1.Definizione degli obiettivi di selezione 2.Descrizione della popolazione. 3.Registrazione fenotipi e parentele. 5.Programmazione accoppiamenti

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1 Fasi essenziali di un programma di selezione intrarazza 1.Definizione degli obiettivi di selezione 2.Descrizione della popolazione 3.Registrazione fenotipi e parentele 4.Valutazioni genetiche 5.Programmazione accoppiamenti

2 SELEZIONE Scelta come riproduttori degli individui geneticamente migliori della popolazione Problema fondamentale Determinazione del merito genetico dei candidati riproduttori (Valutazione genetica)

3 IL VALORE GENETICO DI UN INDIVIDUO Valore relativo Espresso come differen za dalla media di popolazione

4 In base alle modalità di rilevazione dei fenotipi e delle strutture di parentela SELEZIONE INDIVIDUALE SELEZIONE FAMILIARE SELEZIONE COMBINATA

5 SELEZIONE INDIVIDUALE O MASSALE Animali scelti sulla base del proprio fenotipo Caratteri manifesti in entrambi i sessi Caratteri ad elevata ereditabilità Es. Produzione della carne

6 Strumento fondamentale nella selezione individuale LA PROVA DI PERFORMANCE I candidati alla selezione vengono posti nelle stesse condizioni (ambiente, alimentazione) Valutare l attitudine produttiva di diversi animali in condizioni standard

7 Esempio prova di performance condotta dall ANABIC sui torelli delle razze bovine italiane da carne dell Italia centrale

8 Requisiti per essere ammessi al performance test Potenziale genetico (padre e madre) Morfologia Paternità e maternita accertate (test DNA) Cariotipo (2n=60)

9 Protocollo operat ivo Luogo: S. Martino in Colle (PG) 15 soggetti al mese (5 per razza) Rosa di candidati segnalata dalle APA Nati in allevamenti ufficialmente indenni da tubercolosi, brucellosi, leucosi

10 Protocollo operat ivo - bis Durata della prova: 6 mesi Età ingresso vitelli: 5 mesi Primi 30 giorni quarantena: controlli (per TBC, BRC, BT, IBR-IPV)

11 Protocollo operat ivo ter Animali tenuti in box multipli Alimentazione: concentrato razionato fieno ad libitum Pesate doppie ogni 21 giorni Rilievi zoometrici: altezza al garrese, lunghezza del tronco, altezza torace, circonferenza torace.

12 Prove di performance su bovini da carne operanti in Italia ANABIC ANABoraPI ANAPRI Età inizio Durata prova Controlli Concentrati Indiv. Indiv. Indiv. Foraggi gruppo gruppo gruppo Accrescimento 1,46 1,30 1,23 Peso a 12 mesi

13 Problema della valutazione genetica Alla fine della prova di performance si hanno uno o più records relativi a ciascun individuo provato 1943) Una soluzione (Smith, 1936) (Hazel, L Indice di selezione

14 Il genotipo (o valore genetico) di un animale per un carattere quantitativo non è conoscibile Valore genetico specifico effetti genetici additivi e non additivi Valore genetico generale (Breeding Value) effetto genetico additivo

15 Il valore genetico additivo (A) o breeding value I = b x P I = valore genetico stimato (Indice genetico) di un riproduttore b = coefficiente di regressione P = fenotipo

16 I = b x P b esprime il peso relativo delle diverse informazioni fenotipiche nella determinazione dell indice genetico dipende Grado di parentela Ereditabilità e ripetibilità del carattere Numero di informazioni

17 Es. selezione individuale con un solo fenotipo In questo caso b è il coefficiente di ereditabilità del carattere (b = h 2 ) Per cui I = h 2 x P

18 Indice genetico per l accrescimento di un vitellone = 1350 g/d Fenotipo medio popolazione = 1100 g/d h 2 = 0.40 P = = 250 I = 0.40 x 250 = 100 g/d Accuratezza= h 2 = 0.40 = 0. 63

19 Nella selezione individuale l accuratezza aumenta con l ereditabilità del carattere

20 Alcune considerazioni Il valore genetico stimato di un individuo è sempre relativo È espresso come deviazione dalla media di popolazione (base genetica) E accompagnato da una misura di precisione (Accuratezza della stima) che rappresenta la correlazione fra valore genetico vero e quello stimato (r IA )

21 I vari caratteri possono essere combinati nell indice IGamg = AMGpreperformance*0,3 + AMGperformance*0,5 IST = IGamg*0,5 + IGmuscolosità

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23 SELEZIONE FAMILIARE Animali scelti sulla base del fenotipo di parenti Caratteri manifesti in un solo sesso (ad es. il latte) Caratteri a moderata o bassa ereditabilità Es. Produzione di latte

24 Strumento fondamentale nella selezione familiare LA PROVA DI PROGENIE I candidati alla selezione vengono avviati ad un centro genetico dove sono addestrati al prelievo del seme Le dosi di seme sono distribuite per l inseminazione di bovine della razza iscritte al LG

25 Il cronogramma di una prova di progenie Tempo Evento Nascita del vitello Entrata al centro genetico Approvazione, prelievo seme, distribuzione dosi Nascita figlie Fecondazione f iglie Parto figlie Chiusura prima lattazione figlie e prima valutazione genetica del toro

26 PROVE DI PROGENIE La prima valutazione (First crop) avviene quando i giovani tori hanno almeno 20 figlie Le valutazioni vengono ripetute ogni 6 mesi E importante la distribuzione del seme (maggior numero possibile di allevamenti)

27 Confronto con lo schema convenzionale (Schaeffer, 2006) Attività prova di progenie Time(mo) Attività Numero 0 Scelta vacche di elite Nascita vitelli maschi Accoppiamenti per il test Nascita figlie 45 Inseminazione figlie 54 parto figlie 64 1 st lattazione completa delle figlie (70-80%) Agriculture and Agri-Food Canada Agriculture et Agroalimentaire Canada

28 Costi $50,000 per torello 500 tori x $50,000 = $25,000,000 per anno Agriculture and Agri-Food Canada Agriculture et Agroalimentaire Canada

29 Il fenotipo P Fenotipo dell animale Fenotipo degli ascendenti Fenotipo dei collaterali Fenotipo della progenie Fenotipo di altri parenti

30 Formula generale dell indice di selezione I α = b 1 P 1 + b 2 P b n P n I = valore genetico stimato dell individuo α genetico) di un riproduttore b i = coefficienti di regressione P i = fenotipo

31 Esempio di calcolo di indice genetico di un toro Toro Pippo Fenotipi 4 lattazioni della madre media lattazioni figlie media +200 h 2 =0.3 Rp = 0.5 I pippo = b 1 (+300) + b 2 (+200)

32 L indice di Pippo sarà I= (+300) (+200) = +310 Quindi il valore genetico additivo stimato di Pippo per il carattere produzione di latte per lattazione è di +310 kg (rispetto alla media di popolazione)

33 Giovani animali L Indice pedigree Media del valore genetico dei genitori IP = ½(Ipadre+Imadre)

34 La precisione dell indice di selezione L indice di selezione è una stima del vero valore genetico additivo I = A In quanto stima deve essere affiancato da una misura di precisione

35 Accuratezza della stima: Esprime la correlazione fra l indice genetico I ed il vero valore genetico additivo A Cov( A, I ) ria = V ( A) V ( I )

36 Accuratezza della stima: r IA = Σb i A iα Nell esempio precedente ria = = 0.87

37 Pesi e accuratezza dell indice di selezione in casi semplici Produzioni su Dati Peso (b) Accuratezza (r IA ) individuo 1 h 2 2 h Individuo n 2 n h (1 + ( n 1) r) b Progenie n 2n b / (1 + (4 h ) / h )

38 SELEZIONE FAMILIARE BOVINI DA LATTE Indice di selezione Confronto fra contemporanee Da metà degli anni 70 : il BLUP

39 L indice di selezione I α = b 1 P 1 + b 2 P b n P n Aggregazione di diversi fenotipi in una stima del valore genetico additivo con opportuni pesi Il BLUP y = Xβ + Zu + e Scomposizione dell osservazione fenotipica (y) in una serie di contributi dovuti a diversi fattori di variabilità tra cui quello genetico

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41 Animal Model y = HYS + a + p + e y = vettore delle osservazioni fenotipiche HYS = effetto fisso allevamento-anno-stagione a = effetto casuale del valore genetico additivo dell animale p = effetto casuale dell ambiente permanente animale e = vettore dei residui casuali

42 Un esempio pratico: Il modello misto Pecora Produzione Padre Allevamento CA CA23 1 CA CA23 2 CA CA16 1 CA CA16 1 CA CA12 1 CA CA12 2

43 Concettualmente Il modello ha: un effetto fisso, l allevamento, che presenta due livelli (allevamento 1, allevamento 2) un effetto casuale, il padre, con tre livelli (ariete CA23, ariete CA12 e ariete CA16) Obiettivi del modello Stima dell effetto fisso degli allevamenti Stima dell effetto casuale degli arieti

44 Le soluzioni del modello Stime dell effetto fisso allevamento Allevamento 1 = 202 lt Allevamento 2 = 197 lt Stime dell effetto casuale ariete CA23 = CA12 = 5.78 CA16 = 0.01 Le stime dell effetto casuale ariete sono le stime dei valori genetici additivi dei tre arieti

45 Modelli per le valutazioni genetiche Nel modello visto in precedenza, l effetto genetico era quello del padre delle pecore di cui si disponeva dei fenotipi SIRE MODEL In una versione successiva venne introdotto anche l effetto del nonno materno SIRE AND MATERNAL GRANDSIRE MODEL

46 Modelli per le valutazioni genetiche Nella versione più recente l effetto genetico considerato è quello dell animale ANIMAL MODEL Con questo sistema si possono calcolare anche gli indici genetici delle femmine

47 Condizione fondamentale per il BLUP: la connessione genetica tra gli allevamenti Toro A Toro B Toro C Toro D Toro E Media allevamento Allevamento Allevamento

48 Condizione fondamentale per il BLUP: la connessione genetica tra gli allevamenti Toro A Toro B Toro C Toro D Toro E Media allevamento Allevamento Allevamento

49 = + Z y X y u A Z Z Z X X Z X X 1 ' ' ' ' ' ' λ Le equazioni del modello misto diventano Dove A e 2 2 σ σ λ =

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51 Le quattro vie di uno schema di selezione per bovini da latte

52 SELEZIONE COMBINATA Valore genetico di un animale stimato in base al fenotipo proprio e dei colaterali Combined test nei suini Un verro in prova di performance in vivo Un fratello castrato e due sorelle da macellare

53 SIB TEST