GENETIKA A ŠLECHTNÍ Ivana Gardiánová Katedra genetiky a šlechtní OBECNÁ GENETIKA Genetika nauka o ddinosti a promnlivosti živých organism Ddinost schopnost organism penést znaky a vlastnosti na potomstvo Promnlivost schopnost pizpsobovat se mnícím se podmínkám neddiná znaky se mní vlivem vnjších podmínek (barva srsti ovlivnná slunením záením), zmny nejsou ddiné - modifikace ddiná založení znak se mní vlivem vnjších podmínek (radioaktivní záení, bunné jedy) a projeví se zmnou znaku (nový typ zbarvení), zmny jsou ddiné - pedání na potomstvo mutace 1
Znaky kvalitativní (alternativní) výskyt jiné kategorie bez pechod erná/ervená, rohatost/bezrohost 2 3 geny velkého úinku zootechnicky - znak www.redangus1.org/.../ redphotos/bull8x.html Znaky kvantitativní spojitá promnlivost (kg, cm) sledování skupiny zvíat - individuální hodnoty od + do - (živá hmotnost, produkce mléka) mnoho gen malého úinku zootechnicky - vlastnost www.thornecattle.com/ images/udder.jpg www.photo.net/photo/ pcd4554/cow-udder-38.4.jpg 2
Gen ást DNA, schopná funkn zabezpeit syntézu aktivní jednotky Genotyp soubor gen, uruje rozsah a míru fenotypových možností Fenotyp soubor znak a vlastností F = G + P Alely kvalitativn zmnné formy genu (A-a) Homozygot stejná kvalita obou gen pro znak (AA, BB, cc) Heterozygot rzná kvalita obou gen pro znak (Aa, Bb, Cc) PLEMENÁSKÁ PRÁCE A JEJÍ SLOŽKY Plemenáská práce soubor všech zootechnických, organizaních a plemenáských opatení, vedoucích ke zvyšování užitkovosti hospodáských zvíat CÍL optimalizace genotypu zvíat do konkrétních podmínek, bez maximálního zisku 1. Komponenty plemenáské práce 2. Metody plemenitby 3. Šlechtitelské programy 3
1. KOMPONENTY a, výbr (selekce) pirozený (pírodní)/umlý pozitivní/negativní b, kontrola užitkovosti (KU) a kontrola ddinosti (KD) c, bonitace hodnocení zvíat a úrovn chovu d, pipaovací výbr výbr vhodných dvojic k páení 2. METODY PLEMENITBY a, zootechnickélenní istokrevná plemenitba kížení b, genetickélenní metody využívající podobnost rodi a potomk (aditivní psobení gen) metody využívající heterózní efekt 3. ŠLECHTITELSKÉ PROGRAMY a, selekní programy aditivní složka (skot) b, hybridizaní programy maximalizace efekt (prasata) KU (kontrola užitkovosti) sledování definovaných užitkových vlastností zvíete podle pijatého systému pro využití v selekci KD (kontrola ddinosti) porovnání potomk a rodi porovnání potomk a vrstevník 4
SELEKCE Cíl zmna genetického založení populace zmna ddiného základu hospodáských zvíat v žádoucím smru Podle úinnosti a zámru pozitivní ( + užitkovost, zdravotní stav) negativní (vk, nemoci, - užitkovost) Podle vku zvíete pedbžná dle zevnjšku a pvodu hlavní dle KU vlastní konená dle KD potomk Variabilita - promnlivost populace Výbrová základna - populace, ve které uskuteníme výbr Intenzita - podíl zvíat vybraných z výbrové základny Generaní interval - období mez dvma generacemi Výbrová hranice - konkrétní hodnota, která oddluje vybraná zvíata od vyazených Genetický zisk - rozdíl mezi užitkovostí potomstva a prmrnou užitkovostí rodiovské populace, násobený koeficientem ddivosti 5
TYP SELEKCE (na 1 znak) Stabilizaní populace má stejný prmr, snižuje se promnlivost Direkcionální výbr 1 smrem, zvíata s vyšším prmrem znaku Disruptivní výbr 2 smry, extrém + a - Stabilizaní Direkcionální Disruptivní 6
POSTUP SELEKCE (na více znak) Tandemová (postupná) nejdív 1 znak, pak další, zdlouhavé Dle nezávislých výbr. úrovní limity pro znaky, v 1 znaku minus vyazení Simultánní (dle celkového zhodnocení, selekní indexy) - sledování všech znak, každý znak dostane body a koeficient významnosti = index Selekní index = komplexní vyjádení celkové hodnoty zvíete na základ hodnocení všech selektovaných znak a vlastností. Selekní index vyjaduje íselnou hodnotu, úmrnou celkové plemenné hodnot jedince METODY SELEKCE Využívající složky genotypové promnlivosti se selekcí na 1 znak Hromadná všichni jedinci nad prmrem bez ohledu na pvod Rodinná celé nadprmr. rodiny, bez ohledu na podprmr. jedince Kombinovaná nadprmrní jedinci z nadprmrných rodin Využívající aditivní složky genotypové promnlivosti se selekcí na více znak Dle selekních index Využívající neaditivní složky genotyp. promnlivosti Rekurentní selekce dle heterozního efektu, porovnání s testerem Reciproká rekurentní selekce populace se porovnají navzájem 7
Úinnost selekce Kriteriem úinnosti selekce a tím cílem šlechtní je genetický zisk ( G) - zlepšení užitkovosti K dosažení co nejvtšího genetického zisku je teba analyzovat faktory, které se podílejí na jeho realizaci G = d. h 2 Penos genetického zisku Penos genetického zisku do další generace se realizuje 4 cestami: 1. z otc na syny (40 %) 3. z matek na syny (30 %) 2. z otc na dcery (20 %) 4. z matek na dcery (10 %) PLEMENNÁ HODNOTA (PH) vyjaduje, jak se otec projeví na potomstvu genotypová hodnota zvíete ím známjší genotyp, tím lépe pesnjší pedpoklad chování jeho genetické informace v další generaci OBECNÁ PLEMENNÁ HODNOTA odhad na základ páení samce s více samicemi vyjaduje schopnost jedince v urité populaci (v níž se testoval) penášet své užitkové vlastnosti na potomstvo SPECIÁLNÍ PLEMENNÁ HODNOTA zjišuje se na základ kombinací dvou genotyp (p. linií) vyjaduje PH linie pi páení s linií s níž byla testována 8
METODY PLEMENITBY GENETICKÉLENNÍ Metody využívající aditivní složky genotypu a podobnosti rodi a potomk Metody využívající neaditivní složky genotypu heterózní efekt Metody využívající aditivní složky genotypu a podobnosti rodi a potomk istokrevná plemenitba chov podle rodin chov podle linií píbuzenská plemenitba (inbreeding) - páení píbuzných, spolený pedek do 5. generace úzká - rodie x potomci, sourozenci stední (blízká) - strýc x nete, bratranec x sestenice vzdálená - pravnuk x pravnuka osvžení krve - jednorázové pipaení samce stejného plemene z cizího prostedí 9
Pozm ovací kížení zušlechovací kížení pilití krve - jednorázové pipaení samce cizího plemene melioraní kížení - opakované použití samce cizího plemene pro udržení gen pevodné (vyhlazovací) - nahrazení pvodního plemene jiným eský strakatý skot kombinaní (novoplemenné, tvrí) - kombinace plemen pro vytvoení nového - angloarab jednoduché složité Osvžení krve Pilití krve P 0 P 0* P 0 P 1 F 1 P 0 F 1 P 0 F 2 P 0 F 2 P 0 F 3 F 3 10
P 0 P 1 Pevodné kížení F 1 P 1 F 2 P 1 F 3 P 1 F 4 P 1 F 5 x Melioraní kížení P 0 P 1 F 1 P 1 P 0 F 2 P 0 F 3 F 3 x x 11
Kombinaní kížení P 0 P 1 P 3 F 1 P 3 F 2 F 2 x x Metody využívající neaditivní složky genotypu heterózní efekt Se selekcí na kombinovatelnost kížení inbredních linií kížení syntetických linií kížení chovných linií Bez selekce na kombinovatelnost diskontinuitní kížení jednoduché, zptné, tí a více plemenné kontinuitní kížení stídavé - stídání 2 plemen rotaní - stídání (rotace) 3 plemen mezidruhové kížení 12
Dvouplemenné kížení Típlemenné kížení P P P 1 F 1 F 1 P 2 Porážka F 2 Porážka Zptné kížení P 0 P 1 F 1 P 0 F 2 Porážka 13
Stídavé kížení Rotaní kížení P 0 P 1 P 0 P 1 F 1 P 0 F 1 P 2 F 2 P 1 F 12 P 0 F 3 F 120 P 1 Šlechtitelský program biologickáást navrhuje a eší komplex genetických, chovatelských a zoohygienických opatení ekonomickáást posuzuje náklady a výnosy plynoucí z realizace biologickéásti programu a rozhoduje o optimalizaci jednotlivých krok programu s cílem dosažení zisku ŠP selekního typu selekní program aditivní složka genotypu u skotu a má standardní sled krok test fenotypuodhad PH selekce nová generace ŠP hybridizaního typu hybridizaní program neaditivní složkou genotypu hledá se optimální kombinaní návaznost. u prasat 14
Selekní program v chovu skotu ŠP v chovu skotu je zejména v dojených populacích založen na tchto principech: systematická testace býk pesnost a intenzita býk a matek býk (MB) pipaování krav provenými býky (zlepšovatelé) ízení rozsahu a forem kížení organizovaná selekce v samií populaci Hybridizaní program v chovu prasat A B C A x B Šlechtitelské chovy cca 5 % stavu (dále se lení na nukleové chovy, chovy otcovských plemen a rezervní chovy pro šlechtní) Rozmnožovací chovy cca 10 % stavu AB x C Produkní chovy cca 85 % stavu 15
do pozice mateské = šlechtní na znaky reprodukce do pozice otcovské = šlechtní na znaky produkní Pozice A mateská plemena šlechtí se hlavn na znaky reprodukce a pimenou masnou užitkovost (eské bílé ušlechtilé, Peštickéernostrakaté, syntetická linie) Pozice B otcovská plemena pevná konstituce, dobrá výkrmnost a jatená hodnota (eské výrazn masné, Landrace, syntetická linie) Pozice C otcovská plemena vynikající jatená hodnota (Duroc, Hampshire, Belgická landrace, Pietrain, syntetická linie) Šlechtitelský program v chovu ovcí Realizovaný systém hybridizace pedpokládá diferenciaci: Pozice A - plemena mateská domácího pvodu veškerý dostupný samií materiál Pozice B - plemena speciální plodná ovce romanovská, finská Pozice C - plemena speciální masná Suffolk, Berrichon, Texel 16
Šlechtitelské programy v chovu dr beže Princip šlecht ní - firemní innost - výrobní tajemství a zahrnuje: chov výchozích istokrevných linií v ŠCH je t eba chovat minimáln 8-10 linií pro užitkový typ ( ást produk ní, ást rezervní), jako zdroj gen je t eba chovat co nejvíce tradi ních plemen a lokálních populací testace linií na vzájemnou kombinovatelnost prov ování linií a kombinací produkty selekce a k ížení se testují stani ní metodou a selekce je provedena dle výsledk test nejlepší kombinace linií jsou realizovány v systému rozmnožování finálních hybrid Organizace šlechtitelský chov udržuje istokrevné linie, kmeny, provádí novošlecht ní a udržovací chov (5 %) prarodi ovský chov první k ížení linií pro získání hybridních rodi u víceliniových hybrid (5 %) rodi ovský chov k ížení linií pro výrobu užitkových hybrid, výroba násadových vajec pro líhnutí finálních hybrid (20 %) užitkové chovy produkce vajec a dr bežího masa (70 %) 17
Šlechtitelské programy v chovu králík komerní báze pro úely produkce brojlerového králíka. Brojlerový králík je užitkovým typem, který je meziplemenným, pípadn meziliniovým hybridem. Šlechtitelské programy využívají k tvorb finálního hybrida plemena stední masná: kalifornský, Novozélandský bílý, Velký svtlý stíbitý, Burgundský, eský albín aj. produkce masa - šlechtní zameno na znaky produkce a reprodukce. mateské populace (linie) na ukazatele reprodukce a produkce, otcovské linie na ukazatele produkce a jatené hodnoty. finální produkt je nejastji tyliniový hybrid. Principy šlechtní a organizaní zajištní je shodné s výše uvedeným u šlechtní drbeže. 18
OCHRANA ZVÍ AT Foto: Ivana Gardiánová Ivana Gardiánová Katedra genetiky a šlecht ní Ochrana zví at - soubor opat ení a podmínek, které umožní zví eti uspokojit jeho biologické pot eby a prožívat plnohodnotný život Etika - správné, morální zacházení se zví aty Etologie - nauka o chování zví at Velikost národa a jeho morální pokrok se m že m it podle zp sobu zacházení se zví aty." Mahátma Gándhí Foto: Ivana Gardiánová 19
Oblasti ochrany zví at hospodá ská zví ata - skot, prasata, ovce, kozy, dr bež zví ata v zájmových chovech - chovné stanice, domácnosti chovy voln žijících zví at - zoo, stanice handikepovaných zví at pokusná zví ata - výzkumné ústavy, školy, farmak. a kosm. spol. ochrana zví at se vztahuje k zacházení se zví aty od jejich narození do smrti z hlediska ošet ování, výživa a napájení, hygiena prost edí šlecht ní, plemenitby a rozmnožování využívání, p epravy lé ení, zdolávání hromadných onemocn ní usmrcování zví at Hospodá ská zví ata Zví ata v zájmových chovech Foto: Ivana Gardiánová 20
Pokusná a laboratorní zví ata Voln žijící zví ata Foto: Ivana Gardiánová WELFARE anglický termín - životní pohoda zví at - dle Webstera (1999) - schopnost zví ete vyhnout se strádání a zachovat si zdatnost posouzení pohody zví at podle metody - 5 svobod na zhoršenou pohodu zví ete poukazují zm ny v jeho chování, jako stereotypní chování nebo abnormální ne innost a neschopnost reagovat Foto: Ivana Gardiánová 21
5 svobod 1. Svoboda od žízn, hladu a podvýživy 2. Svoboda od nepohodlí 3. Svoboda od bolesti, zranní a nemoci 4. Svoboda uskutenit normální chování 5. Svoboda od strachu a úzkosti Orgány ochrany zvíat Ministerstvo zemdlství (Mze) ÚKOZ - Ústední komise pro ochranu zvíat Výbor pro ochranu hospodáských zvíat Výbor pro ochranu zvíat v zájmových chovech Výbor pro ochranu voln žijících zvíat Výbor pro ochranu pokusných zvíat Státní veterinární správa Krajské veterinární správy Okresní veterinární správy Mstské veterinární správy Foto: Ivana Gardiánová Akademie vd a píslušné státní orgány - resorty Obce 22
Právní normy pro ochranu zvíat Pímá ochrana zákon. 246/1992 Sb. na ochranu zvíat proti týrání v platném znní zákona. 162/1993 Sb., zákona 193/1994 Sb.,. 243/1997 Sb., nálezu Ústavního soudu. 30/1998, a zákona. 77/2006 Sb. atd. jeho provádcí vyhlášky Vyhláška. 425/2005 Sb., kterou se mní vyhláška. 208/2004 Sb., o minimálních standardech pro ochranu hospodáských zvíat Vyhláška. 424/2005 Sb., kterou se mní vyhláška. 382/2004 Sb., o ochran hospodáských zvíat pi porážení, utrácení nebo jiném usmrcování Vyhláška. 207/2004 Sb., o ochran, chovu a využití pokusných zvíat Vyhláška. 192/2004 Sb., o ochran zvíat pi chovu, veejném vystoupení nebo svodu Vyhláška. 193/2004 Sb., o ochran zvíat pi peprav Vyhláška. 75/1996 Sb., kterou se stanoví nebezpené druhy zvíat Vyhláška. 191/2002 Sb., o technických požadavcích na stavby pro zemdlství dále pak trestní zákon www.mze.cz Foto: Ivana Gardiánová Nepímá ochrana zahrnuje právní pedpisy, které upravují zacházení se zvíaty stanoví zpsob a podmínky chovu, plemenitby zvíat základní pravidla pée o zvíata problematika nepímé ochrany pi zacházení se zvíaty je upravena rznými právními pedpisy týkajícími se zdraví - veterinární pée, chovu zvíat, myslivosti, rybáství, krmiv, ochrany pírody a krajiny, ochrany životního prostedí, zoologických zahrad, podnikání obchod se zvíaty a drezúra atd. 23
Na základ21 odst. 1 zákona. 246/1992 Sb., na ochranu zvíat proti týrání, ve znní pozdjších pedpis, vydává ÚKOZ doporuení. Ta mohou posloužit jako vodítko k ešení problém, které pináší praxe. Doporuení ÚKOZ - Provozování stanic pro handicapovaná zvíata a podobných zaízení Doporuení ÚKOZ - Pomoc zvíatm z naší pírody v nouzi Doporuení ÚKOZ - k regulaci populací toulavých koek Doporuení ÚKOZ - k peprav laboratorních zvíat Doporuení ÚKOZ - Podmínky chovu plaz v zajetí Doporuení ÚKOZ - Podmínky chavu savc v cirkusech Doporuení ÚKOZ - Podmínky chovu savc voln žijících druh v zajetí www.mze.cz Nevládní organizace ochrany zvíat - zahraniní WSPA - World Society for Protection of Animals www.wspa-international.org (proti utrpení zvíat) CIWF - Comparisson in World Farming www.ciwf.co.uk (ochrana hospodáských zvíat) RSPCA - Royal Society for the Prevention of Cruelty to Animals www.rspca.org.uk (ochrana zvíat proti týrání) RSPB - Royal Society for the Protection of Birds www.rspb.org.uk (ochrana pták) 24
EUROGROUP for Animal Welfare http://www.eurogroupanimalwelfare.org/ Foto: Ivana Gardiánová Nevládní organizace ochrany zvíat - CZ Nadace na ochranu zvíat www.ochranazvirat.cz Spolenost pro zvíata www.spolecnostprozvirata.cz Liga na ochranu zvíat Different life http://www.differentlife.cz/ Sdružení na ochranu velkých koek http://www.aga-studio.com/bcc/ Svoboda zvíat http://www.svobodazvirat.cz/ Sdružení na ochranu zvíat http://www.kocici-utulek.cz/ 25
Ochránci hospodáských zvíat http://www.ohz.cz/ První spolenost za práva koek http://www.kocky-online.cz/jportal/ Pražský spolek ochránc zvíat http://www.psoz.org/ Pátelé pírody http://www.prateleprirody.cz/... 26