THE GENETIC DIVERSITY OF THE POPULATION OF AKHALTEKE HORSES IN CHOSEN COUNTRIES GENETICKÁ DIVERZITA POPULACÍ ACHALTEKINSKÉHO KONĚ VE VYBRANÝCH STÁTECH

Transkript

1 THE GENETIC DIVERSITY OF THE POPULATION OF AKHALTEKE HORSES IN CHOSEN COUNTRIES GENETICKÁ DIVERZITA POPULACÍ ACHALTEKINSKÉHO KONĚ VE VYBRANÝCH STÁTECH Prausová M., Jiskrová I. Ústav chovu a šlechtění zvířat, Agronomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, Brno, Česká republika. prauska@seznam.cz, jiskrova@mendelu.cz ABSTRACT Akhalteke horse is considered to be one of the oldest horse breed in the world. The population of the Akhalteke horses count about 3000 horses today and this breed is recorded as the national cultural heritage UNESCO. Our research objective is to find out the genetic diversity in the breed and between their sirelines, heterozygous of their population in several breeding coutries. The research of the genetic diversity of the population should be contribute to improve the breeding methods used in the breeding proces in this breed. It s necessary to analyse the manifestation of the heterozygous in the future breeding and the genetic balance of the population of Akhalteke breed. The results of our work have to act as the recommendation for the breeders of Akhalteke horses all around the world. The database of the horses and their DNA type is offered by the Czech association of Akhal-Teke breeders (ČSCHAT) and the International Association of Akhal-Teke breeders (MAAK). We devided the whole database to the groups according to part of another breed in pedigree to purebred or partbred Akhalteke horses and next to groups according to sex, place of breeding and sirelines. Key words: Akhalteke horse, genetic distance, heterozygous population, degree of inbreeding

2 ÚVOD Achaltekinský kůň je považován za nejstarší plemeno koní na světě. Historie chovu achaltekinských koní sahá až do 3. tisíciletí př. Kristem (SHIRLIYEV, 2003, ABRAMOVA, 2003). Jméno dostal achaltekinský kůň podle jedné z oáz Turkmenistánu (Achal) a kmeni (Teke), který tuto oázu obýval (MAREŠOVÁ, 2004, DUŠEK, 2001). Je to kůň všestranně využitelný, konstitučně tvrdý a ochotný k práci. Nejvíce plemeno proslavil vraný hřebec Absent, který získal na Olympijských hrách v roce 1968 zlatou medaili v drezúře. Bowling, Ruvinsky (2000) uvádí, že v kontrastu s rozšířenými plemeny se vyskytuje několik skupin unikátních genetických zdrojů. Tyto jsou většinou odlišné v typu, exteriéru a využití a většina se jich nehodí k charakteru využití rozšířených plemen. Tyto málopočetná plemena směřují k nejisté budoucnosti, protože jejich místo na světě se stále zmenšuje. Pouze několik z těchto plemen dosáhlo ochrany v podobě lokálního upřednostňování daného plemene a jeho schopností, ale většina takovou ochranu postrádá. Příkladem unikátních genetických zdrojů je také achaltekinský kůň. V současnosti je největší populace achaltekinských koní chována v Turkmenistánu (cca 40%), Rusku, Kazachstánu, Uzbekistánu, v Evropě a USA. Celkový počet achaltekinských koní na celém světě je odhadován na 3000 ks, z toho je 350 plemenných hřebců a 1140 chovných klisen, zbytek je tvořen mladými koňmi a hříbaty. Achaltekinský kůň je díky ochraně chovatelů z Ruska a Evropy veden jako kulturní památka UNESCO (MAREŠOVÁ, 2004). Achaltekinský kůň je u nás chován od roku 1990, ale již několik let předtím byl do ČR dovezen první achaltekinský kůň, hřebec Garut 10 (DUŠEK, 1986). V současné době je počet achaltekinských koní v ČR celkem 215 koní, jak plnokrevných, tak podílových. Rozvoj chovu achaltekinského koně zapříčinil sjednocení všech chovatelů do Českého svazu chovatelů achaltekinských koní (ČSCHAT) a následně vstup ČSCHATu jako právoplatného člena Mezinárodní asociace chovatelů achaltekinských koní (MAAK) v Rusku ( U achaltekinských koní je vytvořeno 18 otcovských linií: po hřebci 2a Boinou je to celkem 13 linií, a to Arab, Sere, Peren, Karlavač, El, Sovchoz II., Everdi Teleke, Skak, Melekuš, Posman, Kir Sakar, Kaplan, Toporbaj. Po hřebci Sultan Guli jsou 2 linie Gelišikli a Fakirpelvan a po hřebci Čopar-Kel 3 linie Ak Belek, Ak Sakal a Dor Bajram ( Vedením Plemenné knihy plnokrevných achaltekinských koní a Plemenné knihy podílových AT je pověřen MAAK a Všeruský vědecko-výzkumný institut pro chov koní (VNIIK). MAAK sdružuje národní asociace z celého světa, zajišťuje veškerý servis spojený s chovem a šlechtěním achaltekinských koní. Státní plemenná kniha pro plnokrevné achaltekinské koně je uzavřená, PK pro podílové koně je otevřená ( Jak uvádí Bowling, Ruvinsky (2000) jsou unikátní plemena vázána striktně v uzavřených plemenných knihách (PK), což vylučuje zapsání jedince z odlišného chovu, který může být stejně čistokrevný jako jedince zapsaný v PK. Jedním z příkladů je

3 mezinárodní chov achaltekinských koní. Za achaltekinské koně jsou považováni koně zapsaní v ruské PK. Iránští chovatelé achaltekinského plemene nemají koně zapsané do Státní plemenné knihy, a proto jsou vyloučeni z programu k zajištění pokroku a pokračování chovu tohoto unikátního a starověkého genetického zdroje. Platí tedy tato nařízení státní PK plnokrevných achaltekinských koní vydané 4. března 1998 Ministerstvem zemědělství Ruska pro zápis koní do PK: Státní PK je vydávána ne častěji než každé 4 roky a vytváří soubor dat všech registrovaných koní náležejících k čistokrevnému achaltekinskému plemeni. Číslo koně v PK je napsáno vždy na začátku. Nemění se a nesmí se opakovat během života koně. Státní PK plnokrevných achaltekinských koní se skládá ze dvou sekcí I. hřebci, II. chovné klisny. * Sekce hřebci se dělí na tři části: 1. Registr hřebců zapsaných v PK poprvé. 2. Hřebci zapsaní v předchozích dílech PK, jejichž potomstvo z plnokrevných matek bylo zapsáno v současném nebo předchozích dílech PK. 3. Hřebci, jejichž dcery jsou zapsány v současném nebo předchozích dílech PK. * Sekce chovné klisny je rozdělena na dvě části: 1. Klisny zapsané poprvé v PK. 2. Informace o potomstvu klisen zapsaných v předchozích dílech PK. Pravdivost původu koně musí být potvrzena selekčním centrem MAAKu na základě imunogenetických testů a testů DNA provedených v imunogenetické laboratoři, která musí být členem ISAC (International Society for study of genetics in animals). Po identifikaci původu hříběte je mu uděleno 9-místné číslo a hříbě je zapsáno do Registru mladých koní v roce svého narození. Na základě zápisu hříběte do Registru je hříbě zapsáno pod matkou do PK. Součet a zápis podílových achaltekinských koní a jejich kříženců se uskutečňuje na stejné bázi jako u plnokrevných achaltekinských koní. PK podílových achaltekinských koní a jejich kříženců obsahuje data všech registrovaných podílových achaltekinských koní a jejich kříženců (RJABOVA, 1998, REJVOLDOVÁ, 2006). Pro genetické určování paternity a DNA typu u koní je nejčastěji používán set mikrosatelitních markerů, které jsou provázané a vysoce polymorfní, vykazují nízký stupeň mutace, jsou lehce vyhodnotitelné a mohou být znásobeny v jednoduché PCR reakce. Panel mikrosatelitů pro ověřování paternity u koní byl sestaven v prvním stupni mapování genomu koní. Aktuální dostupná základní souprava pro koně zahrnuje panel 12mikrosatelitů (dnes již 13), která je zesílena ve dvě multiplexové PCR reakce jeden osmiplex a druhý čtyřplex (dnes pětiplex). Vybrané markery VHL20, HTG4, HTG6, HTG7, HTG10, AHT4, AHT5, HMS1, HMS2, HMS3, HMS6, HMS7 a ASB2 - mají kombinovanou vylučující pravděpodobnost 99% ve výběru plemen včetně anglického plnokrevníka, bavorského teplokrevníka a dalších. Moderním mapováním se zjistilo, že těchto 13 markerů používaných

4 v panelu není na jednom stejném chromosomu, například HMS6 a HTG7 leží na 4chromosomu, HMS3 a HTG4 na 9 chromosomu (BOWLING, RUVINSKY, 2000). Genetická vzdálenost byla v České republice poprvé stanovena u starokladrubského koně mezi jednotlivými páry otcovských skupin (JAKUBEC et al., 1995). Autoři prokázali velmi těsnou vazbu mezi vysokými hodnotami genetické vzdálenosti a nízkými koeficienty příbuznosti. Autoři v čele s V. Jakubcem sledovali změny intenzity příbuzenské plemenitby a vnitrogenetické proměnlivosti uvnitř celé populace STKL koně dále v r Jako jednou z dalších byla vypracována studie Stanovení rozdílnosti genofondu moravského teplokrevníka od českého teplokrevníka a trakénského koně na základě genetického polymorfismu autorů Jiskrová, Glasnák, Misař (2002), kteří vyhodnotili, že genetická vzdálenost moravského a českého teplokrevníka závisí na vlivu zušlechťujících plemen. Cílem naší práce je zjistit genetickou diverzitu v rámci achaltekinského plemene a jeho linií, heterozygotnost populací v jednotlivých chovatelských zemích. Dále je nutné vyhodnotit projev heterozygotnosti v budoucnosti a genetickou rovnováhu daných populací achaltekinského plemene. METODIKA Kritériem pro výběr koní do databáze bude zapsání daného koně v plemenné knize achaltekinského koně (pro plnokrevné AT a pro podílové AT). Dále sestavíme databázi koní z následujících států: ČR, Ruska, Kazachstánu a Německa. Výběr států koresponduje s nejpočetnějšími chovy achaltekinských koní na světě. V současné době čítá databáze achaltekinských koní 215 koní v ČR, 465 koní v Rusku, 75 koní v Kazachstánu a 122 koní v Německu. Výchozí databáze achaltekinských koní vznikne na základě seznamu koní, který bude poskytnut ČSCHATem a MAAKem. U všech koní budou zaznamenány tyto údaje: Jméno koně Otec Matka Otec matky Linie Rok narození Pohlaví Chovatel Majitel Procentické zastoupení genů cizího plemene DNA typ mikrosatelity a jejich alely Celou databázi achaltekinských koní v konečné fázi rozdělíme podle 4 efektů: Pohlaví Podíl genů cizího plemene Místo chovu

5 Linií Třídění do skupin podle pohlaví: 1 hřebci 2 klisny 3 - valaši Třídění do skupin podle podílu genů cizího plemene: 1 plnokrevní AT 2 podíloví AT Třídění do skupin podle místa chovu: 1 Česká republika 2 Rusko 3 Kazachstán 4 - Německo Třídění do skupin podle linií: 1 Arab 2 Ak Belek 3 Ak Sakal 4 Dor Bajram 5 El 6 Everdi Teleke 7 Fakirpelvan 8 Gelišikli 9 Kaplan 10 Karlavač 11 Kir Sakar 12 Melekuš 13 Peren 14 Posman 15 Sere 16 Skak 17 Sovchoz II. 18 Toporbaj Stanovení genetického typu jednotlivých koní je prováděno v chovu achaltekinských koní u každého koně zapsaného do PK v atestovaných imunologických laboratořích (v ČR Hradišťko pod Medníkem a LamGen při MZLU v Brně) v systému 13 mikrosatelitů:

6 Mikrosatelit AHT4 AHT5 ASB2 HMS3 HMS6 HMS7 HTG4 HTG10 VHL20 HTG6 HMS2 HTG7 HMS1 Alely ; každé sudé číslo ; každé liché číslo ; každé sudé číslo ; každé liché číslo ; každé liché číslo ; každé sudé číslo ; každé sudé číslo ; každé sudé číslo ; každé sudé číslo ; každé liché číslo ; každé sudé číslo ; každé liché číslo ; každé sudé číslo Pro rozčleněnou databázi mikrosatelitů koní vyhodnotíme genetickou rovnováhu dle Hardy-Weinbergova exaktního testu, odhadneme koeficient inbreedingu (Fis) pro jednotlivé skupiny koní. Dále stanovíme frekvenci alel pro jednotlivé skupiny koní, vypočítáme heterozygotnost (H), vyhodnotíme projev heterozygotnosti v budoucnosti a zjistíme genetickou vzdálenost (D) mezi sledovanými skupinami koní. Průměrná heterozygotnost (H) mezi sledovanými skupinami koní bude stanovena podle vzorce : H = N i n Hi, j j N 1 = n N 1 * N n Hi, j n i= 1 j= 1 H = N Aa / N...podíl hetrozygotnosti ve vzorku pro daný lokus Kde: N Aa...počet heterozygotních jedinců N...celkový počet jedinců n...počet monomorfních i polymorfních jedinců H ij...výskyt heterozygotnosti u i-tého jedince na j-tém lokusu Genetická vzdálenost (D) mezi skupinami koní bude stanovena podle vzorce: D = log I I = J xy / ( J x * J y ) 1/2 Kde: I...průměrná genová identita J x, J y.průměrné homozygotnosti na lokus v populacích X a Y J xy.průměrná genová identita mezi populacemi X a Y Tyto parametry jsou počítány podle následujících formulí : 2 J x = x i, J y = y 2 i, J xy = x i y i Kde: x i, resp. y i..frekvence í-té alely v populaci

7 Vytvoření podkladové databáze a její další členění provedeme pomocí programu Microsoft EXCEL. Vyhodnocení jednotlivých skupin koní podle mikrosatelitů realizujeme pomocí následujících programů: GENEPOP, POPGENE a ARLEQUIN. VÝSLEDKY V současné době se práce nachází ve stavu dotváření databáze koní z Ruska, Kazachstánu a Německa spolu s jejich DNA typy. Databáze českých koní byla již vytvořena. V následujícím období budou všechny data zpracována a výsledky publikovány. SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY 1. Abramova, N. V. Achaltekinskaja poroda. Moskva, Vserosijskij Naučno-isledovatelskij institut konězavodstva 2003, 16s. 2. Bowling, A. T., Ruvinsky, A. The Genetics of the Horse. Walingford, CABI Publishing 2000, 528s., ISBN Dušek, J. Něco o Achaltekinských koních. Studijní informace VSCHK Slatiňany, 1986, č.17, s Dušek, J., et al. Chov koní. Praha, Nakladatelství Brázda, s.r.o 2001, 352s. ISBN Jakubec, V., Glasnák, V., Jelínek, J., Volenec, J., Záliš, N. Genetic analysis of sire lines and sire progeny groups in Old Kladrub horse. In: 46th Annual Meeting of the European Association for Animal Production, 4 7 September 1995, Prague, Czech republic. 6. Jiskrová, I., Glasnák, V., Misař, D. The use of blood protein polymorphism for determining the genetic distance between the Moravian warm-blooded horse and the Czech warm-blooded and Trakhener horses. In: Animal Science, 2002, roč. 3, č. 47, s Marešová, P. Achaltekinský kůň. [verbální informace], Rejvoldová, M. Registrace achaltekinců do plemenných knih [verbální informace], Rjabova, T. N., et al. Regulations of the Close State StudBook of purebred Akhal Teke Horses. Moskva, Vserosijskij Naučno-isledovatelskij institut konězavodstva 1998, 25s. 10. Shirliyev, Ch. Achaltekinci Rajskie koni - The Divine Akhalteke Horse. Ašchabád, Kelet-Dag LLC 2003, 624 s. ISBN [cit. 11.října 2007] [cit. 10.října 2007] [cit. 10.října 2007] [cit. 17.října 2007]