29.08.2001

JAK PRACOVAT S GENETIKOU PRASAT

Každý chovatel prasat, ať vlastní nukleový nebo rozmnožovací chov nebo produkuje jatečná prasata, chce jistě mít co nejlepší ?genetiku?. Rozhodne-li se pro nákup zvířat, prodejce mu jistě nabídne nejlepší, nadstandardní, moderní atd. genetiku, genofond, genotyp, genetickou úroveň? atd. Pokud je prodejce zastáncem globalizace, nabídne genetiku (a ten který se drží klasiky použije termín krev), anglickou, dánskou, švédskou atd. Použité termíny jsem vybral z chovatelských časopisů vydaných v roce 2001 v ČR.

Pokud chovatel, pro objasnění uvedených pojmů sáhne po časopisech vědeckých, objeví termíny jako ?strukturní a funkční genomika, proteomika, bioinformatika, genom a mapování genomu, lokus a QTL, gen a kandidátní gen? atd.
Mezi tím musí chovatel, podle Plemenářského zákona a prováděcí vyhlášky č. 471, poslat krev od kanečků na stanovení ?genetického typu? a jeho trpělivost dopátrat se co je to ta ?genetika? bude asi vyčerpána.
Logickou cestou, jak z té záplavy přesných i méně přesných termínů vyváznout, je nalezení jejich společného jmenovatele. Tím může pro nás být ?genetický znak (marker)?, který se objevuje v časopisech vědeckých i odborných, i ve zmíněném zákoně a vyhlášce.

Co je to genetický marker (znak) ?

•  znak, u kterého jsme schopni přesně určit jednotlivé varianty: např.
  - uši vzpřímené nebo sklopené
  - zbarvení bílé, černé nebo strakaté
  - varianty genu (alely) N nebo n a z toho genotyp NN nebo Nn nebo nn
  
•  znak, u kterého známe dědičnost např.
  - mendelistická (je u většiny markerů), kdy se varianty daného znaku u potomstva projeví jako dominantní nebo recesivní nebo kodominantní
  - nemendelistická (zatím je známo jenom několik typů) např. imprinting 
  
•  znak, který lze zjistit:
  - u obou pohlaví např. u kanců pro počet selat nebo pro mateřské chování jejich dcer
  - v každém věku nebo i u embrya
  - z kterékoliv tkáně např. krve, chlupových cibulek, kousku ucha, svaloviny atd.

Tyto vlastnosti mají molekulární genetické markery a proto umožňují alespoň z části charakterizovat to co je chápáno pod pojmem ?genetika? na úrovni plemene, populace, chovu, linie nebo jednotlivého kance či prasnice.

Jak pracovat s genetickými markery ?

1. Nejprve si musíme stanovit, na jaký užitkový znak nebo malý počet znaků chceme především selektovat, které znaky je třeba v konkrétním chovu (managamentu) změnit.
Užitkový znak je třeba vymezit co nejpřesněji, např.
- výška hřbetního tuku za 10 žebrem
- počet narozených selat ve vrhu
- hmotnost kýty
- procento intramuskulárního tuku
- přírůstek v testu atd.
2. Ujasnit si zda chceme daný znak zlepšit v našem chovu (NCH, ŠCH), nebo v navazujících rozmnožovacích chovech nebo až u jatečných finálních hybridů.
3. Získat informace, který nebo které z genetických markerů jsou vhodné k využití pro šlechtění v dané populaci, linii, užitkovém typu a managamentu.
Když si vyberete vhodný genetický marker je pro další rozhodování vhodné znát genofond daného chovu ? tzn. zastoupení alel a genotypů vybraného markeru.
4. K charakteristice genofondu je možné zvolit dvě cesty:
- otestovat (provést DNA testy a určit genotypy) všechna zvířata v chovu
- otestovat (určit genotypy) u menšího souboru, náhodně nebo cíleně vybraného
V případě, že v chovu výrazně převládá zastoupení jednoho genotypu, nelze zde marker efektivně využívat.
5. Ověřit efekty genotypů v konkrétním managementu. Není vhodné spoléhat jen na výsledky získané u různých plemen nebo kříženců, v odlišných podmínkách výživy, krmení, technologie, ošetřování atd. Efekt genotypů jednotlivých markerů se především u složitějších znaků (např. přírůstek v testu) může v různých podmínkách projevovat odlišně.
 

Příklady práce s molekulárně genetickými markery

Příklad první:

Cíl: zvýšit přírůstek u jatečných prasat 
Využijeme marker PRUM

Základní informace
- má vztah k produkci masa
- má mendelistickou dědičnost
- DNA testem se určí dvě alely (PaM) a tři genotypy PP, PM, MM
- při výzkumu v Anglii zjistili že:
- prasata v 110 kg hmotnosti s genotypy PP měla průkazně nižší výšku hřbetního tuku oproti MM genotypům,
-  prasata s genotypem MM měla průkazně vyšší přírůstek v testu, oproti genotypům PP.

Co udělat  v NCH  např. BU ? mateřská linie
- otestovat základní stádo prasnic a při selekci preferovat genotypy MM a PM
- nakupovat kance do šlechtění s genotypy MM případně i PM
- pro obnovu NCH vybírat při odstavu prasničky podle markerů plodnosti (např. ESR, PRLR, FSHB) a u markeru produkce masa PRUM: 
- pokud bude matka MM a otec MM nebo PP,  nebo opačně, není třeba u jejich selat dělat DNA test
- po heterozygotních rodičích udělat DNA test a ponechat si do chovu zvířata s genotypy MM a PM
- ověřit si vztah genotypů k přírůstku a výšce hřbetního tuku u zvířat ze šlechtění zjišťováním odpovídajících parametrů

Co dělat v RCH
- z ŠCH nakupovat prasničky BU s genotypy markeru PRUM ? MM a PM;
reálné je nakoupit tyto genotypy v poměru 50% : 50%
(v současné době je u plemene BU asi 25% genotypů PP, 50% PM a 25% MM)
- inseminace provádět spermatem od kanců plemene Landrase s genotypy PM nebo MM - 50% : 50%; (v současné době je pravděpodobnost získání kance Landrase s genotypem PP asi 60%, PM ? 30% a MM ? 10%)
- produkovat prasničky, kříženky (BU x L), které v markeru PRUM  budou mít genotypy: MM v 56%; PM v 38%; PP v  6%

Co dělat v UCH
- prasničky (BU x L) zapouštět kanci ?C? ? např. (D x BU) s genotypy PRUM ? MM
- produkovat jatečné finální hybridy ve složení: 75% genotypů MM a 25% genotypů PM

Příklad druhý:

Cíl: zvýšit podíl masitých částí u jatečných prasat 
Využijeme marker KAT
 
Základní informace
- má vztah k produkci masa
- DNA testem se určují dvě alely V a D a tři genotypy  VV, VD a DD
- ve fenotypovém projevu se uplatňuje imprinting ? forma nemendelistické dědičnosti
- ve výzkumu v Holandsku zjistili že:
- alela V má vztah k větší zmasilosti pokud jí potomek dostane od otce
- genotypy VV mají průkazně vyšší produkci masa oproti genotypů DD

Co udělat  v NCH  např. Durock nebo BU ? otcovská linie
- otestovat kance na genotypy KAT a pro šlechtění preferovat využívání kanců s genotypy VV
- ze šlechtění jako kance do C pozice používat jedince výhradně s genotypy VV

Co dělat při tvorbě hybridních kanců do C pozice např. D x BO
- k jejich tvorbě používat rodiče, kteří jsou nositeli alely V
- u hybridních kanečků (např. při odstavu) určit genotypy KAT a dále odchovávat jen genotypy VV nebo VD

Co dělat v UCH
- nakupovat kance, kteří budou mít genotyp v markeru KAT = VV a v případě jejich nedostatku i s genotypem VD

K ujasnění efektů markeru KAT poslouží následující schéma, které vychází z předpokladu že jsou k dispozici ?C? kanci ? hybridi plemen D x BO. Tito kanci ? F1 generace mohou mít v markeru KAT tři různé genotypy. Efekt heterozygotních genotypů na jejich masnou vlastní užitkovost (VU) však bude rozdílný, podle toho zda alelu V dostal kaneček od svého otce nebo od matky. Proto jsou v rámečcích F1 generace u genotypů v indexu označení:
      O = alelu dostal od otce
      M = alelu dostal od matky

V levém rámečku F1 generace jsou čtyři různé genotypy které ovlivňují variabilitu VU kanečků D x BO. Při výběru kance, jako otce finálních hybridů, podle jeho VU a dalších fenotypových znaků je (i s ohledem na největší frekvenci) pravděpodobné, že vybereme kance s genotypem VO DM. Pořadí pravděpodobnosti výběru kance s určitým genotypem pro inseminaci prasnic je uvedeno na pravé straně rámečku.
U prasnic BU x L nebo L x BU, v pravém rámečku F1 generace předpokládáme  zastoupení genotypů KAT v poměru: 25% VV, 50% VD a 25% DD.
V tabulkách finálních hybridů je počet zvířat vyjádřen počtem nul a fenotyp zmasilosti je dán počtem křížků. Varianta 1 je případ kdy použijeme k inseminaci kance s genotypem VO DM. Varianta 2 ukazuje situaci v potomstvu po kanci s genotypem VV. Zde je vidět větší produkce masa a větší vyrovnanost u jatečných prasat.

Josef Dvořák, MZLU v Brně