Numărul de ouă este corelat negativ cu greutatea la 18 săptămâni şi este puternic influenţat de factori neaditivi şi de mediu. Printre factorii de mediu se numără: vârsta (diminuarea de cca 13% în anul al 2-lea), starea de sănătate, alimentaţie, temperatură, lumină etc.

b) Calitatea oului depinde de o serie de caractere, unele cu h2 foarte mare, cum este greutatea oului (h2 = 0,5 - 0,75), relativ mai mare, cum este forma oului (h2 = 0,11 - 0,6), consistenţa albuşului dens (h2 = 0,4 - 0,54) sau relativ mică, cum este grosimea cojii (h2 = 0,15 - 0,3), petele de carne (h2

= 0,25).

CARACTERELE DE REPRODUCŢIE

Caracterele de reproducţie prezintă o dublă importanţă din punct de vedere al ameliorării:

- sunt utile economic, ele candidând astfel pentru a fi incluse între obiectivele ameliorării,

- afectează indirect eficienţa selecţiei (prin natalitate. Natalitate mare=proportie mica de retineri= intensitate a selectiei mare= DELTA G mare).

REPETAREA MONTEI

Rămânerea sau nerămânerea gestantă în urma unei monte este un caracter cu prag, ce are o heritabilitate foarte mică (cca 0,05) la toate speciile de animale domestice. Acest caracter este puternic afectat de o serie de factori de mediu general şi special, interni şi externi, adesea intangibili, ca şi de interacţiuni neaditive. Din această cauză, selecţia pe acest caracter este dificilă şi puţin eficientă; caracterul nu este practic introdus printre obiectivele selecţiei, vizându-se ameliorarea lui prin încrucişări industriale, ce urmăresc şi folosirea variaţiilor neaditive (heterozis).

Dintre factorii de mediu ce influenţează repetarea montei trebuie menţionaţi: alimentaţia, regimul de lumină (la ovine, scăderea zilei-lumină duce la apariţia căldurilor, pe când lungirea zilei-lumină le opreşte, invers ca la găini) etc.

PROLIFICITATEA

Numărul de produşi la fătare este la porcine, ovine, taurine, un caracter cu heritabilitate mică (cca 0,14) şi repetabilitate mică (cca 0,18), fiind puternic afectat de factori de mediu şi neaditivi.

Printre factorii de mediu intern ce afectează prolificitatea se numără în special vârsta (prolificitatea creşte cu vârsta).

Dintre factorii de mediu extern trebuie menţionaţi:

a) alimentaţia înaintea perioadei de montă (flashing la ovine - reducerea nivelului de alimentaţie şi creşterea lui cu trei săptămâni înainte de sezon);

b) durata zilei-lumină; c) temperatura etc.

PROCENTUL DE MONTE FECUNDE

Procentul de monte fecunde la masculi ridică aproximativ aceleaşi probleme ca şi rămânerea sau nerămânerea gestantă a femelelor.

Selecţia pe acest caracter se face rar (de exemplu la liniile de Cornish). Se preferă folosirea de masculi hibrizi, la acest caracter manifestându-se puternic efectul de heterozis.

CARACTERELE DE VIABILITATE ŞIREZISTENŢĂ LA ÎMBOLNĂVIRI

ANOMALIILE EREDITARE

Anomaliile (bolile) ereditare sunt cauzate de o genă, o pereche de alele sau uneori de mai multe perechi de alele recesive sau dominante, autosomale sau înlănţuite cu sexul.

In cazul in care se cunoaşte modul de transmitere ereditară, reducerea frecvenţei genelor letale în populaţia de animale intră în obiectivul ameliorării şi se realizează, în special, prin detectarea şi eliminarea masculilor purtători.

Nu se propune eliminarea genelor respective, din două cauze cunoscute: a) sunt de regulă recesive şi cu frecvenţă mică; ca rezultat,

homozigoţii selecţionabili sunt puţini, iar heterozigoţii purtători, ce sunt mai numeroşi sunt greu depistaţi;

b) sunt produse din nou prin mutaţie. Se impune depistarea purtătorilor, în special la masculi, în cazul folosirii lor la însămânţări artificiale.

In anumite situatii, anomaliile congenitale pot fi utile. Este cazul genei nanismului la găini - gena dwarf-, gena folosită pentru a produce găini pitice, mame de broiler; cu efecte economice semnificative: mamele fiind mai mici, scade consumul de hrana/gaina matca, implicit profitul creste ce reduc preţul de producţie al acestora, prin scăderea .

ANOMALIILE INDUSE DE MEDIU

Anomaliile induse de mediu se referă la stările patologice provocate de temperatură, radiaţii solare, aglomeraţie, alimentaţie, în general de stressorii de mediu ce forţează domeniul de reacţie al genotipului.

Rezistenţa la stressori prezintă o variaţie individuală, condiţionată foarte slab genetic (h2 = maximum 0,1). Hibrizii au o rezistenţă mai bună, decât animalele consangvinizate.

Aplicarea tehnologiilor moderne de exploatare a animalelor vizează cunoaşterea şi evitarea factorilor stressori (temperatura, lumina, carenţe nutritive etc.) pentru a maximiza efectul exploatării.

Exploatarea industriala (economică) a animalelor nu poate evita anumiţi factori stressori, cum ar fi: densitatea mare a animalelor, mulsul de două ori pe zi etc.

Prin ea însăşi, exploatarea moderna (industriala) a animalelor implica supunerea acestora la actiunea unor factori de mediu stressori.

În asemenea cazuri se recomandă selecţia în condiţiile în care este economică exploatarea. În felul acesta, rezistenţa la stressori intră indirect în obiectivele ameliorării.

ANOMALIILE INDUSE DE FACTORII PATOGENI

Anomaliile induse de factorii patogeni sunt considerate adesea ca fiind singurele adevărate boli; termenul de "rezistenţă la îmbolnăviri" s-ar referi în special la ele.

Au fost realizate o serie de experienţe de selecţie a găinilor pentru rezistenţa la bacterii, virusuri, ciuperci, paraziţi (protozoare şi viermi); cercetările au demonstrat existenţa unei variabilităţi genetice (h2 = 0,05 - 0,1) a rezistenţei la îmbolnăviri şi s-au soldat cu formarea unor linii relativ rezistente la tifoză aviară, diferite forme de leucoză, coccidioză ş.a. (Hutt, 1958). Nu s-au putut forma linii absolut rezistente sau receptive.

Problema rezistenţei la îmbolnăviri este controversată:

a) Este posibil ca supravieţuitorii la o boală să-şi fi dezvoltat o imunitate activă sau sa fie purtătorii unei infecţii latente, pe care să o transmită mai departe la urmaşi ca o infecţie subclinică. Ca rezultat, urmaşii pot fi rezistenţi la boli nu din cauze genetice, ci din cauză că şi-au format ei înşişi anticorpi.

b) In cazul bolilor virotice, a unor interacţiuni între genotipul gazdei şi virus, boala poate să apară mai asemănătoare cu anomaliile metabolice, decât cu o infecţie bacteriană.

Ca rezultat amelioratorii nu acceptă de regulă rezistenţa la îmbolnăviri printre obiectivele lor, deoarece:

a) heritabilitatea fiind mică, progresele genetice ar fi mici, costisitoare şi ar impune diminuarea presiunii selecţiei pe caracterele productive;

b) se poate întâmpla ca după formarea populaţiei rezistente, factorul patogen să sufere o mutaţie şi în felul acesta, întreaga muncă să fie redusă la zero;

c) este foarte dificilă testarea, deoarece ea ar impune ca toate animalele să fie supuse în aceeaşi măsură factorului patogen, contra căruia se urmăreşte formarea rezistenţei;

d) rezistenţa se dobândeşte în ultimă instanţă mai mult prin imunizare, decât prin selecţie.

In concluzie, cel puţin pentru rezistenţa la îmbolnăvirile induse de factorii patogeni, există tendinţa ca aceasta sa se realizeze prin actiuni sanitar-veterinare, si nu pe cale genetica.

CARACTERELE DE EXTERIOR, CA OBIECTIV AL AMELIORĂRII

In perioada dintre cele doua revolutii tehnico-stiintifice exteriorul a unul dintre obiectivele de bază ale ameliorării. Caracterele de exterior se refera la:

Dezvoltarea corporala: reprezentată de dimensiunile absolute (kg, cm) ale regiunilor corporale şi greutăţii vii la o anumită vârstă.

Animalele se pot clasifica în: - hipermetrice (grele şi de talie mare), - eumetrice (talie şi greutate mijlocie), - elipometrice (uşoare şi de talie mică).

Dimensiunile corporale au în general o heritabilitate mare sau mijlocie şi există o corelaţie între ele şi caracterele producţiei de carne, muncă, lapte şi chiar ouă (lapte - greutate vie rP = + 0,42; ouă - greutate vie rA = - 0,42).

Conformaţia corporala: este data de aspectul unui animal sau al unei regiuni corporale, rezultat din raportul dimensiunilor sale de lungime, lărgime, grosime. Termenul de înalt poate indica dezvoltarea unui animal, spre exemplu un cal cu talia peste 1,5 m. Formatul înalt însă arată un aspect de conformaţie: animalul are talia mai mare decât lungimea corpului.

Exista trei tipuri de conformaţie generală:- longilinie = suplu, - brevilinie = îndesată, - mediolinie = intermediară.

Conformaţia are o heritabilitate foarte variabilă şi o corelaţia variabilă cu producţia. Engeler găseşte o corelaţie fenotipică între producţia de lapte şi punctajul de conformaţie variind de la + 0,34 până la + 0,04.

Constituţia: este definită ca ansamblu de aspecte morfologice care caracterizează un individ.

Sunt patru tipuri constituţionale:a) două bune: - robust (brevimorf, tip digestiv) şi fin (longiliniu, tip

respirator) şi b) două rele - grosolan şi debil, exagerarea primelor.

Tipurile constituţionale sunt corelate şi cu anumite funcţii fiziologice (rezistenţă la îmbolnăviri, producţie etc.).

Condiţia: este starea de întreţinere a animalelor în vederea unui scop (de reproducţie, producţie, expoziţie, îngrăşare, extenuare). Condiţia prezenta interes numai pentru stabilirea situaţiei în care trebuie apreciat exteriorul şi pentru organizarea exploatării.

Roba (culoarea părului, lânii, fanerelor). Cu excepţia lânii şi pielicelelor, roba nu prezintă interes şi este rar corelată cu unele caractere economice (rezistenţă la radiaţiile solare etc.), dat fiind faptul că la unele rase a fost un caracter de rasă, cunoaşterea ei şi a eredităţii ei prezintă interes pentru recunoaşterea raselor şi metişilor.

Astăzi se acceptă foarte rar caracterele de exterior drept obiectiv al selecţiei şi aceasta numai dacă:

a) ele însele sunt producţii (greutate vie, pielicelele etc.) sau obiective ale ameliorării (la animalele de agrement);

b) nu se poate face controlul producţiei directe; (Ex: selectia vacilor pentru longevitate produciva pe baza unor caractere de exterior)

c) sunt foarte puternic corelate cu unele producţii (caractere de carcasă).

Caracterele de exterior, în special culoarea, sunt utile ca indicatori ai rasei sau pentru identificarea sexului.

METODE DE SELECŢIE-ASPECTE GENERALE –

CLASIFICAREA METODELOR DE SELECTIE: - Unitatea care face obiectul selecţiei (selecţia individuală, selecţia

familială, selecţia între populaţii); - Tipul de valoare de ameliorare ce formează obiectul selecţiei (valoare

de ameliorare generală şi specială); - Modul în care se vizează modificarea caracterelor (selecţie directă sau

indirectă); - Direcţia în care se modifică populaţia (selecţie direcţională,

stabilizatoare şi distruptivă) şi - Numărul caracterelor selectionate (unul sau mai multe caractere),- Procedeul genetico-statistic folosit (C.R. Henderson, 1963,1973;

L.R. Schaeffer, 1979; Van Vleck, 1993). După acest criteriu există trei metode de selecţie:

- B.P. (Best Prediction – Cea mai bună predicţie), numită şi metoda celor mai mici pătrate;

- B.L.P. (Best Linear Prediction – Cea mai bună predicţie liniară) sau metoda indicilor de selecţie şi

- B.L.U.P . (Best Linear Unbiased Prediction – Cea mai bună predicţie liniară nedeplasată).

Condiţiile în care pot fi aplicate cele trei metode sunt prezentate în tabelul 1:

Tabelul 1Metode de predicţie a valorii de ameliorare

(după C.R. Henderson, 1963; 1973 şi L.R. Schaeffer, 1979)Elemente necesare

în predicţia valorii de ameliorare

Metoda B.P.Metoda B.L.P.

(Indice de selecţie)

Metoda B.L.U.P.

Distribuţia valorii de ameliorare (A) şi a

fenotipului (P)cunoscute

necunoscute(presupuse normale)

necunoscute

(presupuse normale)

Media populaţiei (miu) cunoscută cunoscută necunoscut

ăParametrii genetici şi

fenotipici ai populaţiei cunoscuţi cunoscuţi cunoscuţiRelaţia dintre A şi P cunoscută necunoscută necunoscut

(liniară sau neliniară)

(presupusă liniară)

ă (presupusă

liniară)

Dacă toţi parametri sunt cunoscuţi, cea mai indicată metodă pentru predicţia valorii de ameliorare este B.P. Cel mai adesea în practică nu se ştie tipul de relaţie şi distributia celor două variabile (A şi P), motiv pentru care metoda B.P. rămâne una mai mult teoretică.

În scopuri operaţionale se utilizează metodele B.L.P. şi B.L.U.P.

METODA B.L.P. (INDICI DE SELECŢIE)

Indicele de selecţie este metoda folosită pentru predicţia valorii de ameliorare a unui animal, prin combinarea tuturor surselor de informaţie disponibile (performanţe proprii, ascendenţi, colaterali, descendenţi), pentru unul sau mai multe caractere care intră în obiectivul selecţiei.

Clasificarea indicilor de selecţie. Termenul de indice este folosit în două situaţii distincte şi anume:

În selecţia candidaţilor pentru un singur caracter, folosind performanţele proprii sau/şi ale rudelor;

În selecţia candidaţilor pentru două sau mai multe caractere, considerate simultan, folosind performanţele proprii sau/şi ale rudelor.

În fiecare caz, indicele combină pe o cale optimă informaţia disponibilă, într-o cifră globală, care exprimă în cel mai înalt grad valoarea de ameliorare a candidatului la selecţie. Valoarea numerică, notată cu I, obţinută pentru fiecare animal candidat la selecţie este folosită drept criteriu de selecţie pentru acceptarea sau respingerea sa de la reproducţie.

Iniţial termenul de indice de selecţie a fost propus pentru cazul selecţiei pe mai multe caractere (Lush şi Hazel, 1943). Henderson (1963), sintetizează rezultatele lui S. Wright, L.N. Hazel şi J.L. Lush, şi prezintă o metodologie unitară pentru alcătuirea indicilor de selecţie, valabilă pentru unul sau mai multe caractere.

INDICI DE SELECŢIE PENTRU UN SINGUR CARACTER

Indicii de selecţie pentru un singur caracter au fost utilizaţi pentru prima data de către S. Wright şi L.N. Hazel, încă din 1931. Acest tip de indice a primit denumiri diferite:

a) indice de selecţie combinată (Lush, 1947, Osborne, 1952), indice al valorii de ameliorare (Rasch, 1974),

b) indice de selecţie familiala (J. P. Gibson, 1995), etc.

Datorită faptului că efectul mediu al genelor nu poate fi măsurat, singura cale de a cunoaşte valoarea de ameliorare (A) este aceea de a o anticipa

pornind de la performanţa proprie sau/şi performanţele rudelor (ascendenţi, colaterali, descendenţi).

Indicele (criteriul de selecţie), notat cu I, poate fi o combinaţie între performanţa proprie şi /sau performanţele rudelor:

(11.1)în care:

P1, P2,...,Pn, reprezintă valorile fenotipice ale aceluiaşi caracter măsurat pe candidatul la selecţie sau/şi pe rudele sale.

b1… bn reprezintă coeficienţi de regresie ai genotipului către fenotip.

Indicele se calculează pentru fiecare candidat la selecţie, ca sumă a performanţelor sale (Pi), exprimate ca abatere de la media contemporanilor, ponderate cu o serie de coeficienţi de regresie parţială(bi).

Coeficienţii de regresie ai genotipului către fenotip se determină în aşa fel încât să maximizeze corelaţia dintre valoarea de ameliorare adevărată (A) a candidatului şi criteriul de selecţie utilizat. Această corelaţie (rAI), respectiv acurateţea selecţiei, poate fi scrisă astfel:

Maximizarea acestei corelaţii este echivalentă cu maximizarea logaritmului său:

(11.2)

Pentru două surse de informaţie incluse în structura indicelui de selecţie (n=2), respectiv:

I = b1P1+ b2P2 ,

Varianţa indicelui (VI) şi covarianţa dintre valoarea de ameliorare şi criteriul de selecţie, cov(A,I), vor fi:

Prin derivarea relaţiilor log Cov(A,I) şi log VI în raport cu b1 şi b2

obţinem:

Introducând aceste elemente în ecuaţia (11.2) şi egalând-o cu zero obţinem:

Rearanjând cele două ecuaţii obţinem următorul sistem de ecuaţii:

Întrucât covarianţa dintre valoarea de ameliorare şi criteriul de selecţie este egală cu varianţa indicelui, raportul lor este egal cu unitatea, astfel că sistemul de ecuaţii devine:

Transpuse în formă matriceală, ecuaţiile simultane pot fi scrise după cum urmează:

Partea stângă a sistemului de ecuaţii reprezintă matricea fenotipică şi se notează cu V, iar vectorul pentru coeficienţii de regresie parţială cu b. Termenul liber al sistemului de ecuaţii, un vector coloană, conţine covarianţele dintre valoarea de ameliorare a candidatului la selecţie şi fiecare sursă de informaţie din structura indicelui de selecţie şi se notează cu C. Procedând astfel, sistemul ecuaţiilor normale poate fi exprimat prin relaţia:

Rezolvarea sistemului de ecuaţii se poate face prin metoda inversării matricelor, în final obţinându-se valorile coeficienţilor de regresie parţiali, după relaţia:

Proprietăţile indicilor de selecţie. Un indice de selecţie optim trebuie să satisfacă următoarele cerinţe genetico-statistice:

1. Să minimizeze erorile de predicţie, adică media pătratului diferenţei dintre A şi I, respectiv ;

2. Să maximizeze corelaţia între A şi I (acurateţea selecţiei);

Varianţa indicelui (VI), egală cu poate fi scrisă în notaţie matriceală astfel:

Substituind la dreapta pe b din ecuaţia (11.5), vom obţine:

De unde rezultă ca varianţa indicelui este egală cu covarianţa dintre valoarea de ameliorare şi criteriul de selecţie:

Având în vedere cele de mai sus, acurateţea selecţiei poate fi scrisă astfel:

Pentru a fi folosit, un indice de selecţie trebuie să aibă o eficacitate maximă. Gradul de eficacitate este dat de corelaţia dintre indicele de selecţie şi genotipul global.

3. Să maximizeze probabilitatea unei corecte ierarhizări în raport cu I;

4. Să maximizeze media valorilor de ameliorare adevărate ale candidaţilor selecţionaţi (progresul genetic).

Progresul genetic aşteptat, realizat prin selecţia bazată pe indicele I va fi:

în care: - A este deviaţia standard genetică aditivă a caracterului considerat,

- i reprezintă măsura intensităţii de selecţie exprimată în unităţi de deviaţie standard.

INDICI DE SELECTIE PENTRU UN SINGUR CARACTER CU O SINGURA SURSA DE INFORMATIE

În structura indicelui de selecţie pentru un singur caracter pot intra următoarele surse de informaţie:

1. Performanţa proprie a candidatului la selecţie exprimată ca abatere de la media populaţiei (selecţia pe performanţe proprii), sau de la media familiei (selecţia intrafamilială);

2. Performanţa unui ascendent, (selecţia pe ascendenţi);3. Performanţa medie a grupelor de fraţi buni sau de semifraţi

(selecţia pe colaterali);4. Performanţa medie a grupei de descendenţi (selecţia pe

descendenţi);5. Diferite combinaţii ale acestor 4 categorii de surse.

Când se utilizează o singură sursă de informaţie (n=1), ecuaţia:

se reduce la forma:

iar sistemul de ecuaţii:

se reduce la:

Se constată că selecţia pe surse de informaţie considerate separat (selecţia pe performanţe proprii, pe ascendenţi, pe colaterali şi pe descendenţi), reprezintă de fapt cazuri particulare ale indicelui de selecţie pentru un singur caracter (J. P. Cunningham,1979; D.S. Falconer, 1997; R. Burdon, 1998).

CAZURI PARTICULARE ALE SELECTIEI PENTRU UN SINGUR CARACTER

SELECTIA PE BAZA PERFORMANTELOR PROPRII

Selecţia pe performanţe proprii se aplică la caracterele nelimitate de sex (greutatea vie la o anumită vârstă, sporul mediu zilnic, grosimea stratului de slănină, etc.) şi la caracterele care nu necesită sacrificarea candidatului la selecţie pentru a le măsura. Criteriul de alegere a candidaţilor la selecţie în matcă se bazează pe o estimată a valorii de ameliorare, a cărei sursă de informaţie este performanţa proprie exprimată ca abatere de la media populaţiei:

progresul genetic fiind direct proporţional cu valoarea heritabilitatii caracterului cosiderat:

În cazul caracterelor repetabile (cantitatea de lapte, numărul de purcei, cantitatea de lână, numărul de ouă, viteza pe hipodrom la cal) valoarea de ameliorare a candidatului la selecţie poate fi determinată pe baza regresiei între genotipul său aditiv şi performanţa medie a m măsurători , conform relatiei:

in care:a) heritabilitatea multipla, estimata ca regresie intre valoarea de

ameliorare a candidatului la selectie si performanta sa medie:

b) , performanta medie a contemporanilor cu m performante realizate.

Efectul selectiei realizat pe baza performantelor repetate se estimeaza pe baza formulei standard, cu mentiunea ca heritabilitatea si abaterea standard nu mai exprima situatia utilizarii doar a unei singure performante (

si ), ci a performantelor inregistrate in mod repetat (lactatii, fatari, tunsori, perioade de ouat), caz in care se vor utiliza heritabilitatea multipla ( ) si abaterea standard a performantelor repetabile ( ). In acest caz formula de calcul a efectului selectiei pe baza performantelor repetabile va fi:

Din ultima expresie se observa ca primii trei termeni: heritabilitatea, intensitatea selectiei si abaterea standard fenotipica sunt comuni cu aceia utilizati in cazul selectiei pe o singura performanta ( ), de unde rezulta ca eficienta selectiei realizata pe baza utilizarii performantelor repetate este data de cantitatea , conform raportului:

Nota!: Aceeasi procedura se utilizeaza si pentru cazul considerarii altor surse de informatie (ascendenti, colaterali, descendenti sau diferite combinatii ale acestora).

Eficienţa selecţiei pe performanţe proprii.

Nu este posibilă aplicarea selecţiei pe performanţe proprii în două cazuri:

(a) Caracterul selecţionat este limitat de sex (este exclusă posibilitatea selecţiei masculilor pentru producţia de ouă, lapte, prolificitate, caractere la care masculii au valoare de ameliorare, dar nu au performanţă);

(b) Măsurarea caracterului ce formează obiectul selecţiei impune sacrificarea candidaţilor la selecţie; aceasta exclude selecţia pe performanţe proprii pentru o serie de caractere ale carcasei (raport carne-oase, carne-grăsime etc.).

Deşi posibilă, aplicarea selecţiei pe performanţe proprii poate deveni nerecomandabilă economic şi chiar ca eficienţă genetică, pentru caractere ce nu se pot măsura la o vârstă timpurie. Din punct de vedere economic, mai ales pentru fermele de producţie poate fi nerentabilă întreţinerea tuturor animalelor născute până în momentul când se realizează performanţa pe baza

căreia se face selecţia. Astfel, selecţia pe performanţe proprii a oilor pentru lână ar presupune reţinerea tuturor mieilor până la prima tunsoare, deci peste o iarnă, ceea ce este neeconomic pentru o fermă de producţie, care i-ar vinde ulterior la carne pe cei necorespunzători. Din punct de vedere genetic, măsurarea târzie a caracterului poate mări intervalul între generaţii şi reduce astfel efectul selecţiei.

Atunci când organizatorico-economic se poate aplica şi nu afectează nici intervalul de generaţie, selecţia pe performanţe proprii intră în competiţie ca eficienţă cu:

a) selecţia intra-familialăb) selecţia inter-familială.

Principii de tehnologie a selecţiei pe performanţe proprii.

Etape în selecţie. Aplicarea selecţiei pe performanţe proprii impune parcurgerea mai multor etape, ce vor fi prezentate în continuare.

(1) Individualizarea animalelor, controlul şi înregistrarea performanţelor ce fac obiectul selecţiei. În forma sa masală, selecţia pe performanţe proprii poate fi aplicată, cu riscul scăderii eficienţei, ca urmare a scăderii preciziei, fără individualizare şi înregistrarea performanţei.

(2)Predicţia valorii de ameliorare şi clasificarea animalelor pe această bază.

(3)Repartiţia tineretului candidat la selecţie este în urma clasării, următoarea: (a) reţinuţi la reproducţie (selecţionaţi) şi (b) respinşi de la reproducţie (eliminaţi).

Clasarea poate fi accentuată prin scindarea grupei celor reţinute la reproducţie, în două nuclee:

- nucleu de prăsilă, respectiv: a) mame de masculi, b) mame de femele, c) taţi de femele, d) taţi de masculi;

- nucleul de producţie, animale ai căror descendenţi sunt in totalitate eliminaţi de la reproducţie.

Selecţia cu individualizare şi cu înregistrarea performanţei. Selecţia individuală este recomandabilă pentru ameliorarea cantităţii de lână la oi şi greutăţii vii la o anumită vârstă a porcilor, oilor, găinilor, curcilor (h2 relativ mare, caractere nelimitate de sex).

Selecţia fără individualizare şi înregistrarea performanţei (masală). Este cea mai simplă formă de selecţie ce poate fi aplicată în fermele de exploatare pentru lână, carne. Aplicarea ei presupune:

(a)gruparea fătărilor pentru a obţine loturi mari de contemporani (selecţia trebuie făcută între contemporani);

(b)formarea grupelor de contemporani. O grupă de contemporani trebuie să fie: 1) de o mărime suficientă pentru a asigura o anumită intensitate a selecţiei (eliminarea a 20-90% din femele etc.); 2) compusă din animale născute într-un interval cât mai scurt, de preferat aceeaşi zi sau în orice caz să nu depăşească peste 1-2 săptămâni, 3) supusă influenţei aceloraşi factori de mediu (separate animalele din fătări simple de cele din fătări duble, masculii de femele etc.);

(c) controlul obiectiv sau subiectiv al caracterului (greutate vie, cantitatea lânii) la momentul fixat şi clasarea directă în acest moment, a animalelor în: selecţionate şi reformate.

SELECTIA INTRAFAMILIALA

Constă în selecţia indivizilor pe baza performanţei proprii exprimată ca abatere de la media familiei. Selecţia intrafamilială se aplică la aceleaşi caractere ca şi selecţia pe performanţe proprii, constituind de fapt o selecţie pe performanţe proprii realizata în cadrul familiei.

Criteriul de selecţie se bazează pe o estimată a valorii de ameliorare, a cărei sursă de informaţie este performanţa proprie exprimată ca abatere de la media familiei, conform relaţiei:

=

in care:

a) reprezinta heritabilitatea intrafamiliala, estimata ca regresie intre valoarea de ameliorare a candidatului la selectie si performanta sa proprie exprimata ca abatere de la media familiei din care face parte:

b) performanta medie a familiei de mama.

Efectul selecţiei intrafamiliale este dat de relatia:

iar eficienţa relativă a selecţiei intrafamiliale faţă de selecţia pe performanţe proprii poate fi obţinută prin raportarea efectului acestui tip de selecţie la efectul selecţiei pe o performanţă, potrivit relaţiei:

Daca n si r sunt constante, valoarea raportului respectiv va depinde de nivelul asemanarii fenotipice (t) intre cele n rude (de regula frati buni/surori bune). Ca orice fenotip, si valoarea lui t are doua cauze: genetice ( ) si de mediu ( ), respectiv:

P=G+M

Cand exista, creste valoarea lui t, caz in care selectia pe performante proprii incepe sa-si piarda eficienta in favoarea selectiei intrafamiliale. Când fiecare familie beneficiază de un mediu comun diferit de al celorlalte familii se creează un plus de asemănare fenotipică între performanţele indivizilor din aceeaşi familie (t>).

In principiu, cand t depaseste valoarea de 0.75, selectia intrafamiliala depaseste ca eficienta selectia pe performante proprii. Acest lucru se intampla atunci cand intre familii exista foarte mari diferente de conditii de mediu ( >).

Exemplu la porcine: O populaţie de porci selecţionată pentru prolificitate ( si ; purcei; i=0,8), la care familiile de fraţi buni-surori bune (r = 0,5) au o mărime de 8 indivizi, efectul selecţiei pe performanţe proprii şi intrafamiliale ar fi:

1. In cazul selectiei pe baza performantelor proprii:

purcei/generatie

2. In cazul selectiei intrafamiliale:

iar eficienta selectiei va fi de aprox. 106% in favoarea selectiei interfamiliale:

Acest exemplu numeric ne arata faptul ca selecţia intrafamilială se recomandă doar atunci când familiile nu pot fi amestecate deoarece au beneficiat de condiţii diferite de mediu ( >). Este vorba de mediul comun, particular fiecarei familii, caz in care diferenţa între mediile familiilor analizate este cauzată de mediu si nu genetic.

Prin mediu comun se intelege mediul creat la nivelul fiecarei familii, in general familie de mama (mediul intrauterin; mediul creat dupa fatare printr-o mai buna capacitate de alaptare sau abilitatea femelei de a fi o buna mama). De exemplu, pot exista scroafe care, desi realizeaza un anumit numar de purcei la fatare (8-10) sa intarce doar 3-4, si la o greutate mica, fie datorita unei productii scazute de lapte fie datorita unui comportament necorespunzator.

In general, efectul de mediu comun se resimte la caracterele cu heritabilitate scazuta (sub 0,2) si intr-un interval de timp scurt (de exemplu, la porcine: numarul de produsi la fatare sau la 21 zile; greutatea lotului la intarcare).

Cu cat animalelele inainteaza in varsta cu atat se estompeaza mai mult influenta efectului de mediu comun. Astfel, tot la porcine, este de asteptat ca la varsta de 180 zile efectul mediului comun pentru greutatea inregistrata la aceasta varsta sa fie mult mai scazut in comparatie cu greutatea purceilor la intarcare.

Daca t are o valoare redusa si tinde catre zero, selectia intrafamiliala va fi intotdeauna inferioară selecţiei pe performanţe proprii.

Astfel, pentru greutatea vie la porcine, inregistrata la varsta de 180 zile ( si ; kg.;n=4 (FB); i=0.8) , efectul selectiei va fi de 3,2 kg. Greutate vie, in cazul selectiei pe performante proprii si doar de 1,8 kg. in cazul selectiei intrafamiliale:

1. In cazul selectiei pe baza performantelor proprii:

kg. /generatie

2. In cazul selectiei intrafamiliale:

kg./generatie

iar eficienta selectiei intrafamiliale va fi doar de 55,9 %. Cu alte cuvinte, selectia intrafamiliala asigura doar aprox. 56% din ceea ce ar realiza selectia pe performante proprii:

In practica ameliorarii populatiilor de animale domestice cazurile caracterelor influentate de efectul mediului comun sunt restranse (in general caracterele de reproductie) astfel incat selectia intrafamiliala are o zona de aplicabilitate restransa. Pe de alta parte, dupa cum s-a mai precizat, efectul mediului comun se estompeaza in timp, chiar la caracterele afectate initial (greutatea vie la o anumita varsta), caz in care eficienta selectiei familiale scade.

Nota!Avantajul selecţiei intrafamiliale nu provine din progresul genetic pe

care îl poate asigura, ci pentru că permite reducerea creşterii consangvinizării pe generaţie.

Principii de tehnologie a selecţiei intrafamiliale

Aplicarea selecţiei intrafamiliale presupune:- individualizarea animalelor, - controlul montei şi fătărilor (înregistrarea originii), - controlul producţiei şi exprimarea performanţei ca abatere de la media

familiei.

În aplicarea metodei pentru evitarea consangvinizării, se disting două procedee , unul clasic - creşterea în "linii de sânge" - consacrat, ce impune evidenţa originii, altul modern, ce evită evidenţa originii.

Creşterea în "linii de sânge". Procedeul a fost şi este larg folosit în crescătoriile mici, îndeosebi în herghelii. Hergheliile sunt ferme de elită mici, formate din 40-100 iepe şi 5-12 armăsari; frecvent, dacă posibilităţile de organizare a schimbului de reproducători sunt mici, o herghelie reprezintă o rasă. Originea este înregistrată în registrul genealogic de herghelie.

Selecţia intrafamilială fără înregistrarea originii. Pe lângă reducerea progresului genetic, selecţia intrafamilială are, datorită înregistrării originii, şi un cost mai ridicat. Pentru a-i reduce cel puţin acest ultim dezavantaj s-au imaginat metode de aplicare a ei, fără înregistrarea originii.

Astfel, în reproducţia unei linii paterne de curci sau chiar porci, formate din 80-100 femele şi 5-20 masculi, procedeul se poate concretiza după cum urmează (fig. 1):

Fig. 1 - Selecţia intrafamilială fără

înregistrarea originii şi încrucişare intrafamilială

(a)femelele sunt împărţite în 4-5 grupuri, fiecare cazat în alt loc (boxă, adăpost) sau în acelaşi loc, dar marcat diferit; fiecărui grup i se repartizează 1-5 masculi;

(b)se izolează sau se dă o marcă de grup diferită, descendenţilor fiecărui grup;

(c) reproducătorii masculi tineri produşi de un grup (A) înlocuiesc masculii formaţi din grupul vecin (B) (încrucişare rotativă), iar femelele înlocuiesc pe cele din grupul propriu (A).

Procedeul reduce uşor efectul selecţiei (intensitatea selecţiei masculilor), dar în timp îndelungat asigură cel mai susţinut progres, evitând consangvinizarea.

SELECTIA PE ASCENDENTI

Pentru caracterele limitate de sex (numărul de purcei la fătare, cantitatea de lapte, prolificitatea) şi cele care impun sacrificarea candidaţilor la selecţie (caractere legate de calitatea carcasei), performantele rudelor reprezintă singura sursă de informaţie disponibilă.

Selecţia pe ascendenţi constă în selecţia candidaţilor pe baza performanţei ascendenţilor, exprimată ca abatere de la media contemporanilor lor. Ascendenţii ocupă diferite poziţii în pedigreu (părinţi, bunici, străbunici etc.).

Valoarea de ameliorare a candidatului la selecţie dedusă pe baza performanţei rudei sale poate fi dedusă pe baza relaţiei:

=

iar efectul genetic aşteptat al selecţiei este dat de relaţia:

Întrucât rij este permanent mai mic decât 1, precizia selecţiei pe ascendenţi este totdeauna mai mică, comparativ cu efectul selecţiei pe performanţe proprii, întrucât :

Deşi selecţia pe ascendenţi este totdeauna mai puţin precisă decât alte metode de selecţie, din cauza numărului limitat de rude, se apelează totuşi la performanţele ascendenţilor în următoarele situaţii:

(a) În cazul caracterelor limitate de sex;(b) Pentru caracterele cu heritabilitate mică, unde fenotipul

propriu asigură o informaţie insuficientă;(c) Când performanţa proprie se manifestă târziu şi nu este

rentabilă întreţinerea tuturor animalelor născute,(d) De asemenea se poate recomanda ca metodă de preselecţie

în fermele de elită, pentru a uşura aplicarea ulterioară a selecţiei pe descendenţi (se reţin pentru testarea pe descendenţi numai candidaţii care provin din părinţi valoroşi).

SELECTIA FAMILIALA

Obiect al selecţiei este familia luată ca întreg, făcându-se abstracţie de performanţa individuală. Prin această metodă, familii întregi sunt selecţionate sau eliminate, în funcţie de valoarea lor fenotipică medie.

Selecţia familială are trei variante: a) selecţia familială propriu-zisă (inter familială);b) selecţia pe colaterali;c) selecţia pe descendenţi.

Faţă de prima varianta, ultimele doua se caracterizează prin faptul că individul selecţionat nu are performanţa inclusă în media familiei.

SELECTIA INTERFAMILIALA

Selecţia interfamilială se aplică la aceleaşi caractere la care se poate aplica selecţia pe performanţe proprii şi intrafamilială.

Dacă familiile candidate la selecţie sunt egale ca mărime, reţinerea lor la reproducţie se poate face direct prin diferenţa între performanţa medie a membrilor familiei şi media populaţiei (contemporanilor).

Dacă familiile sunt inegale ca mărime, reţinerea lor la reproducţie nu mai poate fi făcută direct pe baza acestei diferenţe, ci trebuie realizată pe baza valorii de ameliorare a familiilor, conform expresiei:

in care reprezinta heritabilitatea mediilor familiale, cuantificata ca regresie intre valoarea de ameliorare si performanta medie a familiei ( ):

Efectul selectiei interfamiliale va diferi faţă de cel al selecţiei pe performanţe proprii cu cantitate egală cu , întrucât:

Când familia este foarte mare (n>), valoarea raportului se reduce la ,

sau .

Eficienţa comparativă a metodelor de selecţie pentru caracterele nelimitate de sex. După cum s-a mai precizat, selecţia pe performanţe proprii, intră în competiţie ca eficienţă cu selecţia intrafamilială şi cu selecţia interfamilială (fig. 2). Efectul celor trei metode depinde, pe lângă cei trei parametri comuni ( , i, ) şi de alţi parametri ce pot crea diferenţe de eficienţă între ele:

n - numărul de indivizi din familie; r - corelaţia între valorile de ameliorare a membrilor familiei; t - corelaţia fenotipică între performanţele membrilor familiei.

Fig. 2 - Eficienţa relativă faţă de selecţia combinată (1,0) a selecţieipe performanţe proprii (pp), intrafamiliale (if), interfamiliale (f)când mărimea familiei de fraţi buni este infinit şi 2 şi t variază

(după D.S. Falconer, 1968)

Din analiza figurii 2 se desprind următoarele concluzii:

1. Selecţia pe performanţe proprii asigură un efect maxim, egal cu cel al selecţiei combinate şi superior celorlalte două, când t = 0,5; ea îşi menţine însă un efect superior celorlalte două, însă inferior selecţiei combinate în limitele lui

t = 0,25 ... 0,75, dacă familiile de fraţi sunt foarte mari, sau în limitele t = 0,10 ...0,89, dacă familiile de fraţi sunt foarte mici. Selecţia pe performanţe proprii este mai eficientă decât cea familială şi intrafamilială la caracterele cu h 2 ridicat (peste 0,25), dacă este vorba de familii de fraţi relativ mici şi corelaţia de mediu comun nu este prea mare; dacă familiile sunt ţinute în condiţii de mediu diferit (numai în acest caz, t depăşeşte 0,5) selecţia intrafamilială este mai eficientă, iar dacă h2 este foarte mic (numai în acest caz t este inferior lui 0,1 ... 0,25) este recomandabilă selecţia familială. Selecţia pe performanţe proprii nu atinge practic efectul selecţiei combinate (numai pentru h2 = 1 şi r = 0,5, t devine 0,5), dar în limitele în care ea este recomandată, diferenţa de eficienţă nu depăşeşte 20%. Sub raportul costului, selecţia pe performanţe proprii este cea mai convenabilă, deoarece este cea mai simplă.

2. Selecţia intrafamilială este mai eficientă decât selecţia pe performanţe proprii atunci când t>0,75. Ştiind că t= rh2+c2, rezultă că t nu poate avea valori superioare lui 0,75 decât în cazul familiilor de fraţi (r = 0,5), dacă heritabilitatea este mare (0,5) şi dacă există o foarte mare corelaţie de mediu (c2>=0,5) între membrii familiei (t=0,5·05+05=0,75). În concluzie, selecţia intrafamilială este superioară selecţiei pe performanţe proprii când familiile sunt alcătuite din fraţi buni sau mulţi semifraţi şi când fiecare familie beneficiază de un alt mediu. La porcine, este cazul greutăţii la 21 zile a purceilor din acelaşi lot de fătare.

3. Selecţia interfamilială este superioară celei pe performanţe proprii când t este mai mic decât r ij

2 . În acest context, selecţia familiilor de surori (rij= 0,5) este mai eficientă când h2 este mai mic de 0,5, iar a celor de semisurori când h2 este mai mic de 0,25. În realitate, familiile sunt limitate ca mărime, în special cele de surori bune, astfel că această concluzie este orientativă.

Selecţia familială poate fi mai eficientă decât selecţia pe performante proprii când t este mai mic de 0,2. Această valoare se poate atinge când variaţia de mediu comun între membrii familiei tinde către zero (c2=0), şi când heritabilitatea caracterelor este mică.

Folosirea intensă la reproducţie a unor familii creşte înrudirea în populaţie şi măreşte şansa împerecherilor înrudite, implicit duce la creşterea consangvinizării în populaţie, mai mult decât în cazul selecţiei pe performanţe proprii. Din această cauză, selecţia interfamilială este rar folosită în forma ei pură, fiind înlocuită de selecţia combinată, mai eficientă şi cu consangvinizare mai mică.

SELECTIA PE COLATERALI

Aprecierea pe colaterali constă în selecţia masculilor pe baza performanţei medii a surorilor, semisurorilor sau amestecului de surori şi semisurori. Este o variantă a selecţiei familiale, de care se deosebeşte prin aceea că individul care candidează la selecţie nu are performanţa inclusă în media familiei.

Selecţia pe colaterali se aplică la caracterele: limitate de sex (producţia de lapte, de ouă, prolificitate) şi a celor care necesită sacrificarea candidaţilor pentru a le măsura (caractere care se referă la calitatea carcasei).

Candidatul la selecţie nu participă prin performanţa sa la realizarea mediei familiei, deoarece caracterul este limitat de sex; caz in care valoarea de ameliorare se obţine conform relaţiei:

în care reprezinta heritabilitatea performantei medii a familiilor de colaterali (frati/semifrati), cuantificata ca regresie intre valoarea de ameliorare a candidatului la selectie si performanta medie a familiei de colaterali:

În cazul familiilor de fraţi buni rij = 0,5 şi t =0,5 h2, iar în cazul semifraţilor rij = 0,25 şi t =0,25 h2.

n reprezinta numarul de frati/surori respectiv semifrati/semisurori, in functie de tipul familiei considerate.

Efectul selectiei pe colaterali (ex: semifrati) se estimeaza pe baza relatiei:

Eficienta acestei metode in raport cu selecţia pe performanţe proprii este data de cantitatea , deoarece:

Principii privind tehnologia selecţiei interfamiliale şi pe colaterali

Aplicarea selecţiei familiale propriu-zise, ca şi a variantelor ei, selecţia pe colaterali şi pe descendenţi presupune parcurgerea următoarelor etape:

1. Individualizarea, controlul şi înregistrarea individuală a performanţelor,

2. Controlul montei şi fătărilor şi înregistrarea originii;3. Optimizarea mărimii familiei şi populaţiei, planificarea montei, fătărilor

şi testării.

Aplicarea selecţiei familiale presupune existenţa unor populaţii mari, efectul ei depinzând de mărimea populaţiei.

Precizia selecţiei familiale, implicit efectul ei creşte, prin creşterea mărimii familiei (n). Dat fiind faptul că spaţiul de testare a candidaţilor este totdeauna limitat, familii mari înseamnă în acelaşi timp şi familii puţine candidate la selecţie, iar aceasta înseamnă scăderea intensităţii selecţiei, superioritatea genetică mică a celor selecţionaţi.

O anumită capacitate de testare (notată cu T), de exemplu 1 000 găini ouătoare, poate fi ocupată cu un număr mare de familii mici (100 familii a 10 găini) sau cu un număr mic de familii mari (10 100 găini). Există deci un conflict între mărimea familiei (precizia selecţiei) şi numarul de familii (intensitatea selecţiei); familiile mari reduc intensitatea. Aceasta a impus efectuarea unor studii de optimizare a mărimii familiei, pentru a maximiza efectul selecţiei (Robertson, 1957; Rendel, 1960 ş.a.). Pentru familiile de semisurori, mărimea optimă aproximativă poate fi găsită prin formula (Robertson, 1957) următoare:

n - este mărimea optimă a familiei;T - numărul total de indivizi ce pot fi cazaţi şi măsuraţi (capacitatea de

testare);S - numărul de familii ce trebuie reţinute;h2 - heritabilitatea caracterului.

SELECTIA PE DESCENDENTI

Este selecţia realizată între reproducători, pe baza performanţei medii a descendenţilor. Este o formă modificată a selecţiei familiale, constând în producerea şi reţinerea la reproducţie a unor descendenţi viitori, pe baza performanţei celor actuali. Fiind tot o metodă de selecţie familială, se aplică la aceleaşi caractere ca şi aceasta, şi este recomandabilă numai dacă t < 0,25, nu există corelaţie de mediu comun între membrii familiei (c2=0) şi heritabilitatea este mică (sub 0,2-0,3).

Valoarea de ameliorare a părintelui care candidează la selecţie se obţine pe baza regresiei între valoarea sa genetică aditivă şi performanţa medie a descendenţilor săi, conform relaţiei:

=

în care reprezinta heritabilitatea performantei medii a familiilor de descendenti cuantificata ca regresie intre valoarea de ameliorare a candidatului la selectie si performanta medie a familiei de descendenti:

În cazul familiilor de semifraţi (taurine, ovine, cabaline) rij de la numărător are valoarea 0,5 şi exprimă înrudirea între candidatul la selecţie (părintele) şi sursa de informaţie (fiicele sale), iar t = 0,25 h2; 0,25 fiind înrudirea dintre fiice. Aceasta face ca la număr egal de semisurori şi descendenţi, selecţia pe descendenţi să aibă o precizie dublă, comparativ cu selecţia pe colaterali (semifraţi), unde rij de la numărător are valoarea 0,25.

Efectul selectiei pe descendenti se estimeaza pe baza relatiei:

Eficienţa comparativă a selecţiei pe colaterali cu selecţia pe descendenţi. Diferenţele de eficienţă pot fi cauzate de diferenţele de precizie, de intensitate sau de interval de generaţii.

Selecţia pe colaterali are, ca regulă, o precizie mai mică decât selecţia pe descendenţi, deoarece:

(a) la număr egal de semisurori şi descendenţi precizia selectiei este mai mică la semisurori:

(b) la un număr egal de surori şi descendenţi - clauză greu realizabilă, t are valoare mai mare între surori decât între fiice (semisurori între ele):

Intensitatea selecţiei pe colaterali şi pe descendenţi poate fi principial egală. Practic însă, selecţia pe descendenţi are în unele cazuri, spre exemplu, în selecţia porcilor, o intensitate mai mică, datorită tehnologiei adoptate.

Astfel, a) În cazul sistemului de testare danez (16 purcei sacrificaţi / vier), la

o capacitate de testare de 1000 locuri şi 50 vieruşi selecţionaţi pe serie, proporţia de reţineri este de 0,8 (1000/16=62,5; 50/62,5=0,8), respectiv o intensitate a selecţiei este de 0,35.

b) În cazul sistemului de testare englez (selecţie combinată a 4 fraţi din care 2 vieri, un castrat şi o scrofiţă), proporţia de reţineri va fi de

0,1 (1000/2=500; 50/500=0,1), ceea ce înseamnă o intensitate a selecţiei este cu mult mai mare (1,755).

Intervalul de generaţie este mai mare în cazul selecţiei pe descendenţi, ceea ce poate reduce efectul anual al selecţiei, comparativ cu selecţia pe colaterali. Se preferă selecţia pe colaterali celei pe descendenţi, în cazul când ultima afectează intensitatea selecţiei şi creşte mult intervalul de generaţie.

Faţă de celelalte metode de selecţie, selecţia pe descendenţi prezintă o serie de complicaţii, dintre care amintim:

- Este o metodă tardivă, în sensul că selecţia părinţilor nu poate fi făcută până nu sunt cunoscute performanţele descendenţilor; mărind astfel intervalul de generaţie ceea ce duce la scăderea progresului genetic anual,

- Poate reduce necesarul de înlocuire datorită folosiri mai îndelungate la reproducţie a unor reproducători valoroşi,

- Complică interpretarea cauzelor progresului genetic măsurat, întrucât la reproducţie se folosesc simultan atât părinţi selecţionaţi pe descendenţi, cât şi fiii lor, candidaţi la selecţie, dar care au fost deja selecţionaţi pe ascendenţi, performanţe proprii şi colaterali.

Efectul selecţiei pe descendenţi poate fi crescut prin reducerea intervalului de generaţie (scurtarea perioadei de testare şi folosirea precoce a reproducătorilor) şi prin optimizarea mărimi familiei.

Tehnologia selecţiei pe descendenţi

Aplicarea selecţiei pe descendenţi impune în principal parcurgerea aceloraşi etape, ca şi în cazul selecţiei interfamiliale şi pe colaterali (individualizare, controlul producţiei, controlul montei, fătărilor şi înregistrarea originii, stabilirea mărimii efectivului-matcă destinat împerecherii cu reproducători candidaţi).

Dintre etapele care trebuie parcurse in cazul selectiei pe descendenti, enumeram:

1. Stabilirea mărimii populaţiei. Efectul selecţiei pe descendenţi creşte la taurinele de lapte, proporţional cu mărimea populaţiei, cel puţin până la 10 000 indivizi (1,10% - 120 vaci ; 2,05% - 10 000 vaci).

2. Împărţirea populaţiei în două grupe:

2.1. Elita (femele împerecheate cu masculi selecţionaţi pe descendenţi, din care se vor produce masculi candidaţi, asa numitele "ferme de elită");

2.2. Testare (femele împerecheate cu tauri tineri, asa-numitele "ferme de testare"). Taurii tinerii sunt descendentii masculilor deja selectionati pe descendenti si a mamelor de tauri din grupa Elita).

3. Estimarea marimii optime a familiilor de descendenti;4. Stabilirea numarului de taurasi candidati la testare;5. Selecţia prealabilă a candidaţilor la selecţia pe descendenţi. 6. Stabilirea locului unde se face controlul fiicelor

reproducătorilor candidaţi. Controlul fiicelor taurilor se poate face in: (a) staţiuni speciale de testare, în care este adus un anumit număr de fiice ale taurilor candidaţi sau (b) în fermele în care fiicele s-au născut.

Primul procedeu, aplicat în Danemarca după anul 1945, nu s-a răspândit practic în alte ţări. Cel de-al doilea sistem, propus în anul 1954 (Robertson, Rendel, Henderson) s-a generalizat in productie, deoarece:

(a) sistemul danez este mai costisitor şi aplicarea lui a fost impusă în Danemarca de existenţa unor ferme mici, în care nu existau contemporani pentru comparare;

(b) un număr de 20-40 fiice în fermele de producţie dau o aceeaşi precizie a selecţiei, ca şi 20 fiice în staţiuni;

(c) există o repetabilitate mai mică a rezultatului testării în staţiuni, decât a testării în ferme (Hofmayer, 1954; Mason şi Robertson, 1956; Tuchberry, 1960);

(d) diferenţele genetice între ferme sunt foarte mici şi dispar practic prin folosirea însămânţărilor artificiale;

(e) nu există interacţiunea taur-fermă, cu alte cuvinte, taurii buni într-o fermă vor fi buni şi în alta şi invers.

7. Stabilirea valorii de ameliorare a candidatilor la selectie. Performanţa fiecărui descendent include trei componente: aportul genetic al tatălui, al mamei şi deviaţia datorată mediului. Din aceşti trei componenţi trebuie evidenţiat primul şi eliminat efectul celorlalţi doi. Problemei predicţiei valorii de ameliorare i s-a acordat de-a lungul timpului o atenţie deosebita. Cronologic, incepand cu anii 1920-1925 s-au folosit urmatoarele metode de evaluare genetica a taurinelor, in special a celor pentru lapte: a) Metoda Comparatiei Mame-fiice; Metoda Comparatiei fiicelor cu contemporanele lor; Metoda diferentelor cumulative; Metoda BLUP, aplicata diverselor modele biometrice, de tipul: Modelul reproducatorului mascul (Sire Model); Modelul animal individual; Modelul Zilei de control (Test Day Model) si in ultima vreme modelele care incorporeaza informatia obtimuta la nivel molecular (selectia genomica).

Robertson şi Rendel (1950) găsesc că, în cazul unei populaţii de 2 000

vaci, progresul maxim (+1,69% anual) se obţine când 1 200 de vaci (60%) sunt împerecheate cu tăuraşi candidaţi şi 800 cu tauri selecţionaţi (tabelul 3).

Tabelul 3Răspunsul anual al selecţiei pe descendenţi (% din producţia medie) într-o

populaţie de 2000 de vaci, variind numărul de tăuraşi testaţi pentru a înlocui 2 şi numărul de vaci mame pe care se face testul

(Robertson şi Rendel, 1950)

Vaci împerecheatecu tauri tineri

Tauri testaţi pe o perioadă de 3 ani

(pentru a înlocui 2 tauri)10 20 40 50

200 1,39 1,42 1,35 1,29600 1,50 1,61 1,62 1,58600 1,51 1,63 1,66 1,63

1200 1,49 1,64 1,69 1,681600 1,48 1,61 1,65 1,65

(Selecţie pe colaterali 2000 exclusivă) 1,44 1,56 1,60 1,59

Testare pentru letale prin împerecheri cu fiice - - 1,57

Detaliile de calcul ale efectului anual al selectiei vor fi prezentate la lucrarile practice.

PLANUL ROBERTSON

2000 vaci;40% Elita=800 vaci elita60% Testare=1200

n=0,56*sqrt(1200/(2*0,25)n=?Sqrt(1200/0.5)=sqrt(2400)=48,99n=0,56*48,99=27=30

Cati taurasi vor intra in testare ?Nt=T/N=1200/30 = 40 taurasi in varsta de 15 luni

(1vaca *N*S) /2=(1*0.8*0.8)/2=0.321:0.32=3

MT=40

DELTAG=?

R(MM)=?R(MT)=?R(TT)=?R(TM)=?

T(MM)=?

T(MT)=?T(TT)=?T(TM)=?

R(MM)=acuratetea selectiei * i* abaterea standard genetica (sigmaA))

Pentru Mamele de mame

DME= 4 lactatii

Prop. De retineri=Nr MM retinute in matca/Candidate MM

Reforme MM=2000/4=500 vaci reformate/anCandidate MM=(Efectiv total*N*S)/2=(2000*0.8*0.8)/2=640 vaci candidate

Nr MM retinute in matca=500/640 =0.78Rezulta iMM=1,870,38

Pentru Mamele de tati (MT)

Necesar MT= 40 Candidate MT =144+276=420Selectia MT se realizeaza pe baza a TREI lactatii incheiate.

1) Numar vaci din grupa elita, lactia I =800/4 =200 vaci2) Numar vaci din grupa elita, lactatia II-a= 200*0.9=180 vaci3) Numar vaci din grupa elita, lactatia II-a= 180*0.8= 144 vaci4) Vaci peste 3 lactatii =800 -200-180-144 =276

pMT=40/420=0.095iMT=2,681,7791

Pentru Tatii de tati (TT)

Numar taurasi = 4015l+9Lgfp+18l+9GF+10LF+2LCOP=63 LUNI63/12 =5,3 ani

63+9=72 luni72/12=6 ani(6+7+8)/3=7 ani interv. De generatie pt TT.

40*0.8=32 tauri au varsta de 5,3 ani

Repartizarea taurilor testati pe d:1) Cei mai buni 2 intra in FE2) Ultima treime (1/3) se reformeaza= 32*0.333=11 tauri

REFORMATI (ABATOR);

3) TAURI CARE VOR INTRA IN RETEAUA I.A. =32 -2 -11 =19

19*5000= aprox. 100.000 vaci

1) ACURATETEA SELECTIEI PT MM=radical din heritabilitate

2) ACURATETEA SELECTIEI PT MT:

3) ACURATETEA SELECTIEI PT TT:

SIGMA A = sigma P*radical(herit)=1000*radical(0,25)=1000*0,5=500 kg.

Prod medie de lapte=5000CV=20%

CV=(sigmaP/Media)*100sigmaP=(CV*Media)/100=(20*5000)/100=1000 kg lapte

R(MM)=acuratetea * i* sigmaA=0,50*0,38*500 = 95 kg .lapte/generatieR(MT)= acuratetea * i* sigmaA=0,685*1,78*500=610 kg. lapteR(TT)= acuratetea * i* sigmaA = 0,817*1,971*500=805 kg. lapte

R(TM)=0.6*0.5*R(MT)+0.4*0.5*R(TT) =0.6*0.5*610+0.4*0.5*805=344 kg. lapte

T(MM)=(2.5+3.5+4.5+5.5)/4=4 aniT(MT)=(4.5+5.5)/2=5 aniT(TT)= 7 aniT(TM)=0.6*2+0.4*7=1.2+3.8= 4 ani

DELTA G=(95+610+805+344)/(4+5+7+4)=

= 1854/20 = 92,7 = aprox = 100 kg lapte/an

DELTAG (%)=(100/5000)*100= 2%