VII SEMINAR ODGAJIVAČKIH ORGANIZACIJA

U STOČARSTVU REPUBLIKE SRBIJE

01.-04. April 2018., Kladovo

SAVREMENI TRENDOVI U SELEKCIJI

SVINJA

Dr Dragan Radojković

Uvodna razmatranja

Selekcija svinja, pored odgajivanja i ishrane, predstavlja jedan od tri

osnovna temelja na kojima se zasniva savremeno svinjarstvo.

Napredak koji se postiže sprovođenjem selekcije u pogledu proizvodnih i

ostalih osobina trajno ostaje u populaciji svinja.

Pojedinačni pomaci koji se ostvaruju selekcijom tokom vremena u

različitim generacijama se praktično sabiraju i doprinose ukupnoj genetskoj

vrednosti životinja.

U poslednjih 100 godina debljina leđne slanine kod savremenih rasa

svinja je smanjena za 75%, brzina rasta je povećana za 100%, dok je

nešto manji napredak učinjen na polju plodnosti svinja.

U većini evropskih odgajivačkih programa u svinjarstvu ostvaruje se

godišnji genetski progres za dnevni prirast od + 20 g/dnevno, mesnatost

od + 0.5 % i veličinu legla od + 0.2 prasadi/leglu.

Većina ovih promena je rezultat poboljšanja u oblasti evidentiranja

proizvodnih podataka na farmskom nivou i uvođenja savremenih

informacionih sistema na nivou asocijacija proizvođača svinja ili na

nacionalnom nivou, kao i usavršavanja metoda za genetsku procenu

životinja (procenu priplodne vrednosti).

Veliki uticaj na postizanje visokih proizvodnih rezultata u svinjarstvu,

posebno kada je reč o osobinama kvaliteta trupa i mesa, imalo je

povećanje preciznosti merenja fenotipa ovih osobina kako na liniji klanja

tako i na kandidatima za selekciju.

Uprkos velikom genetskom napretku ostvarenom u poslednje dve decenije

u pogledu proizvodnih osobina svinja biološki limiti još nisu dostignuti.

Dostignuća na polju molekularne genetike dovešće do široke primene

genomske selekcije koja može da poveća tačnost procene genetske

vrednosti životinja, smanji generacijski interval i tako dovede do

povećanja efekata selekcije.

Uvodna razmatranja

Principi selekcije

P = G + E

CILJ = Napredak – unapređenje populacije!!

“Izbor (odabiranje) najboljih jedinki (roditeljskih parova) sa

ciljem unapređenja populacije”

Merimo fenotip fenotipska vrednost

Parimo najbolje♀ sa najboljim♂

Principi selekcije

INDIVIDUA

PRECI SRODNICI POTOMCI

BRAĆA

(POLUBRAĆA)

SESTRE

(POLUSESTRE) SINOVI KĆERI

OTAC

MAJKA

rPG <

rPG >

Principi selekcije

Priplodna vrednost životinje (PV) – zajednički učinak

gena koji se prenosi na potomke

Procena PV – na osnovu sličnosti između srodnika

Efikasnost (uspeh) selekcije

ΔG = (i × r × σa) / g <=> h2 × S / g

i – intenzitet selekcije

r – tačnost PV

σa – standardno odstupanje PV

g – generacijski interval

h2 – heritabilitet osobine

S – selekcijski diferencijal

Principi selekcije

Konvencionalne metode procene PV

FENOTIPSKA (MASOVNA) SELEKCIJA

METODA SELEKCIJSKIH INDEKSA

METODA MEŠOVITIH MODELA (BLUP)

METODA SLUČAJNE REGRESIJE

BAJESOV METOD

ANALIZA PREŽIVLJAVANJA (Kaplan - Meier,

Cox Reg. Mod., Weibull Reg. Mod.)

OSOBINE

- PORAST

- KONVERZIJA HRANE

- KVALITET TRUPA

- VELIČINA LEGLA

- LONGITUDINALNE

- NISKONASLEDNE

- DUGOVEČNOST

METODE

Principi selekcije

Molekularno genetske metode procene PV

LANČANA REAKCIJA POLIMERAZOM - PCR

SEKVENCIONIRANJE DNK – MAPIRANJE GENA

- GENETSKI MARKERI

MIKROSATELITI (STR)

POLIMORFIZAM JEDNOG NUKLEOTIDA (SNP)

- OTKRIVANJE LOKUSA KVANTITATIVNIH OSOBINA (QTL)

ANALIZA GENA KANDIDATA

MAPIRANJE QTL-a

- GENOMSKI PROCENJENA PRIPLODNA VREDNOST (gPV)

Konvencionalne metode

Primena uređaja koji omogućavaju merenje debljine slanine i dubine

mišića, kako na živim životinjama, tako i na trupovima svinja, sa

maksimalnom tačnošću.

Prenosivi ultrazvučni aparati (A Mode i Real Time Ultrasound Technology)

pogodnih za merenja na živim životinjama na farmama

Konvencionalne metode

Različiti tipovi ubadajućih sondi koje se koriste za ocenu mesnatosti

trupova na liniji klanja (Fat-O-Meter, Ulster Probe, Hennessy Grading Probe

itd.). Koriste se i složeniji sofisticirani sistemi za ocenu mesnatosti na liniji

klanja kao što su Auto FOM ili Danski Klasifikacioni Centar.

Fat-O-Meter Hennessy Grading Probe

Konvencionalne metode

Auto FOM

Konvencionalne metode

Najveći progres koji je do danas učinjen u ovom pravcu je uvođenje

kompjuterske tomografije (CT) kao rutinske metode za ocenu udela tkiva u

trupovima nerastova kandidata za selekciju od 2008. godine u okviru

kompanije NORSVIN. Procena da će zahvaljujući ovoj novini godišnji

genetski progres biti između 17 i 30 %.

Konvencionalne metode

U okviru aktivnosti za izradu “Pravilnika o kvalitetu svinjskih trupova i

polutki” konstruisane su dve jednačine za ocenu mesnatosti svinjskih

trupova na liniji klanja.

METODA DVE TAČKE

PM = 65,93356 – 0.17759 × S + 0,00579 × M – 52,54737 × S/M

R2 > 0.64

RMSEP < 2.5 %

Konvencionalne metode

METODA JEDNE TAČKE

PM = 55,69165 – 0.35173 × F1 + 0,04283 × F2 + 0,77916 × F2/F1

R2 > 0.64

RMSEP < 2.5 %

Konvencionalne metode

FENOTIPSKA (MASOVNA) SELEKCIJA

- PERFORMANS TEST

- SIB TEST

- PROGENI TEST

h2

Broj potomaka

Tačnost (r

)

Konvencionalne metode

Kontinuirano poboljšanje proizvodnih osobina svinja omogućila je

primena linearnih metoda za procenu priplodne vrednosti:

- METODA SELEKCIJSKIH INDEKSA

- METODA MEŠOVITIH MODELA (BLUP)

Prednosti:

- istovremena selekcija na više

osobina

- uvažava ekonomsku vrednost

- jednostavnost praktične primene

Nedostaci:

- procenjena priplodna vrednost se ne

menja tokom proizvodnog života

- pretpostavka da životinje proizvode

u približno jednakim uslovima

METODA SELEKCIJSKIH INDEKSA

)xx(b)xx(b...)xx(b)xx(bIn

iiiinnn

1

222111

GvPb GvPb 1

Gvv

Pbb

ˆ

ˆr

,

,

H

IIH

→

Konvencionalne metode

SELEKCIJSKI INDEKS

SI1 = 0,0986 (x1 - 1x ) + 0,0655 (x2 - 2x )

SI2 = 0,0625 (x1 - 1x ) + 0,0430 (x2 - 2x )

SI3 = 0,0729 (x1 - 1x ) + 0,0328 (x2 - 2x )

SELEKCIJSKI INDEKS SI = 1,3942 (x1 – X 1) + 0,2970 (x2 – X 2)

Primer 1. X1 – Broj živorođene prasadi; X2 – Broj odgajene prasadi

Primer 2. X1 - % mesa; X2 – Životni dnevni prirast

Konvencionalne metode

Prednosti:

- sistematski i slučajni uticaji se

rešavaju istovremeno

- uzimaju se u obzir rezultati

srodnika

- procena priplodne vrednosti i za

životinje koje nemaju rezultate

- omogućena je selekcija na više

nivoa jer se priplodna vrednost

menja tokom proizvodnog života

Nedostaci:

- potreba za relativno čestim

izračunavanjima priplodne

vrednosti

- korišćenje efikasnog informacionog

sistema

- korišćenje računara velikih

mogućnosti i savremenih softvera

- smanjenje genetske varijabilnosti i

povećanje koeficijenta srodstva

METODA MEŠOVITIH MODELA (BLUP)

Konvencionalne metode

Y = Xb + Za + e

Konvencionalne selekcijske metode koje se baziraju na korišćenju

proizvodnih podataka i podataka o poreklu životinja u poslednje dve

dekade dale su veoma dobre rezultate.

Primeri:

• U periodu od 2000.-2005. godine godišnji genetski napredak u 25 %

najbolje rangiranih farmi australijske populaciji svinja iznosio je + 9,52

g/dan za prosečan dnevni prirast, - 0.28 mm za debljinu leđne slanine,

- 0.028 kg/kg za konverziju hrane, + 0.20 mm za dubinu mišića i + 0,28

prasadi po leglu.

• Od 2007 do 2011 DanBred je postigla prosečan godišnji genetski progres

od + 2.10 g/dan za prosečan dnevni prirast, + 0.10% mesa u polutkama i

+ 0.40 žive prasadi 5-tog dana posle prašenja po leglu (LP5).

• TOPIGS u 2011., beleži povećanje dnevnog prirasta od 5 g/dan,

mesnatosti od 0.5% i broja živorođene prasadi po leglu od 0.7 u poređenju

sa 2010. godinom.

Konvencionalne metode

Ovako dobri rezultati su ostvareni zahvaljujući primeni savremenog

pristupa selekciji svinja koji podrazumeva stvaranje najšire moguće baze

za prikupljanje proizvodnih podataka i podataka o poreklu životinja.

To je omogućeno:

• Uvođenjem modernih informacionih sistema na farmama svinja i u

okviru odgajivačkih organizacija.

• Većom razmenom genetskog materijala između farmi (VO).

• Korišćenjem rezultata performans testa organizovanog u farmskim

uslovima za procenu PV nerasta i nazimica.

• U zemljama sa razvijenim svinjarstvom danas se rutinski primenjuje

višeosobinski BLUP-AM koji u potpunosti koristi raspoložive podatke i

obezbeđuje maksimalnu korelaciju između procenjene priplodne

vrednosti i agregatnog genotipa životinja.

Konvencionalne metode

U cilju povećanja tačnosti procene priplodne vrednosti, od koje

direktno zavisi i ostvareni genetski progres, danas se intenzivno radi i na

uvođenju savremenijih metoda za procenu genetskih parametara i

priplodne vrednosti.

Primeri:

• Za longitudinalne podatke kao što je na primer veličina legla u

uzastopnim prašenjima ili dnevni prirast pri različitim uzrastima primenjuje

se model slučajne regresije (Random Regresion Model).

• Kod osobina koje delimično odstupaju od normalne raspodele kao i kod

niskonaslednih osobina sve više se za ocenu genetskih parametara

koristi Bajesov pristup (Bayesian approach).

• Za procenu PV dugovečnosti krmača koristi se analiza preživljavanja

(Survival Analysis: Kaplan - Meier, Cox Reg. Mod., Weibull Reg. Mod.).

Konvencionalne metode

Genetske kompanije i/ili nacionalne asocijacije proizvođača svinja u zemljama

sa razvijenom svinjarskom proizvodnjom su već izvršile ozbiljne rekonstrukcije

svojih odgajivačkih ciljeva.

Table 1. Selection traits used by Nordic breeding organizations (Rydhmer, 2005)

Type of trait Organisation Selection trait

Reproduction Norsvin Age at 1st service; Litter size, born alive; Number of teats; Litter weight at 3 wk; Weaning to service interval

Danbred Litter size, alive at 5 days FABA Age at 1st farrowing; Litter size, total born; Stillborn;

Mortality of liveborn; Farrowing interval Quality Genetics Litter size, born alive; Farrowing interval

Production Norsvin Growth rate (age at 100 kg); Carcass leanness; Feed efficiency (25-100 kg); Dressing percentage; Bacon side quality

Danbred Growth rate (0-30 kg); Growth rate (30-100 kg ); Carcass leanness; Feed efficiency (30-100 kg); Dressing percentage

FABA Growth rate (30-100 kg); Carcass leanness; Feed efficiency (30-100 kg)

Quality Genetics Growth rate (birth-100 kg); Carcass leanness; Feed efficiency (30-100 kg)

Health Norsvin Conformation score; Osteochondrosis Danbred Conformation scores; E.coli (MAS) Quality Genetics Conformation scores; Osteochondrosis

Meat quality Norsvin Ultimate pH; Reflection; Intramuscular fat (Duroc) FABA Ultimate pH; Reflection Quality Genetics RN- allele (Hampshire)

Konvencionalne metode

Molekularno genetske metode

Kraj 20. i početak 21. veka obeleženi su veoma intenzivnim istraživanjima i

saznanjima koja su donela veliki napredak u oblasti molekularne genetike.

Molekularne informacije mogu da povećaju tačnost selekcije, omoguće

selekciju na polom ograničene osobine i da omoguće selekciju za osobine koje

je teško meriti kao što je kvalitet mesa.

Table 2. Molecular Genetic Tests Used by the Swine Industries (Rothschild, 2010)

Gene or test Industry Use

Parentage tests exclusive use within some companies, commercially available HAL meat quality, commercially available ESR, EPOR litter size, commercially available KIT white color - exclusive use MC1R red/black color, use unknown MC4R growth and fatness, commercially available FUT1 edema E. coli F18, exclusive use RN meat quality, commercially available AFABP, HFABP intramuscular fat, use unknown PRKAG3 meat quality, commercially available CAST tenderness, commercially available IGF2 carcass composition, commercially available Trade secret tests several traits – many companies

Poslednjih godina je učinjen značajan progres na polju istraživanja genetike i

genomike svinja zahvaljujući integraciji unapređenih tehnika molekularne

biologije, bioinformatike i računarske biologije i zajedničkim naporima istraživača

uključenih u proučavanje genomike svinja.

Broj mapiranih QTL se i dalje povećava.

Učinjen je veliki napredak u proučavanju ekspresije gena. Broj identifikovanih

nekodiranih RNA je rapidno povećan i njihova egzaktna regulatorna funkcija se

istražuje.

Na projektu sekvencioniranja genoma svinje radi međunarodni konzorcijum

SGSC (Swine Genome Sequencing Consortium) i brojni drugi istraživački instituti

i učinjen je ogroman napredak.

Najnovija dostignuća na sekvencioniranju genoma svinje i naredna generacija

sekvencionih tehnologija je dovela do proizvodnje 60K SNP čipa visoke gustine

za svinje. Ovaj SNP čip je dizajniran izborom 64232 SNP odabranih od ukupno

preko 549000 poznatih SNP.

Molekularno genetske metode

Ovaj tip čipova je neophodan za primenu genomske selekcije koja predstavlja

budućnost selekcije svih vrsta domaćih životinja.

Ovaj metod integriše genotipske, fenotipske i podatke o poreklu za procenu

priplodne vrednosti i selekciju asistiranu markerima zasnovanu na širokoj

pokrivenosti celokupnog genoma.

Genomska selekcija može da omogući selekciju životinja na osobine kod kojih je

genetsko unapređenje ranije bile veoma komplikovano (otpornost na bolesti,

kvalitet mesa, polom limitirane osobine).

Različite metode za genomsku selekciju su razvijene tokom protekle dekade

(GBLUP, Bayes A, Bayes B, Bayes C, PLSR) i simulacije pokazuju da one mogu da

povećaju tačnost procene gPV i dovedu do smanjivanja generacijskog intervala.

Neke genetske kompanije u svinjarstvu su već objavile da su počele sa primenom

genomske selekcije (DanBred, TOPIGS, Hypor, IFIP, PIC, GENESUS).

Molekularno genetske metode

Molekularno genetske metode

Šematski prikaz genomske selekcije (procena genomske priplodne vrednosti - gPV)

Očekivani pravci selekcije svinja u budućnosti

Da li treba očekivati, u skladu sa aktuelnim genetskim trendovima, da se do 2050.

godine postigne prosečan dnevni prirast od oko 1.5 kg/dan, plodnost od oko 20

prasadi po leglu i debljina slanine manja od 8 mm ili će trendovi biti sporiji?

Koliko brzo će se povećavati proizvodni kapaciteti svinja u budućnosti i koji su

krajnji nivoi koji će biti dostignuti zavisiće od razvoja odnosa u proizvodnom lancu

u svinjarstvu i od raspoložive tehnologije koja treba da omogući realizaciju

postavljenih odgajivačkih ciljeva i genetskog progresa.

Odgajivači neće moći da gaje svinje kao nekada. Potrebni su novi odgajivački

ciljevi koji neće samo smanjivati troškove već će ići i u pravcu bolje dobrobiti

životinja, smanjenja korišćenja antibiotika, smanjenju emisije ugljenika i

odgovarajuće organske proizvodnje pored konvencionalne proizvodnje svinja.

Za ostvarivanje ovih ciljeva biće potrebni novi fenotipovi za: (a) vitalnost, (b)

ujednačenost, (c) robustnost, (d) dobrobit i zdravlje i (e) smanjenje emisije

ugljenika, a da pri tome zadrže efikasnost proizvodnje.

Videli smo da su genetska selekcija i bolja kontrola okruženja dovele do značajnog

povećanja nivoa produktivnosti svinja. Tako visoke performanse za posledicu

imaju visoke fiziološke zahteve koji mogu da pogoršaju zdravlje i dobrobit.

Pri selekciji na određenu osobinu treba da budu sagledane moguće posledice po

druge osobine kako bi se izbeglo pogoršanje bilo koje druge osobine, posebno

onih koje su povezane sa zdravljem i dobrobiti. Takođe je važno oceniti efekte

selekcije tokom celog života životinja, a ne samo tokom pojedine faze njihovog

života.

Očekivani pravci selekcije svinja u budućnosti

Poslednjih godina svedoci smo narastajuće pažnje stanovništva i potrošača

prema uslovima i opštem uticaju stočarske proizvodnje na okruženje. Razvoj

društva i društvenih odnosa doveo je do povećane svesti o etičkim i sociološkim

aspektima stočarstva.

Ovo je dovelo do potrebe da se u okviru odgajivačkih programa veći značaj daje

socijalno značajnim osobinama kao što su dobrobit i zdravlje svinja, uticaj

proizvodnje svinja na ekologiju i zdravstvena ispravnost i senzorski kvalitet

svinjetine. Većina ovih osobina ima ekonomski i neekonomski značaj i većinom su

dovoljno nasledne za uspešnu genetsku selekciju.

Odgajivačke organizacije često ne znaju kako da se nose sa neekonomskom

vrednošću tih osobina i na koji način da ih uključe u odgajivačke programe. Neke

od ovih osobina još nisu dovoljno tačno definisane i naslednost ovih osobina nije

dovoljno poznata da bi bile uključene u odgajivačke programe.

Očekivani pravci selekcije svinja u budućnosti

GDE JE NAŠE MESTO???

HVALA NA PAŽNJI!!!