Klasické metódy šľachtenia hospodárskych zvierat a plodín Mgr. Peter Lenárt Ph.D. Organizačné pokyny • Všetky informácie potrebné na skúšku zaznejú na prednáške alebo sú uvedené v prezentácií. • Na rozšírenie a doplnenie poznatkov je možné využiť akékoľvek učebnice genetiky a šľachtenia napríklad: „Prirodzené potraviny“ prakticky neexistujú When life gives you lemons… (Life didn’t give us lemons we made them ourselves) Curk et. al. 2010 Šľachtenie hospodárskych zvierat Šľachtenie je dvojstupňový proces 1) Selekcia: výber zvierat, ktoré budeme ďalej rozmnožovať 2) Plemenitba: výber konkrétnych rodičovských kombinácií Typy selekcie Prírodná x umelá selekcia Pozitívna x negatívna selekcia Selekcia na jeden znak x na viac znakov Typy selekcie Prírodná x umelá selekcia Pozitívna x negatívna selekcia Selekcia na jeden znak x na viac znakov Typy selekcie Selekcia na jeden znak: • Direkcionálna • Stabilizačná • Divergentná Johanson et. al. 2010 Typy selekcie Selekcia na viac znakov: • Tandemová • Nezávislé vyraďovanie • Simultánna (indexová) selekcia Selekční index • Vyjadruje koreláciu medzi znakmi, koeficienty heritability a percentami ekonomickej hodnoty. • Informácia podaná selekčným indexom je dôležitá pre ekonomiku chovu zvierat a zahrňuje biologický aj ekonomický význam. Plemenná hodnota • Označuje genetické založenie zvierat v znakoch, na ktoré sa šľachtí. Odhad plemennej hodnoty: • Podľa príbuzných • Podľa markerov Plemenitba 1) Podľa podobnosti rodičov a potomkov: skot, kone, ... 2) Heteróza: prasata, drůbež Klasické metódy šľachtenia hospodárskych zvierat • Sú v dnešnej dobe extrémne sofistikované a vedú k rýchlemu genetickému pokroku • Principiálny problém klasických metód šľachtenia je, že v genóme plemenných zvierat sa môžu nachádzať mutácie, o ktorých nevieme a nechceme aby sa šírili. Syndróm malígnej hypertermie (Porcine stress syndrome – PSS) • V 70 rokoch sa náhle začali objavovať prasatá, ktoré boli extrémne náchylné na stres – v následku toho nekvalitné mäso (pale, soft, exudative – PSE). • Prasatá citlivá na anestetikum halotan. • Zistilo sa, že syndróm je spôsobený recesívnou alelou, ktorá však v heterozygotnej zostave vedie k väčšiemu objeme svalstva a tak sa na ňu nechtiac selektovalo. • V dnešnej dobe už pod kontrolou aj vďaka genetickým testom. BLAD (Bovine leukocyte adhesion deficiency) • Primárna imunodeficiencia s recesívnou dedičnosťou (u ľudí LAD) • U skotu sa rozšírila z jedného jediného heterozygotného plemenného býka. • Plemenný býk má tisíce potomkov, z ktorých sa časť znova stane plemennými býkmi. • V následku toho sa recesívna alela spôsobujúca BLAD rýchlo rozšírila v populácií skotu. • V dobe keď začali vznikať prvý recesívny homozygoti, u ktorých sa prejavil BLAD, bola recesívna alela v populácií už veľmi rozšírená. Zaujímavosti zo šľachtenia rastlín Požiadavky pre úspešné šľachtenie • Šľachtenie môže byť úspešné iba ak: A) je daný znak podmienený geneticky B) existuje v danom znaku dostatočná genetická variabilita - ak variabilita neexistuje, musíme čakať na vznik mutácie - dá sa tomu však pomôcť Chemická a fyzikálna mutagenéza Fyzikálna mutagenéza • Konkrétne sa používa ionizujúce žiarenie (ožarujú sa semená) • Prvá komerčná varianta bola vytvorená v roku 1934 (tabak) • V roku 1995 bolo na trhu viac ako 480 odrôd, dnes sa jedná o tisíce • Mutant variety database Chemická mutagenéza • Obdobný princíp ako fyzikálna mutagenéza, ale využíva chemické mutagény (principiálne sú prakticky všetky karcinogénne) Príklady: Ethylmethansulfonát (EMS) Kyselina dusičná 5-bromouracil, 2-aminopurin Zhrnutie „Klasické“ metódy šľachtenia pozitíva • Časom overené • Väčšinou nevyžadujú presnú znalosť genetiky daného znaku • Akceptované verejnosťou negatíva • Pomalé • Na niektoré znaky je skoro nemožné šľachtiť • Vedú k množstvu neznámych zmien po celom genóme, pričom niektoré z nich môžu byť negatívne Na zamyslenie • Predstavte si, že si niekto donesie domov semienka mrkvy, ktorú našiel rásť hneď vedľa černobyľskej elektrárne. Z týchto semienok vypestuje mrkvu na svojej záhrade. Keď mrkva vyrastie pozbiera z nej semienka a znova ich zasadí. Tento krok zopakuje päť krát. Následne vás pozve na návštevu a počas nej vám ponúkne jedlo obsahujúce takto vypestovanú mrkvu. Zjedli by ste ho? Boratynsky et. al. 2016 Na zamyslenie • Väčšina ľudí by povedala, že „černobyľskú“ mrkvu jesť nebude. Bežne však konzumujeme potraviny, ktoré boli vyšľachtené ožarovaním oveľa vyššími dávkami, akým bolo výstavené okolie Černobyľu. • Znamená to, že plodiny vyšľachtené fyzikálnou mutagenézov sú nebezpečné? Nie! • Jedlo je emotívna záležitosť a tak má veľa z nás tendencie robiť v tejto oblasti unáhlené rozhodnutia založené na emóciách a nie na faktoch