Nasljeđivanje i uzgoj pasa - HKS-a

Nasljeđivanje i uzgoj pasadoc.dr.sc. Igor ŠtokovićSveučilište u ZagrebuVeterinarski fakultetZavod za stočarstvoigor.stokovic@vef.hr

SADRŽAJ• Pasminska svojstva• Osnova nasljeđivanja• Pravila nasljeđivanja• Selekcija –uzgoj– Uzgojne metode

Pasmine i opća pasminska svojstva• OPĆA PASMINSKA SVOJSTVA1. VARIJABILNOST ILI PROMJENJIVOST2. DEGENERACIJE ILI ODROĐENJA3. ZAKRŽLJANJE4. AKLIMATIZACIJA – psi najbolje aklimatizirani5. DOZRELOST6. IZROĐENJE

Degeneracije ili odrođenjaPOJAM:– o degeneraciji ili odrođenju u biološkom smislugovorimo onda, kada se kod životinja pojaveneka nasljedna patološka stanja koja u većoj ilimanjoj mjeri, izravno ili posredno ugrožavajunjihov opstanak– ANOMALIJE– STIGMATA DEGENERATIONIS

Degeneracije ili odrođenja• Degeneracije mogu biti morfološke, fiziološkei psihičke (živčani sustav)• Podioba degeneracija po Hadornu– Letalni faktori– Semiletalni faktori– Subvitalni faktori

NEKE NASLJEDNE BOLESTI PASA• DISPLAZIJA KUKOVA –RTG slike – selekcijaprema stupnju• PANOSTITIS – terapija, ne radi se selekcija• VON WILEBRANDOVA BOLEST –krvarenja,(doberman, škotski terijer)• EPILEPSIJA –američki koker, bigl, zlatniretriver• OSJETLJIVOST NA NEKE LIJEKOVE –MDR1 genrecesivno (škotski ovčari), neurološke smetnje‐ ivermektin

Degeneracije ili odrođenja• Nasljeđivanje degeneracija– Dominantno– Recesivno• Purifikacija gojidbe– Dominantne– Recesivne

VARIJABILNOST ‐ VANJŠTINAvanjština = geni + okoliš

GENI• GEN – dio molekule DNA• geni određuju svojstva• načini djelovanja gena– dominacija/recesivnost– adicija– epistaza

DNA‐ jedinica nasljeđa• sastoji se od dva polinukleotidna,helikalna lanca (suprotnogsmjera) sastavljena od šećeradeoksiriboze, fosfata te purinskihi pirimidinskih baza

BROJ KROMOSOMALJUDI46žene 44+XXMuškarci 44+XYPSI78kuje 76+XXpsi 76+XY78afrički divlji passiva lisicavukkojotdingoNasljeđivanje spolaŽMXXXYXX XYŽ M50% 50%

DIOBA STANICAMITOZA• umnažanjetjelesnih stanica• 2 stanice kćeri(diploidan brojkromosoma)MEJOZA• umnažanje spolnihstanica• 4 stanice kćeri(haploidan brojkromosoma)• različite kombinacije‐ varijabilnost

Razlike između mitoze i mejoze• jezgra se dijeli jednom,kromosomi jednomMITOZA MEJOZA• jezgra se dijeli dva puta,kromosomi jednom• dvije jezgre –kćeri• broj kromosomakonstantan (2n)• homolozi nezavisni• produkti (stanice kćeri)genetički jednake kaoizvorišna stanica• četiri jezgre –kćeri• broj kromosomaprepolovljen (sa 2n na n)• homolozi udruženi uparove –bivalente• produkti genetički različitiod izvorišne stanice

MEJOZA• razdvajanje rasplodnogmaterijalaOPLODNJA• spajanje nasljednogmaterijala• u spajanju postojepravila• aleli –homozigoti/heterozigoti• AA/Aa

Načini nasljeđivanja‐ Mendelova pravila nasljeđivanja

• monohibridno križanje (između dvije “čiste linije”koje se razlikuju u jednoj osobini)AA x aa• dihibridno, trihibridno…(između dvije “čiste linije”koje se razlikuju u više – 2,3… karakteristika)AABB x aabb ili Aabb x aaBBAABBCC x aabbcc

Prvo Mendelovo pravilo– “uniformnost F1 generacije”• Svi križanci F1 generacije jednaki su iliuniformni, bez obzira da li je došao do izražajadominantni ili intermedijarni načinnasljeđivanja

Intermedijarno križanjeDominantno križanjeP: AA x aaP: AA x BBF1: AaF1: AB

PRIMJER –boja dlake angus govedaccCC ili Cc?CC ili Cc x cc = ?

Povratno križanje ‐ testcross• P: CC x cc• F1: CcCc x Cc• F2: CC, 2Cc, cc• fenotipski su CC i Cc jednaki –povratno križanjeda saznamo genotip!• C? x cc :CC x cc F1 = CcCc x cc F1 = ½Cc ½cc

Drugo Mendelovo pravilo‐”nezavisna segregacija kromosoma”• Nasljeđivanje pojedinih alelomorfnih parovagena neovisno je jedno o drugima ako postojedva ili više alelomorfna gena za jednu osobinu. Udaljnjim se generacijama uvijek pojavljuje pojedna nova kombinacija osobine

• u F2 generaciji, dobivenoj parenjem F1 životinja,(ili biljaka), ponovo se među potomstvompojavljuju izvorni roditeljski oblici, odnosnosvojstva u nekom značajnom omjeru. U F2generaciji dolazi do rastavljanja (cijepanja)roditeljskih oznaka i svojstava, koja su u F1generaciji bila samo privremeno združena

Dominantni tijekmonohibridnog križanja• P: bijeli nerast jorkširpasmine (dominantnaboja) –AA x crnakrmača berkšir pasmine(recesivna boja) ‐ aa• F1: svi potomci su bijeli ‐Aa• F2: omjer fenotipova je3 : 1 (bijeli‐dominantni :crni‐recesivni) –AA,2Aa,aa

Intermedijarnonasljeđivanje kodkokošiju• P: homozigotni pijetaocrne boje –AA xhomozigotna kokošbijele boje perja ‐ BB• F1: svo je potomstvopepeljasto‐modre bojeperja ‐ AB• F2: omjer fenotipova je1 : 2 : 1 (crni : modri :bijeli) – AA,2AB,BB

Epistaza• pojava kod koje jedangen prikriva ekspresijudrugog gena• pr. boja dlake labradorretrivera:– B = dominantna crna boja– b = recesivna, čokoladnosmeđa– E = epistatički,nadjačavajući gen,omogućuje ekspresijugena B / b– e = nema ekspresije genaB / b za boju dlake, pas jeŽUTE bojeBB i Bb –pas je crne boje, samo ako jeprisutan bar jedan E:BBEE, BBEe,BbEE, BbEebb – pas je smeđe boje, u slučaju da postojibarem jedan E:bbEE, bbEeu slučaju da postoje samo 2 e, pas je uvijekžut, jer se ne eksprimira gen za boju dlakeBBee, Bbee, bbee

NAUČILI NEŠTO O OSNOVAMA I PRAVILIMANASLJEĐIVANJAIDEMO NAUZGOJ

• SELEKCIJA = odabiranje životinja visokefenotipsko –genotipske vrijednosti, koje sekoriste kao roditelji slijedeće generacije• UZGOJ = primjena određenih postupaka imetoda kojima se proizvode životinje zarasplod

SELEKCIJAPRIRODNA• priroda• Darwin• LamarcUMJETNA• čovjek• već u 7 st.n.e. –arapskipunokrvnjak• masovna iindividualna

METODE UZGOJA – kuharica!A) UZGOJ ŽIVOTINJA U ČISTOJ KRVI• životinja koje nisu u srodstvu• osvježavanja krvi• u srodstvu• linijski uzgoj• uzgoj po linijama i rodovimaB) KRIŽANJE• uporabno ili industrijsko• melioracijsko• povratno• kombinacijskoC) bastardiranje

A) UZGOJ ŽIVOTINJA U ČISTOJKRVI• UZGOJ ŽIVOTINJA KOJENISU U SRODSTVU• UZGOJ ŽIVOTINJA USRODSTVU– OSVJEŽAVANJE KRVI– UZGOJ PO LINIJAMA IRODOVIMA– LINIJSKI UZGOJ

UZGOJ U SRODSTVU• isti predak nalazi se u rodovnici s očeve imajčine strane• prema intenzitetu postoji:– širi uzgoj u srodstvu– umjereni uzgoj u srodstvu– uski uzgoj u srodstvu– najuže rodbinsko parenje (incest)

UZGOJ U SRODSTVU• svrha:– povećanje homozigotnosti– uočavanje recesivnih (negativnih) svojstava• genetska purifikacija (čišćenje)

KADA LINIJSKI UZGAJATI ?• u čistokrvnoj populaciji visoke genetskevrijednosti• nakon što se identificira i provjeri neka jedinkaizuzetne kvalitete koja može biti začetnik linije• nakon smrti istaknute jedinke (koncentracijagena preko potomaka)

PODRIJETLO JEDINKE I UDIO GENA PREDAKAGeneracija predaka 1. 2. 3. 4. 5.J E D I N K A100 %MAJKA50%OTAC50%baka prabaka praprabaka prapraprabaka25% 12,5% 6,25% 3,12%djed25%baka25%djed pradjed prapradjed praprapradjed25% 12,5% 6,25% 2,12%Srednji udio genasvakog pretka1/2 1/4 1/8 1/16 1/32

• RODBINSKI KOEFICIJENT (R)• KOEFICIJENT UZGOJA U SRODSTVU (F) = KOEF.INBRIDINGA• F je od prilike polovica R• inbriding depresija –povećanjehomozigotnosti

IZRAČUNAVANJE KOEFICIJENTAUZGOJA U SRODSTVU ‐ INBRIDINGAA) niti jedan zajednički predak nije uzgojen usrodstvuF X = ∑ (1/2) n + n’ + 1B) neki od zajedničkih predaka uzgojen je u srodstvuF X = ∑ (1/2) n + n’ + 1 x (1 + F a )F x= koeficijent uzgoja u srodstvu životinje xn = broj generacija između životinje x i zajedničkog pretka s očeve stranen’ = broj generacija između životinje x i zajedničkog pretka s majčine straneF a= koeficijent uzgoja u srodstvu zajedničkog pretka

Primjer izračunavanja koeficijentauzgoja u srodstvu:C AXD B12C –A –D1 2C –B –Dzajedničkin n’preciA 1 1B 1 1izračunavanje:(1/2) 1+1+1 = (1/2) 3 = 0,125(1/2) 1+1+1 = (1/2) 3 = 0,125∑ = 0,250F x = 0,25 ili 25%

XDS12345758565Fx = 0,125Rx 5 = 0,479

XDS1133165614155717Fx = 0,031Rx 5 = 0,0618

INBRIDING DEPRESIJA• smanjena plodnost• genetska oboljenja• smanjenje otkucaja srca• povećana smrtnost djece• smanjeni rast• slabija imunost

IZRAČUNAVANJE RODBINSKOGKOEFICIJENTAR XY = ∑ (1/2) n + n’R XY = rodbinski koeficijent između dvije životinje, x i yn = broj generacija između životinje x i zajedničkog pretkan ’ = broj generacija između životinje y i zajedničkog pretka

Primjer izračunavanje rodbinskogkoeficijenta:• rodbinski odnos između oca (O) i sina (S)iznosi 0,5sin –otac = 1 generacija ………….. n = 1otac –otac = 0 generacija …………. n’ = 0R SO = ∑ (1/2) 1+0 = 0,5

B) KRIŽANJE• UPORABNO ILI INDUSTRIJSKO– jednokratno, izmjenično, rotacijsko– heterozis• MELIORACIJSKO• POVRATNO• KOMBINACIJSKO

krvni udio =2 n -12 nroditeljska generacijaF1 generacija1.povratna generac.(II generacija)2.povratna generac.(III generacija)NP x RNPR21NP3R4x Rx B1NP3R4B8njemački pinč ♀rotvajler ♂boseron ♂

POPRATNE POJAVE KRIŽANJA• heterozis (luksuriranje)• varijabilnost• atavizam

• uzgoj nije stvaranje novih gena !• uzgoj je iskorištavanje genetičke varijabilnostikoja za neko svojstvo(a) postoji u populaciji• genet. varijab. + odabir = prikladni genotip zaokoliš

MOGUĆNOSTI U UZGOJNOMRADU• izgraditi novu pasminu• poboljšati postojeću pasminu• udružiti dvije ili više postojećih pasmina

USPJEH UZGOJNOG RADA• precizna procjena UV životinja• mjerenje svojstava• heritabilitet svojstva (h 2 )

C) BASTARDIRANJE• parenje životinja različite vrste• učinak luksuriranja• “aklimatizacija bastardiranjem”

C) BASTARDIRANJE• MEĐUSOBNO NEPLODNI BASTARDI (konj xmagarac)– MULA (Equus mulus)– MAZGA (Equus hinnus)• DJELOMIČNO PLODNI BASTARDI (jak x zebu)• NEOGRANIČENO PLODNI BASTARDI (zebu xdom.gov.)

• svojstva pasmina• geni• pravila nasljeđivanja• metode uzgoja– uzgoj u srodstvu– rodbinski koeficijent– krvni udio

HVALA NA PAŽNJIPITANJA?igor.stokovic@vef.hr