untitled

Ameliorarea animalelor si progresul genetic

Cresterea productiei animaliere globale se realizeaza prin sporirea efectivelor si marirea productiei pe cap de animal. Marirea productiei globale prin cresterea efectivelor nu este totdeauna cea mai economica, întrucât presupune cheltuieli în plus pentru adapostirea, hranirea si îngrijirea animalelor. De dorit este sa se realizeze productii mari prin marirea productiei pe cap de animal prin îmbunatatirea potentialului genetic. Plecând de la efectivele existente se formeaza o generatie noua cu potential genetic superior, care sa dea productii superioare generatiei anterioare. Aceasta modificare reprezinta "ameliorarea", având ca unitate de lucru populatia.

Ameliorarea animalelor este procesul de modificare dirijata a potentialului productiv, a caracterelor ereditare, a genofondului populatiilor de animale domestice în directia dorita de om - determina modificari în structura genetica a populatiei, în potentialul de productie, deci, indirect, influenteaza productia.

Omul intervine în procesul de reproductie, modificând structurile genetice ale populatiilor (populatia este unitatea de lucru a ameliorarii).

Deci, ameliorarea dirijeaza evolutia populatiilor.

Factorii care influenteaza productia animala globala

Cresterea productiei zootehnice globale se realizeaza prin:

cresterea numarului de animale (nu este totdeauna economica);

cresterea productiei medii pe cap de animal (actionând simultan prin ameliorarea genetica si îmbunatatirea conditiilor de exploatare).

Ritmul de ameliorare genetica, în ultima vreme, a crescut prin optimizarea programelor de ameliorare, lucru îmbucurator având în vedere scopul final - cresterea productiei.

Factorii ameliorarii

Factorii care modifica frecventa genelor si a genotipurilor dintr-o populatie sunt:

mutatia (sursa primara de variatie genetica);

migratia;

selectia (procesul de discriminare reproductiva);

deriva genetica (modificare într-o directie neprevazuta, dar cantitativ cunoscuta);

consangvinizarea (împerecherea indivizilor mai apropiat înruditi).

Principalele mijloace folosite în ameliorare sunt selectia si dirijarea împerecherilor (încrucisare si consangvinizare)

Caracterele principale ce fac obiectul ameliorarii

În ameliorare se tine seama de urmatoarele caractere: productia; reproductia; viabilitatea si rezistenta la îmbolnavire; exteriorul; originea si rudele colaterale (pedigreul).

Deoarece tehnologia de ameliorare este dependenta de particularitatile genetice ale unui caracter, de la fiecare este necesar sa se cunoasca heritabilitatea (h2) , repetabilitatea, corelatia cu alte caractere, ponderea variatiei neaditive si de mediu special, limitarea, influenta sau înlantuirea cu sexul.

Heritabilitatea este proprietatea fiecarui caracter, a fiecarei populatii, a fiecarei generatii si a conditiilor de mediu în care evolueaza populatia respectiva. Heritabilitatea variaza între 0 si 1; daca valoarea depaseste 0,5 influenta genotipului este mare si invers.

Valoarea ridicata a heritabilitatii mareste sansa transmiterii caracterului la descendenti. Daca heritabilitatea este redusa transmiterea caracterului este slaba si uneori evidentiaza un mediu optim de crestere si exploatare.

În principiu, gruparea caracterelor dupa heritabilitate este urmatoarea :

heritabilitate inferioara (<0,2) au caracterele: viabilitatea, fecunditatea, natalitatea, prolificitatea, ritmul de reproductie, longevitatea productiva, rezistenta la boli etc.;

heritabilitate medie (0,2-0,4) au caracterele: durata lactatiei, cantitatea de lapte, greutatea corporala, tipul de conformatie, talia, sporul în greutate, indicele de conversie a hranei, finetea lânii, productia de oua etc.;

heritabilitate ridicata (>0,4) au caracterele: durata gestatiei, % de grasime, % SU, % de lactoza, % de proteina, randamentul la taiere, grosimea stratului de grasime, lungimea fibrei de lâna, precocitatea ouatului, greutatea oului, lungimea mameloanelor etc.

Cunoscând gradul de determinare genetica a caracterelor, crescatorul opteaza pentru folosirea factorilor de obtinere a rezultatelor favorabile în exploatare si, de asemenea, pentru alegerea formei si metodei de selectie.

Daca caracterul are heritabilitate mare selectia se face numai dupa fenotip (acesta prezinta certitudine în transmitere); daca heritabilitatea este scazuta, în selectie se folosesc criteriile genotipice.

Caractere de productie

Fiecare productie este rezultanta unui ansamblu de caractere complexe care, la rândul lor, sunt ansamblul caracterelor simple.

Productia de lapte include caracterele: cantitatea; % de grasime; % de proteina.

Cantitatea de lapte este caracter limitat de sex, cu heritabilitate mica (h2 = 0,2 - 0,42); se coreleaza negativ cu % de grasime si slab pozitiv cu unele caractere de dezvoltare si conformatie

Cantitatea de lapte este influentata de interactiuni genetice neaditive (dominanta), de factorii de mediu intern (vârsta la prima fatare, rangul lactatiei, luna de lactatie....), precum si de factorii externi (hranirea, igiena corporala, numarul de mulsori pe zi...).

Grasimea si proteina din lapte sunt corelate pozitiv între ele; au heritabilitate mare (h2 = 0,5-- 0,6).

Productia de carne (bovine, suine, ovine, caprine, pasari, iepuri) depinde de: sporul mediul zilnic sau greutatea la o anumita vârsta (h2 = 0,35); consumul specific (h2 = 0,3-0,6); compozitia si conformatia carcasei.

Consumul specific este puternic corelat pozitiv cu sporul în greutate si este influentat, ca si sporul, de factori de ordin intern (vârsta, sex, gestatie), de influenta materna (vârsta, produsii la o fatare, productia de lapte...) si factorii interni (alimentatie, adapost, mediu etologic...).

Productia de lâna prezinta un aspect cantitativ (h2 = 0,4-0,5) si un complex de caractere determinate pentru calitate (h2 = 0,5) .

Productia de oua este un caracter limitat de sex si cuprinde numarul de oua (h2 = 0,2-0,3), greutatea oului (h2=0,5-0,7), forma oului etc. Numarul de oua este corelat negativ cu greutatea vie si este influentat de mai multi factori.

Caractere de reproductie

Importanta acestora pentru ameliorare rezida din faptul ca sunt utile din punct de vedere economic si pot influenta indirect eficienta selectiei (creste numarul de candidati, creste intensitatea selectiei).

Fertilitatea, prolificitatea si natalitatea, desi au mare importanta pentru exploatare, prin heritabilitatea mica (h2 = 0,10-0,15), intra rar în obiectivul selectiei.

Ameliorarea lor se realizeaza prin încrucisari industriale, care vizeaza interactiunile genetice neaditive (heterozis).

 Caractere de viabilitate si rezistenta la îmbolnaviri

Desi importanta acestora pentru productie este mare, amelioratorii nu includ aceste caractere ca obiective ale selectiei.

Referindu-ne la acestea, putem vorbi despre anomalii.

Anomaliile ereditare pot fi uneori utile: gena nanismului "dwarf" (la gaini) produce gaini pitice, mame de broiler, cu importanta în reducerea consumului propriu de furaje pe ou, deci reducerea pretului de productie.

Anomaliile produse de mediu (stari patologice determinate de temperatura, radiatia solara, alimentatie, aglomeratie) se pot restrânge prin obtinerea de hibrizi, ce au rezistenta mai mare decât rasele pure.

Anomaliile produse de factorii patogeni sunt considerate boli adevarate. Desi au fost executate experiente de selectie (pe gaini - Draganescu C., 1979) pentru rezistente la diferite boli, nu s-au putut forma linii absolut rezistente sau receptive.

Este mai sigur si mai ieftin a se dobândi rezistenta prin imunizare decât prin selectie .

Caractere de exterior

În prezent, sunt luate în considerare numai caracterele corelate cu productia (dezvoltarea corporala, conformatia corporala, constitutia, conditia, roba) si acestea în corelatie genetica cu alte caractere.

Selectia

Selectia este procesul de alegere a animalelor pentru reproductie sau procesul de discriminare reproductiva neîntâmplatoare a genotipurilor.

Selectia actioneaza la toate nivelurile de organizare a materiei vii si poate fi observata prin numarul de descendenti produsi si retinuti de la fiecare individ .

Discriminarea reproductiva are urmatoarele cauze:

întâmplarea (un individ, indiferent de valoarea lui, poate avea mai multi sau mai putini descendenti);

selectia naturala (mediul de viata favorizeaza reproductia celor mai adaptati);

selectia artificiala (omul actioneaza în directia dorita).

Selectia artificiala se face pe baza cunoasterii performantelor (productii: lapte, lâna, greutate...), alegându-se parintii (potentiali si apoi efectivi); din indivizii efectivului matca se aleg parintii generatiei urmatoare (selectia pe ascendenti cu nucleu de prasila).

Etapele selectiei artificiale sunt .

predictia valorii de ameliorare a candidatilor la selectie;

clasarea candidatilor dupa valoarea de ameliorare;

retinerea la reproductie;

folosirea diferentiata la reproductie si obtinerea efectiva de descendenti (nivelul realizat al selectiei).

Efectul genetic al selectiei se materializeaza prin modificarea performantelor populatiei, promovând o parte din indivizi.

În functie de sursa de informatie fenotipica, selectia se face dupa performanta proprie (pe performante proprii, intrafamilial) si performantele rudelor (interfamilial, pe ascendenti, pe descendenti si pe rude colaterale).

Dupa numarul caracterelor luate în obiectivul selectiei, aceasta se face pentru un caracter dupa metodele susmentionate, iar dupa mai multe caractere prin metodele în tandem, pe nivele independente si pe indici de selectie.

Metodele de selectie se mai clasifica si dupa valoarea de ameliorare (generala sau speciala) felul în care este vizata modificarea caracterelor (directa sau indirecta) si directia de modificare a populatiei (directionala, stabilizatoare, disruptiva).

Sub aspectul costului, selectia pe performante proprii (individuala sau masala) este cea mai convenabila si are doua variante:

cu individualizare (nu impune controlul montei si fatarilor si înregistrarea originii; se recomanda pentru ameliorarea cantitatii de lâna a oilor si greutatii vii la porci, oi, gaini, curci);

masala (se grupeaza fatarile pentru obtinerea de loturi mari de contemporani, formarea grupelor, controlul caracterului la o anumita vârsta si clasarea în momentul luarii deciziei de selectie

În cadrul populatiilor mici, unde este pericolul împerecherilor înrudite, se recomanda selectia intrafamiliala, care se aplica pentru aceleasi caractere ca si precedenta (caracterele nu sunt limitate de sex si nu impun sacrificarea pentru masurare) -

 Paralel cu selectia artificiala actioneaza si selectia naturala; chiar daca înceteaza selectia artificiala, selectia naturala continua, supravietuind numai animalele adaptate; dupa câteva generatii constatam ca productiile acestora sunt scazute, motiv pentru care selectia artificiala trebuie sa existe continuu.

În vederea selectiei, animalele trebuie individualizate, trebuie sa li se tina evidenta productiei, sa li se determine greutatea, sa fie masurate, sa se cunoasca sporul mediu zilnic la tineret, genealogia etc., dar li se face si un riguros control sanitar veterinar. 

În urma clasarii, într-o ferma elita, animalele se împart în 3 categorii:

nucleul de prasila (efectivul-matca) = cele mai bune exemplare (din clasele "record" si "elita" - tabelul6.2.) de la care se opresc descendentii pentru înlocuirea reformatelor, deci asigura dezvoltarea crescatoriei;

nucleul de productie = animale destinate exploatarii sau livrarii altor ferme;

animale reformate = animale care nu mai sunt rentabile în exploatare (se vor sacrifica).

Aprecierea reproducatorilor se face prin bonitare

Efectul selectiei

Urmarile excluderii de la reproductie ale genotipului populatiei se soldeaza cu modificari ale acestuia la generatia urmatoare, care apar în sânul populatiei si poarta denumirea de efectul selectiei sau câstig genetic (D g) (Georgescu Gh.si Zavoi I., 1991). Efectul se urmareste la toate caracterele.

Întrucât majoritatea caracterelor care intereseaza din punct de vedere economic sunt cantitative, efectul selectiei reprezinta deplasarea mediei genetice a acestora în populatia supusa selectiei.

Exprimarea efectului selectiei se face prin deplasarea mediei genetice de la o generatie la alta (D g = h2 x i) sau prin raportarea mediei genetice la intervalul dintre generatii:

Efectul selectiei depinde de urmatorii factori:

diferenta de selectie, i;

heritabilitatea caracterelor, h2 (vezi mai sus);

intervalul dintre generatii, y (în cazul calcularii efectului anual).

Diferenta de selectie reprezinta diferenta dintre media caracterului la indivizii alesi pentru prasila în urma selectiei si media caracterului la populatia din care provin. Se exprima în valori absolute ale caracterului analizat si în unitati ale deviatiei standard (s) sau ale variatiei (s2).

Marimea diferentei de selectie depinde de varianta genotopica a efectului selectiei si intensitatea selectiei (R).

Varianta genotipica mare permite realizarea diferentei accentuate, deci creste efectul selectiei si invers (cazul liniilor consangvinizate).

Intensitatea selectiei (procentul de animale retinute pentru prasila din fiecare generatie) este raportul dintre numarul masculilor din fiecare generatie si numarul masculilor retinuti pentru prasila (% mic de retinere, intensitate mare).

În directia productiei de lapte, vârsta primei fatari reprezinta o însusire individuala importanta, cu implicatii atât în reducerea duratei "vietii reproductive", cât si în realizarea productiei maxime într-o lactatie cât mai timpurie, ambele însusiri având, la rândul lor, corespondenta în accelerarea ritmului de selectie (tabelul 6.3.), în tehnologia de exploatare adoptata si economicitatea productiva.

Daca se mentine neschimbat numarul animalelor din efectiv,

,

în care: E - % anual de înlocuire a femelelor sau masculilor din efectiv:

,

unde: V1 - vârsta medie a primei fatari, ani;

V2 - vârsta medie a reformarii, ani;

F - numarul mediu de femele sau masculi obtinuti anual de la o femela.

De exemplu: într-un efectiv de taurine avem V1 = 2 ani si 3 luni, V2 = 8 ani si 3 luni si F = 0,4. Sa se calculeze E si R.

(procentul de vitele retinute pentru prasila din cele nascute)

Dar, în practica, având în vedere eliminarile care se fac, trebuie retinut un efectiv dublu de vitele.

Intervalul dintre generatii reprezinta timpul scurs de la data nasterii parintilor si data medie a nasterii descendentilor

Problema intervalului dintre generatii este acuta la speciile mari, deoarece pentru obtinerea efectului selectiei dorite este nevoie de timp îndelungat.

De exemplu, la taurine trebuie sa se acorde atentie deosebita la alegerea reproducatorilor masculi (testarea dupa descendenti).

Potrivirea perechilor la animalele domestice

Operatiunea de împerechere într-un anumit fel a cuplurilor în scopul obtinerii de produsi cu baza ereditara dorita poarta denumirea de potrivirea perechilor; urmareste obtinerea unei descendente prin combinarea sexelor opuse, cladeste baza ereditara si determina ameliorarea prin modificarea frecventei genotipurilor.

Darwin spunea ca "împiedicarea împerecherilor libere si alegerea judicioasa a indivizilor pentru împerechere sunt pietre unghiulare în arta cresterii animalelor".

Stabilirea cuplurilor masculi x femele are ca scop fixarea în baza ereditara a particularitatilor selectionate la animalele de prasila si intensificarea lor la generatiile urmatoare.

În cazul împerecherilor întâmplatoare - nedirijat - efectivele de animale prezinta omogenitate; de exemplu rasele naturale.

În cazul împerecherilor dirijate - partenerii au aceleasi însusiri - în descendenta însusirile parintilor vor fi evidente si produsii rezultati constituie punctul de plecare pentru formarea liniilor si familiilor.

Criterii de clasificare si sisteme de împerecheri

Criteriile dupa care sunt clasificate sistemele de împerechere sunt:

felul reproductiei: consangvina si normala;

repartizarea cuplurilor: individuala sau de clasa;

asemanarea sau neasemanarea fenotipica (heterogene sau omogene) si genotipica (neînrudite sau înrudite).

Împerecherea consangvina se realizeaza între animale înrudite, cu unul sau mai multi ascendenti comuni (vezi punctul 6.7.).

Împerecherea normala se realizeaza între animale din aceeasi rasa, fara legatura de rudenie, în scopul combinarii ideale a celor mai importante caractere ale partenerilor (productie, dezvoltare, conformatie). Se obtin astfel cirezi omogene cu efecte ameliorative lente, dar sigure.

Împerecherea individuala este operatia de repartizare a femelelor pentru fiecare mascul. Prin aceasta metoda se obtin rezultate rapide si certe.

Împerecherea de clasa reprezinta operatia de stabilire a categoriei sau clasei de femele ce se repartizeaza masculilor.

Împerecherea heterogena (heterogamia) se foloseste în urmatoarele situatii:

împerecherea femelelor dintr-o clasa inferioara cu masculi dintr-una superioara în vederea ameliorarii;

împerecherea indivizilor din linii diferite pentru obtinerea de linii noi, care sa însumeze calitatile celorlalte.

De exemplu, se pot împerechea linii de taurine cu productii mari de lapte si % mic de grasime, cu linii de la care se obtin productii medii de lapte si % mare de grasime,urmarindu-se fie formarea unei linii caracterizata prin valori ridicate ambelor caractere, fie infuzia unei linii în calitatea celeilalte. Astfel de împerecheri au aplicabilitate la toate speciile.

Împerecherea omogena are ca scop întarirea însusirilor ereditare la descendenti - homogamie - împerecherea facându-se între animale cu însusiri morfo-productive si chiar ereditare asemanatoare.

Acest sistem se foloseste în vederea obtinerii animalelor de prasila. Masculii rezultati din aceste împerecheri sunt valorosi datorita marii puteri de transmitere a caracterelor ereditare.

Împerecherea neînrudita se practica între indivizi al caror pedigreu nu prezinta stramosi comuni. Se recomanda a fi folosita în fermele de productie, dar si în cele de selectie, produsii obtinuti fiind normal dezvoltati si cu vitalitate sporita.

Dezavantajul este ca, din lipsa stramosilor comuni valorosi ai partenerilor, posibilitatile de consolidare a însusirilor valoroase în generatiile urmatoare sunt reduse.

Încrucisarea

Încrucisarea este împerecherea între indivizii unei populatii sau din populatii diferite.

Efectele încrucisarii sunt:

se schimba frecventa genelor, deci si performanta populatiei;

influenteaza varietatea populatiei;

se produce fenomenul heterozis.

Metodele de încrucisare sunt determinate de: gradul înrudirii si scopul urmarit.

Dupa gradul înrudirii:

a. împerecherea animalelor din specii diferite:

hibrizii genului Bos: taurine x Zeb => Santa Gertruda, Charbrai, Brangus; taurine x Yac;

hibrizii subfamiliei Equinae: magar x iapa = catâr;

armasarxmagarita=bardou;

cabaline x zebre = zebroizi;

hibrizii genului Ovis: Merinos x Muflon => Merinos de munte (în Caucaz);

la pasari: gâsca comuna x gâsca carunculata;

gaina x fazan;

rata comuna x rata Leseasca;

b. împerecherea animalelor din rase diferite => metisi;

c. împerecherea animalelor din linii diferite => hibrizi.

Dupa scopul urmarit:

a. încrucisari de ameliorare:

încrucisarea de absorbtie (se practica pentru înlocuirea raselor slab productive - de exemplu: sura de stepa înlocuita cu Simmenthal sau Bruna; Tigaia si Turcana cu Merinos)  

încrucisarea de infuzie (pentru a corecta unele defecte si pentru evitarea consangvinizarii) -.;

încrucisarea pentru formarea de rase noi de sinteza (se prefera combinari de rase cu tip productiv diferit);

b. încrucisari industriale = au ca obiectiv producerea hibrizilor de exploatare; hibrizii nu se împerecheaza între ei:

simpla (încrucisarea între doua populatii pentru obtinerea F1 de comercializare). Se aplica la pasari (cocosi Leghorn x gaini Rhode Island = gaini oua), la vaci cu lapte (Charolaise pentru tineret de carne), la oi (pentru obtinerea mieilor de carne). Dezavantajul este ca efectul heterozis matern nu foloseste (mielutele, scrofitele, vitelele din F1 se sacrifica);

dubla de întoarcere (Back-cross -.). Se aplica mai ales în ameliorarea porcinelor de exploatare;

tripla - pentru producerea porcinelor si ovinelor de carne si a pasarilor pentru oua. La noi în tara se aplica la pasari: la rasa Leghorn, hibridul Albo 70 a rezultat din încrucisarea a trei linii [(D x F) x L]. Ouale cu coaja colorata se obtin de la hibrizii Roso 70 [(I x M) x H] din rasa Rhode-Island;

cvadrupla - se foloseste în ameliorarea industriala a gainilor pentru carne;

rotativa - este simpla ca aplicare si se obisnuieste la ameliorarea porcinelor, ovinelor si taurinelor;

heterogamia - actioneaza invers homogamiei, mentinând heterozigotia.

Consangvinizarea (endogamia)

Consangvinizarea este împerecherea unor animale mai înrudite decât media înrudirii din populatie. Orice reproducere "în sine" a unei populatii duce la consangvinizare, gradul ei depinzând de marimea populatiei, selectie si dirijarea împerecherilor. Toti indivizii din "populatii închise" sunt, dupa un anumit numar de generatii, înruditi între ei; cu cât populatia este mai mica, înrudirea este mai mare.

Gradul de înrudire se stabileste cu ajutorul coeficientului de consangvinitate - F - ce se poate estima pe pedigreu :

în care:

F(x) - coeficientul de consangvinizare a individului x;

n1 si n2 - numarul schimbarilor de generatie între stramosul comun si mama sau tata;

F(a) - coeficientul de consangvinizare al stramosului comun;

å - se însumeaza toate posibilitatile de consangvinizare pe diferiti stramosi comuni.

Calculul presupune trasarea pedigreului structural al unui individ, care sa arate legatura cu stramosii comuni.

Coeficientul de consangvinizare este diferit, astfel: parinte x descendent = 25%; între frati = 25%; de jumatate frati = 12,5%; de veri primari = 6,25 %; de jumatate veri primari = 3,125 %.

Deci, coeficientul de consangvinizare este 1/2 din coeficientul de înrudire.

În functie de cresterea medie a consangvinizarii pe generatie se deosebesc mai multe tipuri de consangvinizare:

incestuoasa (D F = 12 - 25%);

apropiata (D F = 6 - 12%);

moderata (D F = 1 - 6%);

îndepartata (D F < 1%).

6.7.1. Efectele consangvinizarii

Împerecherea înrudita are urmatoarele efecte pozitive:

fixeaza si intensifica unele calitati dorite;

mareste puterea de transmitere ereditara a caracterelor la reproducatori;

reface conservatismul ereditar, daca acesta a fost "zdruncinat"; este util în cazul formarii de rase noi.

Efectele negative mai frecvent întâlnite sunt:

scaderea fecunditatii si prolificitatii;

micsorarea taliei si a greutatii corporale a descendentilor;

scaderea vitalitatii si a productiei;

scaderea puterii de folosire a hranei;

aparitia monstruozitatilor.

În este prezentata manifestarea depresiunii de consangvinizare la câteva însusiri ale animalelor domestice. Productia de lapte scade cu 3,2%, numarul de purcei cu 4,6%, numarul de oua cu 6,2% la cresterea coeficientului de consangvinizare cu 10%. Depresiunea de consangvinizare se manifesta diferit, afectând mai ales caracterele cu heritabilitate mica, cele implicate în adaptarea la mediu.

Frecventa si intensitatea cu care apar efectele imperecherilor înrudite depind de:

specia: efectele se resimt repede si pregnant la animalele cu ciclu de reproductie scurt si la cele politocice (iepuri, suine, pasari);

gradul si modul de înrudire: efectele sunt mai puternice la animalele cu grad mai apropiat de înrudire;

durata practicarii consangvinizarii: efectele sunt mai evidente daca se practica îndelungat;

conditia fiziologica si însusirile de exterior ale indivizilor supusi împerecherii: efectele sunt mai putin evidente la animalele cu conditie fiziologica buna si celelalte însusiri bune;

conditiile de mediu în care au fost crescuti parintii: efectele negative ale consangvinizarii dispar daca animalele înrudite au fost tinute în conditii diferite de mediu - regiuni geografice diferite, hranire diferita;

ontogeneza: daca produsii sunt crescuti în mediu corespunzator vor resimti mai usor efectele negative ale împerecherilor înrudite.

În practica zootehnica consangvinizarea este folosita în lucrarile curente de ameliorare. Se obtin astfel linii si familii în cadrul raselor, dar si rase noi. Din "încrucisarea" liniilor consangvinizate se obtine fenomenul de heterozis la hibrizii consangvini.

Linia consangvinizata reprezinta un grup de indivizi (mai mult sau mai putin asemanatori genetic) ce a rezultat din împerecheri între indivizi înruditi timp de mai multe generatii.

Împerecherile sunt de tipul: parinti x descendenti; frate x sora; semifrati x semisurori; veri primari .

Liniile consangvine exprima un grad de înrudire mediu superior fata de populatia din care provine (Dinu I. si colab., 1982).

Pentru obtinerea liniilor consangvinizate se parcurg mai multe etape:

alegerea intemeietorului liniei dintr-o familie valoroasa genetic, urmarindu-se capacitatea lui de a-si transmite însusirile;

formarea si consolidarea însusirilor prin alegerea femelelor cu caractere valoroase asemanatoare, înrudite cu întemeietorul;

mentinerea si perfectionarea însusirilor prin selectia riguroasa a masculului si femelelor.

Dupa scoaterea întemeietorului de la reproductie se alege un continuator din descendentii cu cele mai valoroase însusiri, pentru a pastra sau intensifica chiar însusirile valoroase ale liniei.

La animalele domestice, producerea si combinarea liniilor consangvinizate s-au realizat la porc (anul 1940 - debut), gaini, ovine, taurine ,cabaline etc.

Experimentul producerii liniilor consangvinizate, dupa Draganescu C. (1979) releva urmatoarele aspecte:

fixarea genotipurilor valoroase necesita cuprinderea întregii populatii de origine, rezultând un numar mare de linii;

consangvinizarea strânsa, fara selectie, este cea mai eficienta împerechere;

sub raport economic, formarea liniilor consangvinizate este costisitoare;

cresterea liniilor valoroase este foarte costisitoare.

Fenomenul de heterozis si selectia pentru heterozis

Buffon si Darwin, în secolul XVIII si, respectiv XIX, au sesizat ca produsii de încrucisare - hibrizii - sunt mai vigurosi decât indivizii puri. Prin heterozis (termen propus de Schull în 1914) se întelege superioritatea performantei medii a hibrizilor reciproci, fata de media performantelor populatiei parentale, în aceleasi conditii de mediu:

în care:

HAB - procentul de heterozis, %;

PAB - media descendentei F1 a hibridului;

PA - performanta medie a liniei A;

PB - performanta medie a liniei B.

Heterozisul este opus (complementar) depresiunii de consangvinizare. Prin împerecheri înrudite are loc un proces invers, de crestere a homozigotiei, deci de manifestare a efectului genelor nefavorabile si de scadere a performantei indivizilor consangvinizati fata de performanta medie a indivizilor neconsangvinizati.

Împerecherea liniilor consangvinizate între ele fara a se face selectie duce la egalarea fenomenului heterozis cu depresiunea de consangvinizare; în cazul selectarii lor dupa aptitudinea combinata si apoi împerecherea lor, efectul heterozis depaseste depresiunea de consangvinizare si reprezinta baza producerii hibrizilor industriali - mai ales la plante.

Datorita importantei fenomenului pentru marea productie, animalele ce manifesta efect heterozis sunt produse pe cale industriala, prin încrucisarea unor populatii selectionate cu acest scop.

Selectia populatiilor destinate hibridarii are loc dupa cum este înfatisata în si (Iuliana Neagu, 1998).

 Genetica si ingineria genetica în zootehnie

Genotipul animalelor

Genotipul reprezinta totalitatea materialului genetic continut în fiecare celula care alcatuieste organismul.

Individul este produs prin fuziunea celulelor sexuale provenite de la parinti (celulele somatice ale descendentului contin 1/2 cromozomi ai tatalui si 1/2 cromozomi ai mamei).

Fiecare specie are un numar specific de cromozomi, de dimensiune si forma determinata

Cromozomii sunt constituiti din gene, care determina caracterele si, practic, pot exista urmatoarele situatii:

o gena determina un caracter, iar altele mai multe. De exemplu, gena H determina absenta coarnelor (la bovine si caprine); gena O determina pozitia aplecata a urechilor la porc;

o gena determina mai multe caractere (mai rar): gena C (gena de albilism) determina absenta culorii parului, pielea alba, ochii sensibili la lumina, fragilitate mare la mai multe specii de animale;

mai multe gene determina un caracter (frecvent): aptitudinile economice ale animalelor (productii, spor de crestere, talie, culoare...) sunt influentate de numeroase gene.

În functie de asemanarea genelor, animalele pot fi homozigote (perechea de cromozomi au aceeasi gena) si heterozigote (perechea de cromozomi poarta o gena diferita).

Genele pot actiona dupa cum urmeaza:

o gena nu permite ca alta sa se exteriorizeze = dominanta. De exemplu, gena H împiedica formarea coarnelor, deci este dominanta, fata de gena h care este recesiva;

genele actioneaza cu aceeasi forta = ereditate intermediara. De exemplu, genele Rr actioneaza deopotriva si dau culoarea murga la cal;

cromozomii heterozigoti sunt superiori celor homozigoti = superdominanta; se manifesta în cazul prolificitatii, fecunditatii, capacitatii de adaptare...

Transmiterea caracterelor de la o generatie la alta are la baza legile ereditatii (Gregor Mendel):

uniformitatea indivizilor din prima generatie (F1), care au baza ereditara homozigota, din combinarea lor rezultând produsi cu acelasi genotip;

disjuntia caracterelor în F2. Raporturile genotipurilor sunt: 1 homozigot dominant, 2 heterozigoti si 1 homozigot recesiv, iar la fenotipuri 3:1 în cazul transmiterii dominante. La transmiterile intermediara si superdominanta raporturile dintre fenotipuri sunt 1:2:1;

transmiterea independenta a caracterelor (prezenta coarnelor si culoarea se transmit independent).

La animale, o problema interesanta a biologiei moderne, cu implicatii economice semnificative, o constituie determinarea sexului.

În "echipamentul cromozomic al animalelor" exista cromozomi obisnuiti (autosomi) si cromozomi determinanti ai sexului (heterocromozomi).

De exemplu, un taur are 29 cromozomi dispusi în pereche plus cromozomii XY, total 60 cromozomi; vaca are 29 cromozomi dispusi în pereche si de doua ori cromozomii X, în total 60 cromozomi.

Mecanismul determinarii sexului se prezinta în figura 6.13.La mamifere sexul mascul este heterogam (XY), iar femela este homozigota (XX). La pasari cariotipul se prezinta invers: masculii au cromozomii XX si femelele XY.

Gerber si Morel (1983) au aratat ca este posibila separarea spermatozoizilor cu cromozomi X de cei cu cromozomi Y pentru alegerea sexului descendentilor din regnul animal, reprezentând chiar o "revolutie" în cresterea animalelor. Astfel s-ar putea obtine:

cresterea numerica a masculilor destinati îngrasarii;

cresterea intensitatii selectiei, folosindu-se numai masculii valorosi;

utilizarea pe scara larga a încrucisarilor industriale, intensificându-se efectul heterozisului (cresterea cu 2-5% a randamentului de sacrificare, cresterea cu aproximativ 15% a progresului genetic) .

În ereditatea sexului sunt si anomalii, provocate de dereglarea mecanismului genetic.

a) Hermafroditismul poate fi provocat de fenomenul crossingover (în faza de meioza), non-disjunctia perechilor de cromozomi sexuali (în meioza), pierderea unui cromozom X la prima diviziune a ovulului fecundat....

Astfel ca, la un individ sunt prezente ambele sexe opuse. Se întâlnesc hermofroditism lateral (1/2 din corp este femel si 1/2 mascul), hermafroditism fata-spate (fata exprima un sex, spatele pe celalalt) si hermafroditism mozaicat (un sex are caracterele diseminate pe caracterele celuilalt sex).

b) Intersexualitatea (schimbarea sexului în ontogenie) se întâlneste la porci si capre (majoritatea intersecsilor sunt cariotipic de sex femel, chiar daca au gonade mascule) si poarta denumirea de "sindromul Klinefeler".

Ingineria genetica

"Complexul de procese folosit de om pentru a interveni si influenta mecanismele de transmitere a caracterelor de la o generatie la alta, precum si mecanismele naturale care asigura formarea, dezvoltarea si evolutia organismelor" poarta denumirea de inginerie genetica (Popescu V.St., 1978). Ea deschide perspectivele intensificarii ameliorarii animalelor.

În prezent, metodele biotehnologice ce se utilizeaza pentru sporirea ritmului de ameliorare a animalelor domestice sunt: însamântarea artificiala, transplantul de embrioni, controlul sexului, fecundarea in vitro, clonarea si transgeneza.

Transplantul de embrioni

Acest procedeu reprezinta prelevarea de embrioni din aparatul genital femel (donator) în vederea transferului la femele din aceeasi specie (receptor) pentru a asigura gestatia.

Aceasta metoda biotehnologica de ameliorare eficienta a animalelor este folosita în S.U.A., Franta, Cehoslovacia, Germania, Canada, Danemarca, Anglia, Olanda etc.; în România a debutat în 1965, primii produsi obtinuti fiind la ovine si suine.

Transplantul de embrioni include urmatoarele operatii: descoperirea femelelor în calduri; alegerea donatoarelor si receptoarelor; producerea si recoltarea embrionilor; transplantul embrionilor; diagnosticarea gestatiei.

Dupa depistarea donatoarelor în calduri (observarea atenta de doua ori pe zi) în ziua 8-13 de la debutul caldurilor li se executa injectii hormonale pentru stimularea functiei ovarului. Fecundarea are loc prin monta naturala sau însamântare artificiala repetate, la 12 si 24 ore dupa intrarea în calduri. Recoltarea embrionilor din uter se face cu o sonda plasata în colul uterin .Donatoarea se pregateste apoi pentru o noua însamântare.

În privinta receptoarelor, acestea trebuie sa apartina cirezii de origina, sa nu se neglijeze fenotipul, sa fie bine întretinuta si sa nu prezinte afectiuni ale aparatului genital. Se aleg vitele de 18 luni ce au realizat 2/3 din greutatea adultului, iar pregatirea ca receptoare consta în sincronizarea ciclurilor sexuale (receptoare-donatoare). Receptoarele utilizate pot fi în calduri naturale sau induse prin tratament, iar înainte si dupa transferul de embrioni se evita stresul.

Embrionii se colecteaza în solutie de sulfat de sodiu + saruri minerale, glucoza si proteine, cu ajutorul instrumentarului steril; se examineaza si se spala, apoi se conserva (in vitro, la 200C; prin refrigerare, la -40C; pe lunga durata cu lichid azotic - congelare treptata, la -1960C).

Transferul lor (donatoare-receptoare) se face chirurgical sau cervical, embrionul fiind depus în colul uterin cu un pistolet de transplant; "transferul chirurgical determina un procent mai mare de gestatii fata de cel cervical (70/60%)".

Aplicându-se tratament de superovulatie donatoarelor (taurine), se pot obtine 3,5 si chiar mai multi vitei pe an.

Avantajele acestei biotehnologicii sunt:

reproductia rapida a femelelor cu performante exceptionale;

posibilitatea determinarii sexului embrionilor;

maximizarea progresului genetic pe an si generatie;

obtinerea de gemeni identici (de mare importanta în lucrarile de ameliorare);

permite formarea de nuclee "superelita" în cadrul raselor si multiplicarea rapida a genotipurilor superioare provenite din import;

permite importul si exportul de embrioni valorosi si formarea "bancilor de embrioni";

are ca efect îmbunatatirea starii de sanatate a septelului.

În cadrul acestei metode, la 6-8 zile (vârsta la care se face transplantul embrionului) este posibila determinarea sexului, dar prin detectarea cromozomului mascul Y.

Controlul sexului

Aceasta metoda vizeaza caracterele economice utile ce se manifesta fenotipic la unul din sexe. Metoda se bazeaza pe separarea spermatozoizilor cu cromozomi X de cei cu cromozomi Y prin centrifugare, sedimentare, electroforeza, cromatografiere, câmp magnetic etc .

În urma cercetarilor s-au obtinut unele rezultate pozitive:

în Rusia, la iepuri;

în Suedia, la taurine.

Metoda dirijarii sexului este moderna si de perspectiva pentru dezvoltarea zootehnica.

Fecundatia in vitro

Aceasta tehnica a reproductiei are loc în afara organismului si cuprinde urmatoarele faze:

penetrarea si fixarea spermatozoidului în zona pelucida;

fuziunea membranelor plasmice ale celor doi gameti;

încorporarea spermatozoidului în ooplasma;

activarea ovocitului si singamia.

Fecundatia in vitro are perspective de aplicare datorita implicatiilor sale asupra reproductiei, dar si a ameliorarii. Rolul în ameliorare consta din obtinerea, la un cost redus, a ovocitelor utilizate ca receptoare de nuclei de embrioni proveniti de la vaci cu potential genetic sporit, în cursul clonarii.

Clonarea embrionara

Clonarea este operatia de producere a numeroase animale dintr-un singur embrion; animalele sunt genetic-identice.

Metoda aceasta a aparut în 1939, obtinându-se pâna în prezent clone la amfibieni, miei, vitei, iepuri.

Etapele clonarii sunt:

obtinerea de ovocite anucleate destinate primirii nucleelor;

izolarea nucleelor de embrioni donatori;

reconstituirea embrionilor;

cultivarea embrionilor reconstituiti in vitro.

Clonarea prezinta interes stiintific, genetic, zootehnic si comercial. Astfel se obtin animale cu potential genetic ridicat (ex.: la taurine); la acestea se poate face cu precizie evaluarea reproducatorilor si a influentei mediului asupra performantelor.

Prin clonare se pot obtine copii transgenetice de animale rare, deci contribuie la conservarea rezervelor genetice valoroase.

Transgeneza

Prin transgeneza orice gena se poate izola, transfera si reintroduce într-o celula (sau un organism întreg) în scopul schimbarii caracterelor genetice.

Primele observatii au fost facute în 1981 pe soareci si mai târziu la iepure, vaca, oaie, capra.

Cercetatori din S.U.A., Anglia si Ungaria au reusit sa realizeze, prin transfer de gene, hibrizi celulari între plante si animale, hibrizi celulari între globulele rosii de la gaina si protoplastele de drojdia de bere etc.

La vaca, oaie si capra, prin aceasta metoda, dupa superovulatie s-au obtinut 4-5 embrioni si o rata a gestatiei de 20-40%.

Transgeneza are perspective de dezvoltare pe masura sporirii numarului de embrioni prin clonare.

 Sisteme si metode de ameliorare

Ameliorarea se realizeaza pe baza unor programe; un grup de programe de ameliorare asemanatoare constituie o metoda de ameliorare, iar un grup de metode asemanatoare constituie un sistem de ameliorare.

Sistemele de ameliorare si metodele fiecarui sistem sunt:

a - ameliorarea prin endogamie:

ameliorarea raselor perfetionate,

ameliorarea raselor locale,

ameliorarea raselor de tranzitie,

ameliorarea raselor neconsangvinizate,

ameliorarea liniilor moderat consangvinizate,

ameliorarea liniilor consangvinizate;

b - ameliorarea prin încrucisare (industriala sau comerciala):

ameliorarea prin încrucisare simpla,

ameliorarea prin încrucisare dubla,

ameliorarea prin încrucisare rotativa.

În prezent se prefera în exploatare hibrizii; populatiile endogene (crescute în rasa pura) sunt mijloc de productie pentru hibrizi, iar ameliorarea prin endogamie este anexa ameliorarii industriale.

Comparativ cu ameliorarea în populatii endogene, ameliorarea industriala prezinta avantajele:

determina efect heterozis mai mare pentru caracterele cu heritabilitate mica (viabilitate, performante de reproductie);

beneficiaza de complementaritate între performantele diferitelor populatii.

Eficienta maxima în aplicarea ameliorarii industriale o reprezinta buna coordonare a activitatii fermelor de selectie, de multiplicare, încrucisare si productie. La acestea se adauga cunoasterea celei mai eficiente metode de încrucisare, cum se amelioreaza populatiile destinate încrucisarii si, însasi, organizarea încrucisarii industriale.