AnAlizA zmiAn wArtości współczynnikA inbredu
w krAjowej populAcji świń* *
M a g d a l e n a S z y n d l e r - N ę d z a1, R o b e r t E c k e r t1, K a r o l i n a S z u l c2, Ta d e u s z B l i c h a r s k i3, Ł u k a s z C i e m i ń s k i4, K a m i l B a r t o c h a4 1Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Dział Genetyki i Hodowli Zwierząt,
32-083 Balice k. Krakowa
2Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Hodowli i Produkcji Trzody Chlewnej, ul. Wołyńska 33, 60-637 Poznań
3Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt PAN, Jastrzębiec, ul. Postępu 1, 05-552 Wólka Kosowska 4Instytut Zootechniki Państwowy Instytut Badawczy, Dział Informatyki, 32-083 Balice k. Krakowa
Celem pracy było określenie stopnia zmian poziomu zinbredowania świń aktualnie hodo-wanych w kraju. Analizą objęto trzy rasy świń rodzimych: rasę puławską (puł), złotnicką białą (złb) i złotnicką pstrą (złp) oraz pięć ras świń wysoko produkcyjnych: wielką białą polską (wbp), polską białą zwisłouchą (pbz), Hampshire (Hamp), Duroc (Dur), Pietra-in (Pie). W badaniach uwzględniono dane rodowodowe świń ras rodzimych z okresu od 2004–2011 roku, a świń ras wysoko produkcyjnych z okresu od 2004 do 2010 roku. Na zgromadzonych w bazach danych przeprowadzono analizę zinbredowania. Oszacowa-no średni współczynnik inbredu F dla wszystkich analizowanych ras w poszczególnych latach. Przeprowadzono analizę występowania zwierząt zinbredowanych w pięciu prze-działach współczynnika inbredu (F<0,0313; 0,0313≤F<0,0625; 0,0625≤F<0,0938; 0,0938≤F<0,125; F≥0,125). W analizowanym okresie czasu stwierdzono zwiększanie się wartości współczynnika inbredu u ras matecznych świń utrzymywanych w kraju (wbp, pbz, puł, złb, złp), a także zwiększanie się ilości osobników homozygotycznych, szczególnie u świń rasy puławskiej. U świń ras ojcowskich stwierdzono zmniejszanie się wielkości współczynnika inbredu oraz ilości zwierząt homozygotycznych. Wyniki te sugerują, by przy realizacji programów hodowlanych ras matecznych zwrócić szczególną uwagę na ochronę zmienności genetycznej i różnorodności biologicznej. W przypadku ras o małej liczebności (na przykład rasy rodzime) działania te mogą być realizowane poprzez ochronę ex situ. Jednym z istotnych elementów przy opracowywaniu i realizacji programów ho-dowlanych jest analiza stopnia zinbredowania zwierząt. W populacji świń podwyż-szony współczynnik inbredu wpływa na obniżenie przede wszystkim poziomu war-tości cech związanych z płodnością loch i żywotnością prosiąt. Jego ujemne skutki można zaobserwować już u osobników, u których inbred przekracza 10% (Różyc-ki, 1994; Rathje, 2000). Najbardziej zagrożone wzrostem inbredu są rasy o małej liczebności. Jak wykazali Welsh i in. (2010), wzrost wielkości współczynnika inbredu
w małych populacjach świń wynosił od 0,65 do 0,67% na pokolenie. W Polsce szcze-gólnie zagrożone tym zjawiskiem są rasy świń objęte programem ochrony zasobów genetycznych (złotnicka biała, złotnicka pstra oraz puławska) oraz rasy świń wysoko produkcyjnych, których liczba stad jest mała. Należą do nich świnie ras ojcowskich: Hampshire, Duroc, Pietrain.
Konieczność kontroli tego zjawiska nie dotyczy tylko ras mało liczebnych, jest również niezbędna w populacjach zwierząt o dużej liczebności, gdzie występuje zwiększona presja selekcyjna, a przede wszystkim sztuczna inseminacja, która ra-dykalnie ogranicza liczbę męskich rozpłodników. W takich populacjach stosowane są również nowoczesne metody oceny wartości hodowlanej zwierząt, w tym meto-da BLUP animal model. Są to główne przyczyny występowania w tych populacjach strat w zmienności genetycznej i szybszego wzrostu inbredu (Colleau i Tribout, 2008; Rathje, 2000).
Monitoring stopnia zinbredowania zwierząt jest prowadzony w wielu krajach dla różnych gatunków zwierząt. Przeprowadzony przez Sorensena i in. (2005) monitoring inbredu duńskich ras bydła mlecznego wykazał duży udział w populacji aktywnej nie-wielkiej liczby przodków, sprzyjający wzrostowi inbredu. Podobne wyniki badań nad inbredem bydła holsztyńskiego w rejonie walońskim uzyskali Croquet i in. (2006). Wzrost średniego inbredu mięsnych i mlecznych ras bydła w Irlandii stwierdzili tak-że Mc Parland i in. (2007). Wykazano taktak-że, tak-że większe negatywne oddziaływanie inbredu na populację występuje przy wartości tego parametru powyżej F≥12,5% (Se-walem i in., 2006).
Wykonana w latach 90. ubiegłego stulecia analiza stopnia zinbredowania po-szczególnych ras świń w Polsce wykazała większy średni inbred loch oraz zwięk-szony odsetek loch zinbredowanych dla ras obecnie objętych programem ochrony zasobów genetycznych w porównaniu do ras o znacznie większej liczbie loch – pol-skiej białej zwisłouchej oraz wielkiej białej polpol-skiej. Badania były prowadzone dla loch urodzonych na początku lat dziewięćdziesiątych (Mroczko, 1999). Od tego czasu nie był prowadzony monitoring zmian w poziomie zinbredowania osobników tych ras.
Celem pracy było określenie stopnia zmian zinbredowania na przestrzeni lat 2004–2011 w populacjach świń ras rodzimych oraz ras wysoko produkcyjnych aktu-alnie hodowanych w kraju.
materiał i metody
Analizą stopnia zinbredowania objęto trzy rasy świń rodzimych uczestniczących w programie ochrony zasobów genetycznych, tj. rasę puławską (puł), złotnicką białą (złb) i złotnicką pstrą (złp) oraz pięć ras świń wysoko produkcyjnych: wielką bia-łą polską (wbp), polską biabia-łą zwisłouchą (pbz), Hampshire (Hamp), Duroc (Dur), Pietrain (Pie). W badaniach uwzględniono dane rodowodowe świń ras rodzimych z okresu od 2004–2011 roku, a świń ras wysoko produkcyjnych z okresu od 2004 do 2010 roku. W tabeli poniżej przedstawiono liczebności zwierząt w poszczególnych rasach i latach.
Tabela 1. Liczba zwierząt w poszczególnych rasach Table 1. Number of animals by breed
złb złp puł wbp pbz Hamp Dur Pie
2004 123 84 462 4038 4844 105 866 472 2005 108 166 764 4585 5267 104 817 440 2006 161 299 1415 3363 4305 25 661 400 2007 148 330 1571 2586 3472 66 603 276 2008 202 397 1288 2760 3197 43 558 366 2009 318 370 872 2962 3779 31 530 333 2010 315 122 1068 1698 2113 17 340 162 2011 62 65 1003 Razem Total 1437 1833 8443 21992 26977 391 4375 2449
Zbierane dane rodowodowe zawierały informację o numerze identyfikacyjnym zwierząt dla minimum 3 pokoleń ich przodków oraz datę urodzenia. Na zgroma-dzonych w bazach danych przeprowadzono analizę zinbredowania poszczególnych populacji. Współczynniki inbredu obliczono w oparciu o metodę Mauwissen i Luo (1992) polecaną dla dużych populacji, która polega na wyliczaniu macierzy spokrew-nień pomiędzy osobnikami znajdującymi się w zbiorze danych. Obliczenia były pro-wadzone za pomocą oprogramowania stworzonego w oparciu o program Johna B. Cole’a (2007). Oszacowano średni współczynnik inbredu F dla wszystkich analizo-wanych ras w poszczególnych latach. Ponadto przeprowadzono analizę występowania zwierząt zinbredowanych w pięciu przedziałach współczynnika inbredu (F< 0,0313; 0,0313≤F<0,0625; 0,0625≤F<0,0938; 0,0938≤F<0,125; F≥0,125). Wielkości prze-działów zdefiniowano w oparciu o metodykę zaproponowaną przez Mroczko (1999).
wyniki
Ogółem przeanalizowano dane rodowodowe 67 897 loch i knurów ośmiu ras, w tym 11 713 zwierząt ras rodzimych i 56 184 zwierząt ras wysoko produkcyjnych (tab. 1). Analizę przeprowadzono dla każdego roku oddzielnie, przy czym podziału dokonano według daty urodzenia zwierząt. Charakterystykę zinbredowania zwierząt w obrębie trzech ras rodzimych przedstawiono na wykresie 1, a w obrębie 5 ras wyso-ko produkcyjnych na wykresie 2. W tabeli 2 przedstawiono średnie wartości inbredu dla poszczególnych ras w analizowanym okresie czasu oraz roczne zmiany warto-ści tego parametru. Tabele 3 i 4 zawierają średnie wyniki współczynnika inbredu zwierząt zinbredowanych oraz ich procentowy udział w pięciu przedziałach tego pa-rametru.
Prezentowane w tabeli 2 dane wskazują, że spośród objętych badaniami ras, naj-wyższą średnią wartością współczynnika inbredu cechowała się rasa puławska (2,5%), a następnie rasy złotnickie (1,8% złb i 1,6% złp). Rasy wysoko produkcyjne charakte-ryzowały się wartościami tego parametru od 0,2% (pbz i Hamp) do 0,9% (Pie).
Ana-liza współczynnika inbredu zwierząt ras rodzimych w poszczególnych latach (tab. 2, wykr. 1) wykazała liczne wahania jego wysokości u świń rasy złotnickiej, natomiast u świń rasy puławskiej stwierdzono stopniowy jego wzrost z roku na rok, poza rokiem 2007, gdzie nastąpiło obniżenie współczynnika zinbredowania u osobników tej rasy. W całym analizowanym okresie obserwuje się zwiększanie wartości współczynni-ka inbredu u wszystkich ras rodzimych, średniorocznie o 0,2% – świnie złotnickie i 0,3% – świnie puławskie. W efekcie końcowym (w odniesieniu do roku 2004), w po-pulacji świń rasy puławskiej nastąpiło zwiększenie średniego zinbredowania o 2,4%, a w rasach świń rasy złotnickiej białej i pstrej odpowiednio o 1,86% i 1,58%.
Wykres 1. Średni współczynnik inbredu w latach 2004–2011 – rasy rodzime Figure 1. Mean coefficient of inbreeding (2004–2011) for native breeds
Wykres 2. Średni współczynnik inbredu w latach 2004–2010 – rasy mateczne i ojcowskie Figure 2. Mean coefficient of inbreeding (2004–2010) for maternal and sire breeds
Podobnie u wszystkich ras świń wysoko produkcyjnych (tab. 2, wykr. 2.) stwier-dzono częste zmiany wielkości współczynnika inbredu na przestrzeni analizowa-nego okresu czasu. Wartość tego parametru wzrastała u świń ras matecznych wbp i pbz średniorocznie o odpowiednio 0,06% i 0,01%. W efekcie końcowym wielkość średniego inbredu wzrosła w tych rasach (w odniesieniu do roku 2004) o odpowied-nio 0,42% i 0,01%. U świń ras ojcowskich stwierdzono natomiast zmniejszanie się tego współczynnika w omawianym okresie czasu. W rasie Hampshire zinbredowanie wystąpiło tylko w latach od 2004 do 2006. W pozostałych latach średni współczyn-nik inbredu zwierząt tej rasy wyniósł 0%. W rasach Duroc i Pietrain stwierdzono zmniejszanie średniej wartości współczynnika inbredu średniorocznie o odpowiednio –0,03% i –0,1%, co w odniesieniu do roku 2004 dało zmniejszenie wartości zinbredo-wania populacji o odpowiednio –0,21% i –0,94%.
Wraz ze wzrostem współczynnika inbredu w poszczególnych latach u świń ras ro-dzimych (tab. 3) stwierdzono zwiększanie się ilości zinbredowanych zwierząt. Szcze-gółowa charakterystyka zwierząt zinbredowanych wykazała, że wielkość średniego inbredu tych zwierząt w poszczególnych rasach wynosi od 0,047 w rasie puławskiej do 0,028 w złotnickiej pstrej. Analizując procentowy udział osobników zinbredowanych w pięciu przedziałach współczynnika inbredu stwierdzono, że w rasie puławskiej najwięcej osobników jest w przedziale, gdzie wartości tego parametru nie przekracza-ją 0,0313. W kolejnych przedziałach ilość osobników rozłożona jest równomiernie, poza przedziałem o wielkości współczynnika inbredu od 0,0938 do 0,1250, gdzie ilość zinbredowanych zwierząt była najniższa (1,91%). W przypadku ras złotnickiej białej i złotnickiej pstrej stwierdzono największą ilość osobników spokrewnionych w przedziale do wartości 0,0313 współczynnika inbredu, a także w przedziale od 0,0313 do 0,0625. W kolejnych przedziałach ilość osobników obu tych ras była zni-koma.
Tabela 2. Średni inbred dla poszczególnych ras oraz roczne zmiany wartości współczynnika inbredu w okresie 2004–2011
Table 2. Mean inbreeding for different breeds and annual changes in the coefficient of inbreeding during the period 2004–2011
Średni inbred (%) Mean inbreeding
(%)
puł złb złp wbp pbz Hamp Dur Pie
2,5 1,8 1,6 0,5 0,2 0,2 0,7 0,9
roczna zmiana wartości współczynnika inbredu (%) Annual change in the coefficient of inbreeding (%)
2004 2005 +0,2 +1,0 –0,1 +0,1 +0,04 +0,2 –0,4 –0,05 2006 +0,5 –0,3 +0,7 –0,01 +0,02 –0,4 +0,09 +0,2 2007 –0,6 –0,7 +0,8 +0,1 +0,09 –0,3 +0,05 +0,05 2008 +0,6 +0,7 +0,2 +0,2 –0,03 0 –0,2 –0,2 2009 +0,1 –0,2 +0,9 +0,3 +0,08 0 +0,2 –0,2 2010 +1,2 +0,5 –0,7 –0,3 –0,1 0 +0,08 –0,4 2011 +0,3 +0,8 –0,3 Średnioroczna zmia-na inbredu (%) Mean annual change
Tabela 3, Średnie wyniki zinbredowania populacji świń rasy puławskiej, złotnickiej białej i złotnickiej pstrej w latach 1999–201
1
Table 3, Mean inbreeding results for the population of Puławska, Złotnicka
White and Złotnicka Spotted pigs in the years 1999–201
1 Rasa Breed Rok Year Ilość zinbredowanych zwierząt Number of inbred animals
Inbred zwierząt zinbredowanych Inbreeding of inbred animals
Średni inbred Mean inbreeding
w tym ilość zwierząt o inbredzie (%)
including animals with inbreeding of (%)
<0,0313 0,0313–0,0625 0,0625–0,0938 0,0938–0,1250 >0,125 PUŁA WSKA 2004 83 0,08678 21,69 0,00 45,78 0,00 32,53 PUŁA WSKA 2005 178 0,07709 42,70 7,87 25,84 0,00 23,60 PUŁA WSKA 2006 560 0,05833 56,25 14,1 1 10,89 1,43 17,32 PUŁA WSKA 2007 966 0,02801 76,40 9,63 9,01 0,52 4,45 PUŁA WSKA 2008 1165 0,02578 75,19 8,93 12,70 1,89 1,29 PUŁA WSKA 2009 833 0,02571 73,59 16,21 6,96 2,40 0,84 PUŁA WSKA 2010 1059 0,03715 54,30 33,71 6,23 2,83 2,93 PUŁA WSKA 201 1 1003 0,03989 64,61 18,54 6,68 6,18 3,99 Razem – Total 5847 0,047 58,10 13,62 15,51 1,91 10,87 ZŁ. BIAŁA 2004 25 0,05063 64,00 8,00 16,00 0,00 12,00 ZŁ. BIAŁA 2005 42 0,05301 59,52 14,29 7,14 0,00 19,05 ZŁ. BIAŁA 2006 62 0,04417 64,52 9,68 17,74 0,00 8,06 ZŁ. BIAŁA 2007 45 0,03390 68,89 6,67 22,22 2,22 0,00 ZŁ. BIAŁA 2008 70 0,05070 48,57 25,71 8,57 2,86 14,29 ZŁ. BIAŁA 2009 150 0,03344 72,67 20,67 2,67 0,00 4,00 ZŁ. BIAŁA 2010 192 0,03332 58,85 33,33 4,17 0,00 3,65 ZŁ. BIAŁA 201 1 53 0,03381 43,40 50,94 5,66 0,00 0,00 Razem – Total 639 0,042 60,05 21,16 10,52 0,64 7,63 ZŁ. PSTRA 2004 23 0,01596 100,0 0,00 0,00 0,00 0,00 ZŁ. PSTRA 2005 36 0,01487 100,0 0,00 0,00 0,00 0,00 ZŁ. PSTRA 2006 125 0,02473 84,00 11,20 2,40 0,00 2,40 ZŁ. PSTRA 2007 213 0,02885 85,92 10,33 1,41 0,00 2,35 ZŁ. PSTRA 2008 249 0,03226 62,65 34,14 0,00 0,00 3,21 ZŁ. PSTRA 2009 263 0,04157 60,46 33,08 0,00 0,00 6,46 ZŁ. PSTRA 2010 59 0,04743 69,49 20,34 0,00 0,00 10,17 ZŁ. PSTRA 201 1 61 0,02147 85,25 14,75 0,00 0,00 0,00 Razem – Total 1029 0,028 80,97 15,48 0,48 0,00 3,07
Tabela 4. Średnie wyniki zinbredowania populacji świń rasy wbp, pbz, Duroc, Hampshire i Pietrain w latach 1999–2010
Table 4. Mean inbreeding results for the population of wbp, pbz, Duroc, Hampshire and Pietrain pigs in the years 1999–2010
Rasa Breed Rok Year
Ilość zinbredowanych
zwierząt
Number of inbred animals
Inbred zwierząt zinbredowanych Inbreeding of inbred animals
Średni inbred Mean inbreeding
W
tym ilość zwierząt o inbredzie (%)
Including animals with inbreeding of (%)
<0,0313 0,0313–0,0625 0,0625–0,0938 0,0938–0,1250 >0,125 1 2 3 4 5 6 7 8 9 WBP 2004 160 0,05605 65,00 1,25 18,75 0,00 15,00 WBP 2005 229 0,06191 60,26 3,49 15,28 0,00 20,96 WBP 2006 175 0,05690 61,71 1,14 21,71 0,57 14,86 WBP 2007 306 0,03751 67,97 4,90 21,57 0,00 5,56 WBP 2008 404 0,04075 64,60 9,90 17,08 1,24 7,18 WBP 2009 695 0,03931 59,28 20,43 10,94 2,45 6,91 WBP 2010 366 0,02957 63,1 1 25,41 7,65 1,37 2,46 Razem – Total 2335 0,046 63,13 9,50 16,14 0,81 10,42 PBZ 2004 72 0,07539 58,33 0,00 9,72 0,00 31,94 PBZ 2005 104 0,07760 49,04 4,81 21,15 0,00 25,00 PBZ 2006 134 0,05625 61,19 2,99 17,91 0,00 17,91 PBZ 2007 192 0,04839 66,67 4,17 16,67 0,00 12,50 PBZ 2008 253 0,03034 82,21 5,93 3,95 0,00 7,91 PBZ 2009 253 0,04784 69,96 3,56 13,04 0,00 13,44 PBZ 2010 126 0,03547 77,78 5,56 6,35 0,00 10,32 Razem – Total 1134 0,053 66,45 3,86 12,68 0,00 17,01 DUROC 2004 140 0,05730 43,57 16,43 21,43 2,86 15,71 DUROC 2005 95 0,04635 67,37 4,21 12,63 6,32 9,47 DUROC 2006 73 0,05714 54,79 2,74 19,18 0,00 23,29 DUROC 2007 128 0,03198 66,41 12,50 9,38 2,34 9,38 DUROC 2008 99 0,02549 82,83 5,05 1,01 3,03 8,08 DUROC 2009 68 0,05002 70,59 13,24 1,47 0,00 14,71 DUROC 2010 34 0,07175 47,06 5,88 29,41 0,00 17,65 Razem – Total 637 0,049 61,80 8,58 13,50 2,08 14,04
c.d. tabeli 4 Table 4 – contd. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 HAMPSHIRE 2004 6 0,07031 33,33 0,00 33,33 0,00 33,33 HAMPSHIRE 2005 11 0,05717 45,45 0,00 36,36 0,00 18,18 HAMPSHIRE 2006 2 0,03125 100,0 0,00 0,00 0,00 0,00 HAMPSHIRE 2007 0 HAMPSHIRE 2008 0 HAMPSHIRE 2009 0 HAMPSHIRE 2010 0 Razem – Total 19 0,053 59,59 0,00 23,24 0,00 17,17 PIETRAIN 2004 138 0,04368 66,67 11,59 7,25 0,00 14,49 PIETRAIN 2005 121 0,02824 74,38 11,57 9,09 0,83 4,13 PIETRAIN 2006 106 0,03871 70,75 4,72 12,26 2,83 9,43 PIETRAIN 2007 54 0,05494 59,26 12,96 5,56 0,00 22,22 PIETRAIN 2008 63 0,05191 66,67 12,70 3,17 0,00 17,46 PIETRAIN 2009 32 0,07424 43,75 15,63 9,38 0,00 31,25 PIETRAIN 2010 7 0,07957 28,57 0,00 57,14 0,00 14,29 Razem – Total 521 0,053 58,58 9,88 14,84 0,52 16,18
W przypadku ras matecznych w analizowanym okresie czasu (tab. 4) stwierdzono zwiększenie ilości zinbredowanych zwierząt, natomiast w rasach ojcowskich zmniej-szenie ich ilości. Wielkość średniego współczynnika inbredu zwierząt spokrewnio-nych była podobna u świń wszystkich ras, wahała się od 0,046 w rasie wbp do 0,053 w rasach pbz, Hampshire i Pietrain. Analizując procentowy udział osobników zin-bredowanych w pięciu przedziałach współczynnika inbredu stwierdzono, że jedynie u świń rasy wbp większość osobników (88,77%) znajduje się w pierwszych trzech przedziałach zawierających wartości współczynnika inbredu poniżej 0,0938. W po-zostałych rasach ilość zwierząt w tych trzech przedziałach była mniejsza i wynosiła w rasie pbz – 82,99%, w rasie Duroc – 83,88%, Hampshire – 82,83%, Pietrain – 83,30%. Stwierdzono także, że znaczna ilość zwierząt wspomnianych ras (poza wbp) znajduje się w przedziale współczynnika inbredu o wartości ≥0,125.
omówienie wyników
W analizie rodowodowej jednym z ważniejszych terminów jest inbred. Miarą in-bredu jest współczynnik inin-bredu (natężenia chowu krewniaczego) – Fx, który infor-muje, jaka część genów u danego osobnika jest homozygotyczna ponad przeciętną homozygotyczność w populacji. Współczynnik inbredu może przybierać wartości od zera do jedności lub inaczej, od zera do 100%. W hodowli świń w czystości rasy, gdzie nie prowadzi się intensywnego chowu wsobnego, mało prawdopodobne jest by parametr ten przekroczył wartość 0,5 (50%) (Buchanan i Clutter, 2000). Wartość średniego współczynnika inbredu w analizowanym okresie czasu w poszczególnych rasach była różna, jednak jego maksymalna wartość nie przekroczyła F = 0,025. Naj-wyższym współczynnikiem inbredu cechowały się rasy rodzime oraz rasa Pietrain, czyli populacje obecnie o małej liczebności. Wyjątkiem jest rasa Hampshire, która mimo że jest najmniej liczną populacją spośród wszystkich analizowanych ras, to ce-chuje się wartością inbredu na bardzo niskim poziomie (F = 0,002). Mroczko (1999) analizując poziom homozygotyczności populacji świń hodowanych w Polsce w latach 1989–1993 wykazał, że rasami o najwyższej wartości współczynnika inbredu spośród ras rodzimych jest rasa złotnicka pstra (F = 0,0102), a o najniższej wartości rasa pu-ławska (F = 0,003). Spośród ras wysoko produkcyjnych najwyższą wartość tego pa-rametru autorzy uzyskali dla ras Pietrain (F = –0,0176) oraz Hampshire (F = 0,0104), a najniższa dla rasy wbp (F = 0,003). W odniesieniu do populacji świń sprzed ponad 20 lat (Mroczko, 1999) wyniki niniejszej pracy wskazują, że u świń ras rodzimych (złotnickiej białej i złotnickiej pstrej) wielkość współczynnika inbredu kształtuje się na podobnym poziomie, natomiast u świń rasy puławskiej uzyskano wyższą wartość tego parametru.
W przypadku populacji matecznych ras wysoko produkcyjnych (wbp, pbz) w ba-daniach własnych uzyskano nieco wyższą wartość współczynnika inbredu dla rasy wbp i niższą dla rasy pbz, niż w badaniach Mroczko (1999). U świń ras ojcowskich Pietrain i Hampshire w odniesieniu do populacji tych ras sprzed 20 lat stwierdzono mniejszą średnią wartość współczynnika inbredu, a u świń rasy duroc niewielkie większą (o 0,001). Utrzymywanie się na niskim poziomie lub zmniejszanie wartości
współczynnika inbredu w mało licznych rasach ojcowskich należy tłumaczyć stoso-waniem regularnego dolewu „świeżej krwi” poprzez wprowadzanie do stad knurów pochodzących z importu. W przypadku ras rodzimych narzucony realizacją programu ochrony obowiązek prowadzenia hodowli w stadzie zamkniętym sprawia, że wartość średniego współczynnika inbredu tych populacji utrzymuje się na wyższym poziomie, a każde zmniejszenie ich liczebności wpływa na zwiększenie wartości tego wskaźni-ka. Jednak w omawianym okresie czasu u świń ras rodzimych średnia wartość tego wskaźnika zwiększa się średniorocznie jedynie o 0,2% (rasy złotnickie) oraz 0,3% (rasa puławska). Uzyskane wyniki korespondują z wynikami pracy Rathje (2000). Autor ten stwierdza, że w populacjach o liczebności powyżej 400 loch utrzymywa-nych w systemie minimalizacji inbredu obserwuje się roczne zwiększenie inbredu od 0,3% do 0,6%.
Zwiększanie się wartości zinbredowania świń różnych ras obserwowano również w innych krajach. Analizę zmian współczynnika inbredu w populacji świń utrzymy-wanych w Stanach Zjednoczonych w latach 2006–2009 przeprowadzono w badaniach Welsh i in. (2010). Stwierdzono zwiększanie się w tym okresie zinbredowania świń ras Berkshire, Duroc, Hampshire, Landrace i Yorkshire. Autorzy ci wykazali, że 99% populacji jest zinbredowana, a przeważająca ilość zwierząt cechuje się wartością inbredu poniżej 10%. Średnia wartość inbredu poszczególnych ras była wyższa niż w badaniach własnych i wynosiła w rasie Duroc F = 0,032, w rasie Hampshire F = 0,036, a w rasie Landrace F = 0,053. Stwierdzono także, że populacje o mniejszej liczebności (Berkshire i Landrace) cechowały się większą wartością średniego inbre-du, co według autorów sugeruje podjęcie wzmożonych działań w kierunku ochrony tych ras. Colleau i Tribout (2008) rozpatrując wpływ różnych strategii zmniejszania inbredu na zachowanie wartości genetycznej (wartości hodowlanej) francuskiej popu-lacji Landrace wykazali, że tylko odpowiedni dobór knurów o niskim współczynniku inbredu do kojarzeń może zmniejszyć wartość tego parametru w populacji o średnio 21%, a dodatkowo wprowadzenie loch o niskim inbredzie do kojarzeń jeszcze bar-dziej przyczyni się do obniżenia średniej wartości współczynnika inbredu w populacji o kolejne 11%.
Dbałość o utrzymanie w populacji wartości inbredu na niskim poziomie jest nie-zmiernie ważne. Wielu autorów wykazało, że wzrost jego wartości negatywnie wpły-wa przede wszystkim na cechy reprodukcyjne loch poprzez zmniejszenie liczebności miotu, zwiększenia poziomu upadków oraz obniżenia tempa wzrostu zwierząt (Hra-decky, 1988; Ivanchuk i in., 1988 oraz Mroczko i Różycki, 2001). Chów wsobny może być również jednym z czynników wpływających na zwiększenie podatności na stres, wyrażonej wyższą zawartością hormonów stresu we krwi (Reed i in., 2012). Wzrost zinbredowania populacji (wzrost homozygotyczności) może też prowadzić do bezpowrotnej utraty z populacji części bardzo cennych genów, czyli do zmniej-szenia zmienności genetycznej. Zmienność genetyczna ma ogromne znaczenie dla wszystkich gatunków zwierząt. Im większa pula genów w określonej populacji, tym silniejsze jej zdolności adaptacyjne do zmiennych warunków środowiskowych (Cha-ron i Świtoński, 2000).
Podsumowując należy stwierdzić, że w omawianym okresie czasu obserwowano zwiększanie się wartości współczynnika inbredu u świń ras matecznych
utrzymy-wanych w kraju (wbp, pbz, puławska, złb, złp), a także zwiększanie się ilości osob-ników homozygotycznych, szczególnie w rasie puławskiej. U świń ras ojcowskich w analizowanym okresie czasu stwierdzono zmniejszanie się wielkości współczyn-nika inbredu oraz ilości zwierząt homozygotycznych. Wyniki te sugerują, by przy realizacji programów hodowlanych ras matecznych zwrócić szczególną uwagę na ochronę zmienności genetycznej i różnorodności biologicznej. W przypadku ras o małej liczebności (na przykład rasy rodzime) działania te mogą być realizowane poprzez ochronę ex situ.
piśmiennictwo
B u c h a n a n D.S., C l u t t e r A.C. (2000). Inbreeding in Swine. NSIF–FS4. Purdue University, Coopera-tive Extension Service, West Lafayette, IN 47907, pp. 1–4, http://www.nsif.com/Factsheets/nsif4.pdf C h a r o n K.M., Ś w i t o ń s k i M. (2000). Genetyka zwierząt. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
C o l e J.B. (2007). PyPedal: A computer program for pedigree analysis. Computers and Electronics in Agriculture, 57, 1: 107–113.
C o l l e a u J.J., T r i b o u t T. (2008). Optimized management of genetic variability in selected pig popula-tions. J. Anim. Breed. Genet., 125: 291–300.
C r o q u e t C., M a y e r e s P., G i l l o n A., Va n d e r i c k S., G e n g l e r N. (2006). Inbreeding depression for global and partial economic indexes, production, type, and functional traits. J. Dairy Sci., 89 (6): 2257–2267.
H r a d e c k y J. (1988). Pribuzenska plemenitba u prasat plemene landrase. Żivoc. Vyr., 33 (8): 731–738. I v a n c h u k V.A., L o p a t i n a N.N., M a l t s e v a I.V. (1988). Inbreeding and productivity in pigs.
Gen-et., razvedenie i selektsiya svinei, Moscow, pp. 60–65.
M c P a r l a n d S., K e a r n e y J.F., R a t h M., B e r r y D.P. (2007). Inbreeding trends and pedigree analy-sis of Irish dairy, and beef cattle populations. J. Anim. Sci., 85 (2): 322–31.
M r o c z k o L. (1999). Poziom zinbredowania świń hodowanych w Polsce. Rocz. Nauk. Zoot., Supl. 3: 187–193.
M r o c z k o L., R ó ż y c k i M. (2001). Effect of inbreeding level on reproductive performance of sows and boars. Ann. Anim. Sci., 1, 1: 39–49.
R a t h j e T.A. (2000). Strategies to manage inbreeding accumulation in swine breeding company nucleus herds: Some case studies. J. Anim. Sci., 79: 1–8.
R e e d D.H., F o x C.W., E n d e r s L.S., K r i s t e n s e n T.N. (2012). Inbreeding-stress interactions: evo-lutionary and conservation consequences. Ann. N. Y. Acad. Sci., 1256: 33–48.
R ó ż y c k i M. (1994). Hodowla i użytkowanie świń. Praca zbiorowa, red. B. Grudniewska. Wyd. AR-T Olsztyn, ss. 465–499.
S e w a l e m A., K i s t e m a k e r G.J., M i g l i o r F., Va n D o o r m a a l B.J. (2006). Analysis of inbreeding and its relationship with functional longevity in Canadian dairy cattle. J. Dairy Sci., 89: 2210–2216. S o r e n s e n A.C., S o r e n s e n M.K., B e r g P. (2005). Inbreeding in Danish dairy cattle breeds. J. Dairy
Sci., 88 (5): 1865–1872.
We l s h C.J., S t e w a r t T.S., S c h w a b C., B l a c k b u r n H.D. (2010). Pedigree analysis of 5 swine breeds in the United States and the implication for genetic conservation. J. Anim. Sci., 88: 1610–1618.
MAGDALENA SZYNDLER-NęDZA, ROBERT ECKERT, KAROLINA SZULC, TADEUSZ BLICHARSKI, ŁUKASZ CIEMIńSKI, KAMIL BARTOCHA
Analysis of changes in the inbreeding coefficient of the polish pig population
SUMMARY
The aim of the study was to evaluate the homozygosity of genotypes in pigs currently raised in Po-land. The analysis of the degree of inbreeding covered three native pig breeds: Puławska (puł), Złotnicka White (złb) and Złotnicka Spotted (złp), as well as five breeds of high producing pigs: Polish Large White (wbp), Polish Landrace (pbz), Hampshire (Hamp), Duroc (Dur) and Pietrain (Pie). The study ac-counted for pedigree data of the native breed pigs from the period 2004-2011 and those of high pro-ducing pigs from 2004–2010. The collected data were subjected to analysis of inbreeding. Mean coef-ficient of inbreeding (F) was estimated for all the analysed breeds in different years. The presence of inbred animals was analysed for five ranges of the inbreeding coefficient (F<0.0313; 0.0313≤F<0.0625; 0.0625≤F<0.0938; 0.0938≤F<0.125; F≥0.125). During the analysed period, the coefficient of inbreeding was found to increase in maternal pig breeds raised in Poland (wbp, pbz, puł, złb, złp), while the number of homozygous animals increased especially among Puławska pigs. In sire pig breeds, the coefficient of inbreeding and the number of homozygous animals were found to decrease. These findings suggest that breeding programmes for maternal breeds should pay special attention to preservation of genetic variation and biological diversity. In the case of numerically small breeds (e.g. native breeds), these measures could be implemented through ex-situ conservation.
