A devenit mai optimist când i-am spus că biotehnologiile avansate, care deja se aplică în zootehnia apuseană, pun la dispoziţia fermierilor şi asociaţiilor de crescători tehnologii cu ajutorul cărora pot să accelereze şi să amplifice modificarea structurii genetice a caracterelor (progresul genetic) de la simplu la dublu.

Curios din fire şi preocupat de cunoaştere, Vasile m-a rugat să-i demonstrez cum se poate maximiza procesul de selecţie şi efectul ei. Consultanţa pe care i-am acordat-o lui Vasile în această privinţă o voi dezvolta în acest articol.

Iată cum biotehnologiile avansate permit maximizarea efectului de selecţie

Pentru o mai bună înţelegere, voi începe cu precizarea ecuaţiei de calcul al progresului genetic (gradul de modificare a structurii genetice a caracterului) datorat selecţiei pentru orice caracter şi la orice specie de animale.

Din ecuaţie se poate observa că rata de modificare a structurii genetice a oricărui caracter (numit şi progres genetic sau efect de selecţie) depinde de mărimea intensităţii de selecţie înmulţită cu precizia estimării valorii de ameliorare a animalelor (care, la rândul ei, depinde de valoarea coeficientului de heritabilitate) şi cu varianţa genetică a caracterului de interes. Rezultatul acestor operaţii se împarte la intervalul de generaţie a animalelor din efectiv sau populaţie.
Dacă privim ecuaţia şi înţelegem cum se rezolvă o fracţie, observăm că partea stângă a ecuaţiei (progresul genetic) poate fi adus la valori mari în două variante, şi anume: în primul rând, dacă mărim la maximum factorii existenţi la numărătorul fracţiei din partea dreaptă a ecuaţiei şi, în al doilea rând, dacă micşorăm cât se poate de mult numitorul acesteia (intervalul de generaţie). Haideţi acum să analizăm cum să procedăm pentru a maximiza valorile numerice ale factorilor situaţi la numărătorul fracţiei date.

Intensitatea de selecţie

Primul factor este intensitatea de selecţie. Valoarea acesteia poate spori dacă în lotul de selecţie destinat să producă noua generaţie alegem mai puţini indivizi decât a ales Vasile (în loc de 40%, să luăm doar 20-30% sau chiar mai puţin). Avantajul pe care-l avem în această variantă constă în faptul că lotul de selecţie va fi alcătuit cu un număr mai mare de femele de valoare genetică superioară decât în cazul lui Vasile, crescând astfel valoarea diferenţei de selecţie, cu efect în sporirea valorii progresului genetic (avem o descendenţă superioară celei obţinute cu o intensitate de selecţie de 40% din totalul efectivului). Trebuie să subliniez că o astfel de acţiune nu poate fi realizată decât dacă facem ca fiecare vacă introdusă în lotul de selecţie să producă anual nu doar un viţel, ci mai mulţi, iar masculii din acelaşi lot să producă anual nu doar la 60 de descendenţi, cât se obţine acum în fermă Vasile prin montă naturală. Dacă nu facem acest lucru, la o astfel de intensitate de selecţie, efectivul de vaci din fermă va scădea cu siguranţă. Aşa că, domnule Vasile, dacă doreşti o intensitatate de selecţie de doar 20-30%, va trebui să introduci în ferma ta tehnologia de embrio-transfer la vacile de mare valoare şi însămânţarea artificială cu material seminal sexat recoltat de la un singur mascul, dar care să aibă cea mai mare valoare genetică (din mai mulţi indivizi poţi să alegi mai puţini).
Intensitatea de selecţie mai poate fi mărită şi dacă producem în efectiv sau în populaţie o variabilitate mai mare a caracterului de interes decât cea existentă în prezent. Ce tehnologie să aplicăm pentru a abţine un astfel de efect, vom discuta imediat, când vom analiza influenţa factorului varianţă asupra progresului genetic.

Precizia estimării valorii de ameliorare

Al doilea factor de la numărătorul fracţiei este precizia estimării valorii de ameliorare (VA) a animalelor din fermă. Mărimea acesteia depinde de valoarea coeficientului de heritabilitate (h2) a caracterului luat în considerare ca obiectiv de selecţie. Pentru caracterele cu h2 de valoare medie şi mare (semn că ele sunt determinate mai ales de gene aditive, aşa cum sunt caracterele care nu ţin de reproducere şi viabilitate), precizia estimării valorii de ameliorare este mult superioară estimării celor cu un coeficient de heritabilitate mic (toate caracterele legate de reproducere şi supravieţuire).
Precizia estimării VA la toate caracterele poate fi sporită dacă vom lua în considerare, pe lângă performanţa proprie, şi performanţele rudelor ancestrale, colaterale şi descendente, calculate prin sistemul „BLUP model animal”. Ele ne apropie cel mai mult de adevărata valoare genetică aditivă a animalului. Pentru a primi însă date care dau informaţii mai precise despre adevărata valoare de ameliorare a animalului, va trebui ca Vasile să treacă la aprecierea genomică a VA a caracterelor prin evaluarea markerilor (SIP) aflaţi în urma analizei ADN din genomul întreg.

Varianţa caracterului luat în selecţie

Al treilea factor de la numărătorul fracţiei, a cărui valoare trebuie să fie mărită pentru a maximiza progresul genetic, este varianţa caracterului luat în selecţie. Suntem interesaţi într-un grad înalt să sporim variabilitataea caracterelor deoarece ea determină mărimea dimensiunii intensităţii de selecţie şi, implicit, diferenţa de selecţie. Ambele fac să crească nivelul progresului genetic. Acest lucru se poate face prin împerecheri între linii din cadrul aceleiaşi rase, urmată de împerecherea descendenţilor între ei. Se poate folosi şi selecţia asistată de markeri moleculari pentru introgresia genelor de interes, prin transgeneză şi, mai nou, prin editarea genelor, care ne permite provocarea de mutaţii ţintite.

Intervalul de generaţie

Al patrulea factor, care se găseşte însă la numitorul ecuaţiei progresului genetic, este intervalul de generaţie. El este de dorit să aibă o valoare cât mai mică, pentru ca din împărţirea numărătorului să rezulte un progres genetic pe an cu valoare cât mai mare.
Selecţia genomică, ce se aplică deja în ţările cu zootehnie avansată, reduce semnificativ valoarea intervalului de generaţie utilizat de regulă în selecţia clasică. De exemplu, în selecţia genomică a taurinelor pentru lapte, la taurii utilizaţi pentru însămânţarea artificială el scade de la 7 ani la 9-10 luni, iar pentru femele, de la 2,5 ani la 9 luni, ceea ce înseamnă că un taur este produs acum doar cu 200 de dolari în loc de 50.000 de dolari prin selecţia clasică.
După ce a ascultat argumentele care pot să-i aducă în fermă un progres genetic mai mare şi implicit o mai mare rentabilitate, Vasile a hotărât să se instruiască mai profund în acest domeniu şi mai ales să aplice în ferma lui noile tehnologii. Vasile a început să militeze în cadrul asociaţiei de producători de carne de vită, din care face parte, pentru implementarea şi în ţara noastră a selecţiei asistate de markeri moleculari, a selecţiei genomice şi chiar a editării genelor (mutaţii ţintite).

Articol publicat în revista Ferma nr. 15/242 (ediţia 1-14 septembrie 2019)