Appunti di genetica

QUALCHE IDEA
SULLA GENETICA
Ad uso degli studenti ITA Brignoli
(fonti utilizzate: AA.VV, Amélioration genetique, INRA Paris; G.Pagnacco, Appunti
di miglioramento genetico, materiale online della facoltà di Veterinaria di Milano;
G:Pulina, Appunti di miglioramento genetico, materiale online della Facoltà di
Agraria di Sassari; pubblicazioni ANAFI e Holstein Foundation – Vermont - USA)
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I GRANDI DELLA GENETICA
I personaggi importanti che hanno segnato la storia della genetica e la sua
evoluzione sono molti e sarebbe impossibile ricordarli tutti. Ne ricordiamo qualcuno che più
di altri ha permesso di realizzare grandi miglioramenti nella conoscenza e nello sviluppo
della materia.
Robert Bakewell (Regno Unito, 1725-1795) nella sua fattoria selezionò nuove razze
di pecore e cavalli datiro che resero famosi i suoi metodi di allevamento ed attrassero
visitatori da tutta l’Europa. Anche il re Giorgio III trasformò una parte del parco di Windsor in
fattoria modello per sperimentare le novità. La coltivazione razionale delle terre divenne una
moda tra le classi agiate.
Lazzaro Spallanzani (Italia, 1729-1799) fu un grande biologo e fisiologo, ma si
interessò anche di geologia, mineralogia, chimica e fisica ed ebbe una grande preparazione
letteraria. Viene ricordato soprattutto per le sue ricerche dimostranti l’impossibilità della
generazione spontanea delle forme viventi e per quelle sulla riproduzione e la fecondazione
animale, con cui dimostrò la necessità del contatto del liquido seminale con l’ovulo per
ottenere la gravidanza. Sperimentò per primo la fecondazione artificiale.
Charles Darwin (Regno Unito, 1809-1882) naturalista inglese, famoso per aver
formulato la teoria dell’evoluzione delle specie animali e vegetali per selezione naturale di
mutazioni casuali congenite ereditarie, e per aver teorizzato la discendenza di tutti i primati
(uomo compreso) da un antenato comune. Il suo libro L’origine delle specie del 1859 è la
sua opera più famosa.
Gregorio Mendel (Repubblica Ceca, 1822-1884), abate a Brno, in Moravia, passò
alla storia grazie agli esperimenti di incrocio tra piselli da giardino compiuti intorno al 1850.
Fu un ricercatore accurato e meticoloso, esperto in fisica
ematematica, dedito
all’applicazione del metodo scientifico in ogni sua ricerca, uno tra i primi studiosi che
decisero di applicare la matematica alla biologia.
Francis Crick (Regno Unito, 1916-2004) e James Watson (1928) sono passati alla
storia per essere stati i primi a costruire un preciso modello della struttura del DNA. Nel 1953
proposero, in un articolo su Nature il modello a spirale elicoidale a doppio filamento per la
molecola di DNA. Oltre a descrivere la struttura del DNA, essi ne ipotizzarono anche la
capacità di replicazione e di trascrizione dell’informazione genetica. Tali proprietà vennero
verificate negli anni immediatamente successivi.
Ronald Fisher, Sewall Wright, Jay Lush, C.R.Henderson sono tra i nomi da
ricordare per lo sviluppo dei modelli statistici e delle teorie statistiche alla base di tutti i
sistemi di valutazione genetica a partire dagli inizi del ‘900 fino ai giorni nostri.
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LA GENETICA PER L’ALLEVATORE
Perché è importante conoscere la genetica per un allevatore o per chi si avvicina al
mondo dell’allevamento?
Per tre semplici ragioni:
a)
le attuali caratteristiche delle popolazioni e delle razze sono determinate da
caratteristiche genetiche che le distinguono una dall’altra in modo specifico;
b)
le caratteristiche genetiche si trasmettono da una generazione all’altra, ed è
possibile lavorare per modificarle in modo da ottenere miglioramenti produttivi
duraturi;
c)
queste caratteristiche genetiche hanno un impatto sull’economia dell’azienda,
contribuiscono cioè ad aumentarne il reddito, o aumentando il profitto che si ricava
dai prodotti dell’animale (latte, carne ecc.) o diminuendo i costi per produrli (costi
sanitari, costi di alimentazione ecc.)
In altre parole, lavorando sulla genetica dei propri animali si può contribuire a
migliorare la redditività dell’ allevamento. Questa attività è detta anche selezione, in quanto
verranno scelti per la riproduzione solo gli animali con le caratteristiche genetiche desiderate.
I PRINCIPI BASE DELLA GENETICA
Fenotipo = Genotipo + Ambiente
Il fenotipo, cioè quello che misuriamo della produzione di un animale, ad esempio
quanto latte fa in una lattazione, è il risultato di effetti genetici (genotipo) e di effetti
ambientali e gestionali (ambiente). Le differenze di produzione che osserviamo tra due
animali di una stessa stalla durante la mungitura sono dovute a differenze di patrimonio
genetico, ma in misura molto maggiore a differenze come i giorni dall’inizio della lattazione,
l’età dell’animale, l’ordine di parto (1° parto, 2° , 3°…). Gli effetti genetici sono “scritti” nei gen i
di un soggetto e non cambiano nel corso della sua vita, mentre gli effetti legati all’ambiente
possono essere soggetti a variazioni non sempre prevedibili.
Il genotipo è trasmissibile alla progenie
Ciascun genitore (padre e madre) trasmette metà del suo valore genetico alla
progenie attraverso la produzione di spermatozoi o cellule uovo che contengono ciascuno
una metà casuale dell’informazione genetica del soggetto. Al momento della fecondazione il
patrimonio genetico del nuovo soggetto si costituisce dalla combinazione di queste due
metà. I meccanismi di questa trasmissione sono stati identificati grazie alle scoperte di
Mendel (le cosiddette “leggi di Mendel”) e poi spiegati grazie alle conoscenze sulla struttura
del DNA (individuata da Watson e Crick).
Per poter selezionare occorre avere variabilità genetica.
Per poter scegliere è fondamentale che ci sia diversità. Tra una grande quantità di
soggetti tutti identici non c’è modo di scegliere un soggetto migliore di un altro, quindi non si
può migliorare. L’accoppiamento di animali imparentati tra di loro riduce la loro diversità
genetica.
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TERMINI GENETICI
Cellula: una cellula è la più piccola unità strutturale di un organismo, capace
di funzionamento indipendente. Tutti gli animali sono fatti di migliaia di cellule. Il
materiale genetico è collocato nel nucleo di ciascun corpo cellulare.
Cromosoma: i cromosomi sono le strutture dentro il nucleo che contengono i
geni. Nel bestiame da latte, 30 paia di cromosomi si trovano nel nucleo di ciascuna
cellula. Il numero dei cromosomi varia tra gli animali (esempi: bovino 60, pecora 54,
coniglio 44, maiale 38). Sono normalmente organizzati in coppie. Gli esseri umani
hanno 23 paia di cromosomi (totale 46 cromosomi).
DNA: i cromosomi sono composti, dal punto di vista chimico, da DNA (acido
desossiribonucleico). Il DNA è un acido nucleico, in forma di struttura a doppia elica.
In ogni molecola di DNA ci sono i geni, che sono parte dell'elemento più grande, il
cromosoma.
Geni: i geni sono le unità dell'eredità che determinano particolari aspetti nella
conformazione dell'animale, nelle sue performance, nel suo comportamento e altre
caratteristiche. Essi influenzano l'espressione di caratteri specifici e sono “mattoni”
chimici costituiti da DNA.
Allele: un allele è uno dei due componenti di una coppia di geni. Ciascun
individuo infatti possiede due copie di ogni gene (tranne nel caso dei cromosomi
sessuali X e Y diversi tra loro), ed ognuna delle due copie è detta allele. Un allele
proviene dal padre, uno dalla madre. Gli alleli sono collocati in una determinata
posizione sul proprio cromosoma. Questa posizione è detta anche locus (plurale:
loci).
Locus: il locus è la regione del cromosoma dove si trova un particolare gene.
Meiosi: spermatozoi e ovuli sono creati da un processo che è chiamato
meiosi, o divisione cellulare. Il numero di cromosomi dello spermatozoo e dell’ovulo è
la metà di quello che si trova nelle altre cellule. Un cromosoma di ciascun paio viene
passato allo spermatozoo o all'ovulo. Un campione casuale di un allele su due per
ciascun locus si trova nello spermatozoo e nell’ovulo. Lo spermatozoo e l’ovulo si
uniscono per formare uno zigote, o ovulo fertilizzato. Lo zigote che ne risulta
contiene un uguale numero di cromosomi da parte di ciascun genitore.
La segregazione mendeliana è il processo casuale che si svolge durante la
meiosi e che determina quali alleli di ciascun gene sono contenuti in un dato
spermatozoo o ovulo. Le diversità (variazioni) tra gli individui, inclusi i figli dello
stesso padre e della stessa madre, risultano da questo processo.
Fenotipo: il fenotipo è ciò che si osserva o si misura di un soggetto. E’ la
concreta performance individuale come, per esempio, il latte prodotto nel corso di
una lattazione di 305 giorni o il punteggio morfologico.
Genotipo: il genotipo sono i geni realmente posseduti da un soggetto per un
determinato carattere. Nei caratteri qualitativi, il genotipo identifica gli esatti alleli che
un animale possiede per un carattere specifico. Per i caratteri quantitativi, il genotipo,
espresso come valore genetico, è l'accumulo degli effetti di tutti i geni che
determinano un dato carattere.
Ambiente: per ambiente nell’ambito della selezione si intendono tutte quelle
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componenti, in grado di influenzare il fenotipo di un soggetto, che non sono legate a
fattori genetici. Oltre alla temperatura e all’umidità, altri fattori ambientali che
influenzano la produzione del latte sono: l’alimentazione, il tipo e la frequenza della
mungitura, l’età dell’animale, il suo ordine di parto, il suo stato di salute, ecc.
L'ambiente contribuisce più della genetica alla differenza tra le produzioni delle
bovine: il 75% delle differenze nella quantità di latte prodotto viene attribuito
all'ambiente, mentre solo il 25% è basato sul merito genetico.
Dominante-recessivo: ad ogni locus ci sono due alleli per un carattere
specifico, uno da ciascun genitore. In alcuni casi, un allele è dominante sull'altro
allele nel determinare il carattere.
Per esempio, un gene singolo controlla il colore del mantello della Frisona. In
questa razza il mantello può essere rosso e bianco oppure nero e bianco. Il gene
nero è dominante e il gene rosso è recessivo. I geni sono espressi come B (b
grande) per il gene dominante nero e b (b piccolo) per il gene recessivo rosso. La
combinazione ricevuta dai genitori determinerà se il neonato sarà bianco e nero o
bianco e rosso.
Per il mantello sono possibili tre genotipi: BB, Bb, bb, con un gene proveniente
da ciascun genitore. Poiché B è dominante su b, la presenza come minimo di un
allele B comporta un colore di mantello nero. Il mantello rosso è possibile soltanto
con il genotipo bb.
Esistono differenze tra le specie e le razze. Nel bestiame Milking Shorthorn,
ad esempio, il colore del mantello è espresso in modo diverso per ciascuno dei tre
possibili genotipi: RR-rosso, Rr-roano (mescolanza di rosso e bianco) e rr-bianco.
Non c'è nessuna dominanza tra rosso e bianco. Per questo, nel genotipo Rr l'animale
presenta una miscela dei due colori.
Eterozigote: un animale è eterozigote per un certo gene quando i due alleli ad
un dato locus non sono identici, cioè l’animale presenta due versioni dello stesso
gene nel suo DNA. Per esempio, se per quanto riguarda il gene del colore del
mantello una frisona ha un genotipo BB, diciamo che è omozigote per il colore nero
del mantello. Una frisona rossa e bianca è omozigote con un genotipo bb.
Eterozigote invece è la bovina con genotipo Bb.
Caratteri qualitativi: i caratteri qualitativi sono per la maggior parte controllati
da un paio di geni soltanto. Esempi di caratteri qualitativi sono il colore del mantello e
le corna. I caratteri qualitativi includono anche geni recessivi indesiderati come il
gene Mule-Foot della frisona.
Caratteri quantitativi: i caratteri quantitativi sono controllati da molti geni,
ognuno dei quali di solito ha relativamente poca influenza sull'espressione del
carattere nel suo insieme. Questi geni però possono controllare grandi effetti, ad
esempio caratteri economicamente importanti come la produzione di latte, la
percentuale di grasso, e il punteggio morfologico finale di una bovina. Questi caratteri
possono essere influenzati in modo significativo dall'ambiente. I risultati della ricerca
nella mappatura genica mostrano che esistono geni “maggiori”, detti così perchè
hanno un effetto più importante, di maggior peso rispetto agli altri geni che
influenzano comunque il carattere stesso.
Varianza ambientale: la varianza ambientale è quella parte di differenza nelle
performance degli animali che è causata da effetti ambientali. Le valutazioni
genetiche cercano di tener conto delle differenze nelle produzioni e nel tipo
morfologico dovute alla variabilità ambientale.
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Indice genetico (IGT o IGV, Indice Genetico Toro o Vacca; anche EBV
Estimated Breeding Value): è la stima dell’effetto dei geni di un animale per un
dato carattere, espressa in termini di differenza rispetto ad una media. Nel caso della
produzione del latte esprime di quanti chilogrammi un animale è superiore agli altri
per effetto dei suoi geni. Va notato che si tratta solo di una stima, basata su dati
reali e su modelli statistici.
Un individuo riceve metà del suo valore genetico da ciascun genitore. La
formula per calcolare il valore genetico può perciò anche essere:
Indice genetico dell’individuo = ½ IGT
padre
+ ½ IGV
madre
Equivalente Vacca Matura (EVM): l’EVM è un dato che esprime la quantità di
latte prodotto da una vacca, “aggiustandolo” in modo che sia confrontabile con i dati
delle altre bovine. Si ottiene moltiplicando la produzione reale per coefficienti che
correggono il dato a seconda dell’effettiva durata della lattazione (più o meno di 305
giorni), età e n° di parto, mese di parto, zona di allevamento. In questo modo si
ottiene la produzione che l’animale avrebbe avuto in 305 giorni se avesse partorito a
gennaio a sei anni di età.
Indice di selezione: è l’indice che viene utilizzato dalle diverse associazioni di
razza per consentire agli allevatori di scegliere gli animali da utilizzare come
riproduttori: le vacche che saranno rifecondate e i tori con cui fecondarle. Può essere
costituito da un indice solo (ad esempio il latte in kg) o da una combinazione di più
indici (esempio PFT della razza Frisona).
Intensità di selezione: l'intensità di selezione misura la superiorità relativa del
gruppo di animali a cui si consente di riprodursi. L'intensità di selezione nei tori è alta
perché solo un piccolo numero di tori sono necessari per produrre un adeguato
quantitativo di seme per la popolazione bovina femminile. Nelle vacche, invece,
l'intensità di selezione è bassa perché gli allevatori devono utilizzare circa il 75%
delle loro femmine per produrre la rimonta necessaria. Una intensità di selezione più
elevata ha come risultato un miglioramento genetico più rapido.
Ereditabilità (simbolo: h2) è la proporzione di variazione in un carattere che è
dovuta a fattori genetici. L'ereditabilità varia da 0 a 1 (o da 0 a 100%). Quanto più
alto è il valore, tanto più il carattere è ereditabile. Selezionando per caratteri a
maggior ereditabilità si otterrà un progresso genetico più veloce. Una bassa
ereditabilità, meno di 0,10, non offre molte opportunità di un rapido miglioramento in
un carattere. Quando si lavora per migliorare un carattere, occorre considerare
anche la sua ereditabilità: per esempio, la vacca Rosina ha bisogno di miglioramento
sia nell'angolo del piede che nella posizione dei capezzoli. L'ereditabilità nell'angolo
del piede è 0,15, e per la posizione dei capezzoli è 0,26. Pur utilizzando la stessa
intensità di selezione per entrambi caratteri, ci si aspetta che la prole di Rosina
migliori più rapidamente nella posizione dei capezzoli che nell'angolo del piede,
perché l'ereditabilità della posizione dei capezzoli è più alta.
Intervallo di generazione: l’età media di un genitore quando nasce la prole è
chiamata intervallo di generazione. Il progresso genetico aumenta quando l'intervallo
di generazione diminuisce.
Inbreeding (riproduzione in consanguineità): l'inbreeding si verifica quanto
vengono accoppiati due animali che hanno tra di loro una maggiore consanguineità
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della media di popolazione. Un tipo di inbreeding, il linebreeding, avviene quando la
progenie è ripetutamente accoppiata ai progenitori o ai parenti più vicini. Un obiettivo
dell’inbreeding è di incrementare la frequenza dei geni positivi che si trovano nell'avo
comune.
L’inbreeding può avere anche molti effetti indesiderati poiché aumenta
l’omozigosi, ed esiste perciò una maggiore probabilità di avere condizioni di
omozigosi recessiva per i caratteri qualitativi indesiderati. Questa concentrazione di
geni indesiderati può ridurre la salute, il vigore, la crescita e aumentare la mortalità
dei vitelli. Produzione e riproduzione subiscono anch’essi effetti negativi. Per ogni 1%
di aumento della consanguineità si nota una diminuzione media di 30 kg nella
produzione di latte annuale. Gli animali che hanno elevata consanguineità tendono
anche ad avere un tasso di concepimento più basso.
Crossbreeding (Incrocio o ibridazione): si verifica quanto vengono
accoppiati animali appartenenti a due linee pure ottenute con incroci diversi. Il suo
obiettivo è produrre una generazione che abbia le migliori performance rispetto a
quelle attese considerando semplicemente le caratteristiche trasmesse dai genitori.
L’incrocio generalmente aumenta la salute, il vigore e la performance riproduttiva.
Correlazione: si verifica una correlazione quando la selezione per un
carattere comporta un cambiamento genetico in un altro carattere. Queste
correlazioni genetiche possono essere positive o negative. Le correlazioni sono
espresse con valori da -1 a 1. Quando una correlazione ha un valore vicino a -1 o 1,
molti tra i geni che controllano un carattere controllano anche l’altro. Un valore vicino
a zero indica che i geni che regolano entrambi i caratteri sono molto pochi.
La selezione per incrementare un carattere può comportare un incremento in
un altro carattere. Esiste una correlazione pari a 0,40 tra rese produttive di latte e
spigolosità dell’animale. La selezione attuata soltanto per un incremento nella
produzione di latte otterrà generalmente anche un miglioramento nella spigolosità,
anche se questa non è stata oggetto di una selezione diretta.
D'altra parte, la selezione per l'incremento in un carattere può anche produrre
un decremento in un altro carattere. Esiste una correlazione pari a -0,5 fra
produzione del latte e percentuale di grasso. La selezione per un aumento nella
produzione di latte comporterà generalmente un decremento nella percentuale di
grasso.
Variabilità: è la differenza che si osserva fra gli animali per varie
caratteristiche. Si può distinguere una variabilità a livello fenotipico (sempre
osservabile e misurabile), a livello genetico (misurabile sul DNA o stimabile
attraverso Indici) e a livello ambientale.
Deviazione standard (simbolo: σ) – è una misura della variabilità. Se si
riporta in grafico il merito genetico o le performance reali di tutti gli animali in una
popolazione, si può osservare una distribuzione normale o a campana (curva di
Gauss, gaussiana). Una distribuzione normale è centrata sul valore medio per quel
particolare carattere. All'incirca un ugual numero di individui (50%) stanno
rispettivamente sopra e sotto la media. La deviazione standard è quel numero che,
quando è addizionato o sottratto alla media di popolazione, determina un’area nella
quale sono compresi circa i due terzi (68%) della popolazione. Il restante 32% è
diviso tra un 16% particolarmente produttivo e un 16% dalle produzioni molto basse.
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77,5
90
102,5
A titolo di esempio, usiamo la deviazione standard per descrivere la situazione
produttiva di un allevamento. La mandria del signor Rossi ha una produzione media
a 305 giorni di 9000 kg (90 q) di latte. La deviazione standard è pari a 1250 kg (12,5
q). Il 68% degli animali in questa mandria dovrebbe produrre una quantità di latte
compresa fra 77,5 q e 102,5 q. All'incirca una bovina su sei produrrà al di sotto dei
77,5 q e una su sei produrrà più di 102 q.
Geni recessivi indesiderati: i geni recessivi indesiderati sono difetti nel
bestiame che possono causare un peggioramento nello stato di salute oppure la
morte. Questi caratteri qualitativi generalmente sono controllati da un solo gene. In
questo caso, la condizione indesiderata viene effettivamente espressa quando un
animale è omozigote per quell’allele recessivo.
Si usano normalmente questi codici per i geni recessivi:
Bulldog (BD)
Dwarfism (nanismo) (DF)
Polled (acorne) (PC)
Malformazione vertebrale complessa (CV)
Mule Foot (sindattilia) (MF)
Prolungamento della gravidanza (PG)
Deficienza di adesione leucocitaria dei Bovini – BLAD (BL)
Deficienza di Monofosfato Sintetasi – DUMPS (DP)
Atricosi (Mancanza di pelo) (HL)
Cheratogenesi imperfetta (pelle imperfetta) (IS)
Porfiria (colorazione rossa dei denti) (PT)
Colore rosso (RC)
Tutte le associazioni di razza registrano i geni recessivi indesiderati e li
segnalano come abbreviazione nel nome dell'animale. Prendiamo ad esempio
Wayne-Spring Fond Apollo *MF. Questo toro è portatore del genere recessivo per il
Mule Foot, ed è eterozigote per questo carattere. Se fosse omozigote, infatti,
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sarebbe lui stesso malato e sarebbe già stato eliminato.
I codici dei geni recessivi testati includono:
(TM) testato negativo al Mule Foot
(TL) testato negativo al BLAD
(TD) testato negativo al DUMPS
(TR) testato negativo al colore rosso
(TV) testato negativo per la Malformazione vertebrale complessa (CVM)
Se un animale è testato negativo per un carattere, questo risultato viene
anch'essi registrato. Per esempio, Walkway Chief Mark *TL è negativo per il
carattere BLAD.
Progenie: viene definita progenie la prole di un animale (figli maschi e
femmine).
Confronto tra contemporanee: è il metodo di calcolo dell’indice genetico più
antico. Confrontando fra loro soggetti che si trovano nelle stesse condizioni per età,
ordine di parto, mese di parto e gestione aziendale (confrontando cioè gli EVM di
diverse bovine), le migliori erano anche identificate come superiori dal punto di vista
genetico e così i loro padri. Si utilizzava prima degli anni ’80.
Sire model: si chiama così il modello statistico utilizzato per la valutazione
genetica che valuta solamente i maschi, tenendo conto delle relazioni di parentela
che esistono tra essi e le informazioni raccolte sulle loro figlie. E’ stato sviluppato
negli anni ’80.
Animal Model: si chiama così il modello statistico utilizzato per la valutazione
genetica che valuta contemporaneamente maschi e femmine di una popolazione
tenendo conto delle relazioni di parentela che esistono tra di essi. E’ stato sviluppato
agli inizi degli anni ’90.
Test-Day Model: si chiama così il modello statistico utilizzato per la
valutazione genetica che valuta contemporaneamente maschi e femmine di una
popolazione tenendo conto delle relazioni di parentela che esistono fra di essi e che
utilizza le informazioni dei singoli controlli mensili per la produzione di latte Si è
sviluppato alla fine degli anni ’90.
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Miglioramento Genetico
Il miglioramento genetico delle specie animali tende a cambiare il valore
fenotipico medio (ad esempio le produzioni ottenute, o la morfologia) delle
popolazioni animali allevate dall'uomo, in modo da ottenere dei fenotipi più
interessanti sotto il profilo economico.
x = valore fenotipico medio
anno 0
anno n
x nell’anno n > x nell’anno 0
Il nuovo valore fenotipico è ottenuto utilizzando la variabilità delle specie
domestiche.
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La variabilità di ogni specie è più o meno marcata, ed al suo interno esistono
sempre una variabilità fra razze (o popolazioni) e una variabilità all'interno
della razza. L’utilizzazione di volta in volta delle differenze razziali e delle
differenze tra individui della stessa razza consente il successo di un'azione di
miglioramento genetico.
Il miglioramento genetico offre dunque due possibilità:
1. l'utilizzazione, con la selezione, della variabilità che esiste all'interno delle
popolazioni; queste popolazioni sono molto spesso razze e si impiega talvolta
l'espressione di selezione in razza pura; l'obiettivo è in questo caso di
aumentare il valore genetico additivo dei riproduttori (esempio: selezione
all’interno di razze bovine).
2. L'utilizzazione, attraverso l'incrocio, della variabilità tra popolazioni o tra
razze che serve ad utilizzare le conseguenze favorevoli degli effetti di
interazioni tra i geni (ad esempio: produzione di suini ibridi, ottenuti incrociando
genitori di razze o linee diverse).
Sia nel caso della selezione sia nell’incrocio, in tutte le specie, la metodologia
comprende due tappe:
•
La scelta degli obiettivi
•
La scelta di uno o più metodi di selezione, o di un sistema di incrocio.
A. Obiettivi e criteri della selezione
1. definizioni
Prima di qualsiasi operazione di selezione propriamente detta, si situano la
definizione e la scelta dell’obiettivo generale del miglioramento. Per esempio,
per la produzione di suino da salumeria, si può ritenere che l'obiettivo globale
sia il guadagno per suino, o il reddito per anno e per posta nella porcilaia
all'ingrasso; per un ciclo chiuso, l'obiettivo può essere differente, per esempio il
reddito per anno e per posto di maternità. La definizione di questo obiettivo
globale non può essere sempre realizzata in modo preciso.
A partire dalla definizione dell’obiettivo globale, può essere stabilita la lista dei
caratteri da migliorare; questi costituiscono quello che vengono solitamente
chiamati gli obiettivi della selezione. Questi sono caratteri, non
necessariamente misurabili, per ciascuno dei quali si cerca un miglioramento
del valore genetico additivo degli individui, tale che l'obiettivo generale sia
raggiunto. Riprendendo l'esempio del suino da salumificio, per agire sul ricavo
lordo, occorre considerare il costo dell’ingrasso, il valore della carcassa e
eventualmente la qualità della carne; e gli obiettivi della selezione possono
essere allora le caratteristiche seguenti: l'incremento medio giornaliero, l'indice
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di conversione, il peso del prosciutto, della lombata, lo spessore del lardo
dorsale ed eventualmente caratteri di qualità della carne.
La definizione e la scelta degli obiettivi di selezione non possono sempre
essere realizzati in una maniera del tutto soddisfacente. In effetti, non è
azzardato, il più delle volte, determinare l'importanza economica relativa dei
differenti obiettivi. Inoltre, l'evoluzione delle condizioni economiche introduce
una incertezza supplementare; questo aspetto del problema è d'altra parte più
importante quando i risultati della selezione giungono dopo molto tempo e
quando le condizioni economiche possono essere cambiate tra il momento in
cui gli obiettivi sono stati definiti e il momento in cui, molti anni dopo, la
selezione comincerà a far sentire i suoi effetti. Inoltre, è ben evidente che più gli
obiettivi sono numerosi, più il miglioramento di ciascuno di loro è debole.
I caratteri che si cerca di migliorare non sono tutti, o non sono sempre,
misurabili; l’indice di conversione non può essere misurato nelle condizioni
abituali di allevamento, il peso delle diverse parti della carcassa non può
evidentemente essere conosciuto che dopo l'abbattimento degli individui. Il
selezionatore deve dunque, per migliorare l’insieme dei caratteri, che sono
obiettivo della selezione, scegliere dei criteri di selezione, che, come è bene
indicato dal loro nome, servano da criteri di scelta dei riproduttori. La distinzione
tra criteri e obiettivi è importante.
È così che, nel caso della selezione individuale dei verretti in stazione, i criteri
tenuti presenti sono l'incremento ponderale giornaliero tra 35 e 150 kg, l’indice
di conversione nel corso del medesimo periodo e lo spessore medio del lardo
dorsale calcolato su sei misure fatte alla fine del controllo mediante ultrasuoni.
Ma se si effettua il controllo, anziché sui verretti candidati, sui suoi fratelli, a
questi criteri possono essere aggiunti anche il peso delle cosce e dei tagli
magri, rilevati dopo la macellazione.
Un obiettivo di selezione è perciò un carattere, o una combinazione di
caratteri, che si cerca di migliorare, ma che non sono necessariamente
misurabili sul candidato alla selezione, né sui suoi parenti.
Al contrario, un criterio di selezione è un carattere, o una combinazione di
caratteri, che possono essere misurati sul candidato alla selezione, o sui
suoi parenti, e che permettono di conseguenza di classificare i candidati.
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Inoltre, un carattere di selezione è tanto migliore quanto meglio risponde alle
seguenti condizioni o quanto più vi si avvicina:
- presenta una correlazione genetica favorevole ed elevata con gli obiettivi di
selezione;
- ha una ereditabilità elevata;
- è neutrale rispetto ai caratteri che non sono adottati come obiettivo di
selezione, vale dire che non presenta con tali caratteri una correlazione
genetica sfavorevole;
- è misurabile precocemente, facilmente e su tutti i candidati o sui loro parenti.
B. La selezione
1. Le tappe
Per migliorare il livello medio delle performance della popolazione, il
selezionatore cerca un aumento del livello genetico medio di generazione in
generazione. Se si considerano due generazioni consecutive n e n+1, in
assenza di selezione, il livello genetico medio è lo stesso per le due
generazioni; se c'è selezione, il livello genetico medio della generazione n+1
sarà superiore a quello della generazione n. Per raggiungere questo risultato,
ogni selezionatore adotta la stessa tipologia di svolgimento; questa comporta
un certo numero di fasi, di tappe, che, in pratica, sono più o meno adattate alle
situazioni ma che si succedono sempre nello stesso ordine.
1.1. la scelta dei riproduttori
E’ l'operazione di selezione propriamente detta: l'individuazione fra i candidati
riproduttori, appartenenti alla generazione n, di quelli che diventeranno i
riproduttori, producendo così la generazione n+1. I candidati riproduttori sono i
riproduttori potenziali sui quali si dispone di informazioni sicure: ascendenti,
identificazione, performances.
La scelta è più o meno severa; più è elevata la proporzione di candidati
eliminati, o più è debole la proporzione di candidati che vengono tenuti, più la
selezione è severa o intensa; al contrario, più è debole la proporzione di
candidati eliminati, meno è intensa la selezione. L'intensità della selezione
condiziona l'efficacia dell'operazione.
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In figura: differenziale di selezione (S) per un criterio di selezione C e tasso di
selezione (% di riproduttori selezionati)
1.2. la stima del valore genetico di candidati riproduttori
Selezionare comporta scegliere, e più precisamente scegliere gli individui
migliori, cioè quelli meglio classificati. La classificazione dei candidati
riproduttori dovrebbe, idealmente, essere fatta in funzione del loro valore
genetico additivo; ma non si può in realtà conoscere esattamente il valore
genetico di candidati, e ci si accontenta perciò di stimarlo. La stima del valore
genetico di candidati riproduttori è l’operazione fondamentale della
selezione. Se la classificazione viene fatta a caso non si ha selezione né
progresso. Questa stima è fatta a partire da informazioni disponibili al momento
in cui la stima stessa viene elaborata; essa si traduce nel calcolo di un indice,
che rappresenta la migliore stima possibile del valore genetico dei candidati
riproduttori.
Una stima implica sempre che il valore ottenuto differisca più o meno dalla
realtà; si commette un errore, più o meno importante secondo i casi. Se l'errore
è debole, le stime sono precise; se l'errore è importante, la stima è imprecisa.
La precisione della stima del valore genetico dei candidati riproduttori, o più
semplicemente la precisione della selezione è un altro fattore che condiziona
l'efficacia della selezione.
Il valore genetico stimato per un riproduttore si chiama dunque indice di
selezione.
L'indice di selezione stima il vero valore genetico di ogni animale e se viene
calcolato secondo criteri e metodologie avanzate (ad esempio con il BLUP
Animal Model) costituisce uno strumento indispensabile e di grande potenza
per individuare i migliori animali di una razza. Un allevatori che disponga degli
16
indici dei suoi animali può individuare meglio gli animali da scartare, e può
sapere quali femmine inseminare con seme di valore.
Per calcolare un indice di selezione è necessario naturalmente conoscere le
produzioni degli animali, perché queste costituiscono il fenotipo da cui iniziare
l'elaborazione. Produzioni scorrette perché ottenute da controlli funzionali
imprecisi producono indici inaffidabili e impediscono il processo selettivo. È
quindi preciso interesse del singolo allevatore che i controlli vengano fatti
correttamente, come è ancora suo preciso interesse segnalare correttamente i
genitori dei nuovi nati. I maschi di razze lattifere, infatti, non producendo latte,
ottengono il loro indice a partire dalle produzioni di madre, figlia e sorelle e
quindi errate paternità o maternità si traducono in stime imprecise del valore
genetico degli animali.
Il valore economico di un animale dipende da molti caratteri, e non solo della
sua capacità di produzione. Anche la precocità, la resistenza alle malattie, la
longevità, una corretta conformazione morfologica, la docilità, la fertilità sono
caratteri che un allevatore valuta e che contribuiscono, ad esempio, a fare di un
animale da latte un buon soggetto o un candidato alla macelleria.
Per fare bene la selezione, è necessario quindi scegliere gli animali in base
all’insieme di tutti i caratteri che ne fanno un soggetto economicamente valido. Il
problema è riconoscere quali caratteri sono importanti per la selezione,
misurarli sugli animali, e poi assegnare a ciascuno di questi il giusto peso, la
giusta enfasi selettiva, in modo da tenere conto correttamente dei diversi aspetti
economici dell'allevamento.
In una razza da latte, visto che il reddito è prodotto principalmente dalla vendita
del latte stesso, la produzione in 305 giorni può essere, in prima
approssimazione, un valido obiettivo di selezione. La qualità del latte, e quindi il
tenore in grasso e soprattutto proteine, sono però caratteri che, regolarmente e
correttamente misurati su tutti gli animali, possono entrare in un indice
composto. Un indice di questo genere potrebbe poi includere altre informazioni
come la morfologia, le cellule somatiche, la velocità di mungitura e tutto quanto
un articolato obiettivo di selezione suggerisca tra gli ingredienti che
massimizzane il reddito dell’allevatore.
Prendiamo, a titolo di esempio, l’indice per la razza Frisona PFT: è un indice
composto (la sigla significa Produttività, Funzionalità, Tipo) e comprende i
seguenti indici: quantità di latte, grasso, proteina; % di grasso e di proteina; tipo,
ICM (indice composto mammella), IAP (indice arti e piedi), indice cellule
somatiche, longevità funzionale. La formula per calcolarlo è la seguente:
PFT = 12,54 * (0.42 * grasso kg + 1.48 * proteina kg + 0.091 * grasso % * 100
+ 0.27 * proteina % * 100 + 5.3 * tipo + 13 * ICM + 9 * IAP + 8 *
[(longevità - 100) / 5] + 12 * [(cellule - 100) / 5.70)]
A loro volta, anche l’ICM e l’IAP sono indici composti…
17
L'indice composto permette quindi di ordinare gli animali dal migliore al
peggiore per merito totale e quindi di scegliere i più validi economicamente in
base ad una opportuna combinazione di diversi caratteri, ciascuno ponderato
per la sua specifica ereditabilità, per le associazioni che presenta con gli altri
caratteri e soprattutto per il diverso valore economico che ciascuno riveste
nel determinare il reddito dell’allevatore.
1.3. la raccolta delle informazioni
Per stimare il valore genetico dei candidati riproduttori, il selezionatore ha
bisogno di informazioni; queste informazioni sono formate dalle performances
conosciute al momento in cui si fa la stima. Queste performances hanno origini
diverse, dai candidati riproduttori stessi o da individui in relazione di parentela
con i candidati; a seconda dell'origine delle informazioni, si distinguono
differenti metodi di selezione:
- selezione individuale (tipo di test: performance test);
- selezione sugli ascendenti (elaborazione dei dati in un indice pedigree);
- selezione sui collaterali (tipo di test: sib test);
- selezione sui discendenti (tipo di test: progeny test).
Quando si utilizzano simultaneamente le informazioni di origine differente, per
esempio le performance del riproduttori e quelle dei suoi ascendenti, si parla di
selezione combinata (combined test).
Queste informazioni, che riguardano dunque criteri di selezione definiti all'inizio,
condizionano la precisione della selezione in due modi:
- a motivo del loro numero: più importante è la quantità delle informazioni
raccolte, migliore è la precisione;
- a motivo della loro qualità: è per questo, per esempio, che, a parità di numero,
le informazioni provenienti dei fratelli sono più utili delle informazioni provenienti
dei mezzi fratelli, o dei nonni; allo stesso modo i criteri di selezione a
ereditabilità elevata sono più interessanti dei criteri a ereditabilità media o
debole.
Notiamo infine che la raccolta e l'utilizzazione di queste informazioni hanno
bisogno dell'esistenza di un insieme di organismi che sono incaricati di
controllare le performances, in azienda o in stazione di controllo, di registrare le
18
genealogie, di trattare per via informatica tutte queste informazioni per
prenderle utilizzabili.
La raccolta di tutte le informazioni di base utilizzate per la selezione è affidata,
in Italia, alle associazioni degli allevatori, poste sotto il controllo del Ministero
per le Risorse Agricole e riunite nell'Associazione Italiana Allevatori con sede a
Roma.
19
Gli allevatori di ciascuna specie sono organizzati autonomamente in
associazioni che possono essere suddivise per razza, come nei bovini, oppure
essere interspecifiche, come per gli ovini e caprini.
Queste associazioni, attraverso i loro organi direttivi (normalmente le
commissioni tecniche centrali), decidono gli obiettivi e le modalità della
selezione, raccolgono le informazioni provenienti dagli allevamenti, calcolano il
valore riproduttivo degli individui candidati alla selezione - con metodi differenti
a seconda dello schema di selezione adottato -, pubblicano i risultati e
aggiornano i parametri della popolazione relativamente ai caratteri oggetto della
selezione (medie, varianze, ereditabilità, ecc.) Esse sono normalmente fornite
di un ufficio studi che valuta, tra le altre cose, il progresso genetico ottenuto e
cura la pubblicazione di notiziari o di riviste vere e proprie.
L'Associazione Italiana Allevatori è organizzata in Associazioni Provinciali o
Regionali degli allevatori, che sono strutturate al loro interno in sezioni di specie
o di razza in funzione delle principali specie e razze allevate nell'ambito
territoriale di propria competenza. Le Associazioni Provinciali Allevatori (APA), i
cui organi direttivi sono eletti dagli allevatori scritti, curano la raccolta dei dati
aziendali attraverso: a) i controlli funzionali, per i dati produttivi; b) la
registrazione degli eventi per i dati riproduttivi e quelli relativi alla riforma
(scarto) degli animali; c) la valutazione morfologica, operata da esperti
valutatori, alle età tipiche dell'animale; d) la trascrizione delle parentele note e
delle genealogie. Esse, inoltre, custodiscono il Libro Genealogico in cui sono
iscritti gli animali in selezione e dal quale è possibile risalire agli ascendenti per
ciascun animale presente. L'organizzazione dei Libri Genealogici (o dei
cosiddetti Registri di razza nel caso in cui questi non siano stati istituiti) varia fra
specie e, qualora esistano, fra razza all'interno della stessa specie.
Infine, i dati genotipici e le altre informazioni, pretrattati e ripuliti da eventuali
errori in sede periferica, sono inviati alle associazioni centrali.
20
Nelle graduatorie pubblicate dalle Associazioni di razza o di specie i riproduttori vengono
elencati in base al loro merito genetico, dal migliore al peggiore; la graduatoria è detta anche
rank. I riproduttori migliori si vedono attribuito un rank 99; via via seguono tutti gli altri, fino al
livello di rank deciso dall’associazione. Per popolazioni molto numerose (es. Frisona)
verranno ammessi alla riproduzione solo maschi con rank molto elevato (es. 97); per
popolazioni più piccole occorrerà ammettere alla riproduzione maschi con valori di rank più
bassi, per non restringere troppo il numero complessivo di riproduttori utilizzabili.
21
FATTORI CHE INFLUENZANO IL PROGRESSO GENETICO
Uno dei principali obiettivi degli allevatori di bestiame da latte è massimizzare
il proprio reddito. Un modo per raggiungere questo obiettivo è di avere un bestiame
geneticamente superiore. Per avere bestiame che produca più reddito, è molto
importante ottenere un buon il progresso genetico: è permanente e si accumula nel
tempo. Il progresso genetico è la misura del cambiamento genetico che si realizza in
una popolazione in funzione del tipo di selezione ad essa applicata. Dipende da
quattro principali fattori ed ha la seguente formula:
Progresso genetico = accuratezza * intensità * variabilità
intervallo di generazione
Accuratezza della selezione (Attendibilità)
Si riferisce alla nostra abilità nel selezionare animali che hanno realmente una
superiorità genetica per il carattere considerato. E’ una misura del grado di
precisione con cui è stato calcolato un indice genetico. Dipende dalle tecniche di
valutazione genetica utilizzate, come l’Animal model; dal numero e dalla quantità
delle informazioni raccolte su un animale, sulle sue figlie e sui suoi figli.
Intensità di selezione
Dipende dalla proporzione di animali che vengono tenuti come genitori per la
prossima generazione. L'intensità include anche la superiorità di quegli animali,
messi a confronto con la media genetica del resto della popolazione che è stata
scartata.
Variabilità genetica
Indica quelle differenze tra gli animali che sono controllate da fattori genetici.
E’ misurata come ereditabilità del carattere.
Intervallo di generazione
E’ l’età media di un genitore quando nascono i figli.
Per raggiungere un rapido progresso genetico, l'accuratezza di selezione
dev'essere alta. I genitori devono essere geneticamente superiori se comparati alla
media di popolazione. In più, un progresso maggiore verrà raggiunto con caratteri a
più elevata ereditabilità e con corti intervalli tra generazioni
Se si tengono la mente questi quattro fattori, il progresso genetico può essere
massimizzato.
22
LE VALUTAZIONI GENETICHE
I dati - Per poter fare delle valutazioni genetiche è necessario avere a
disposizione due tipi di informazioni:
a) informazioni sui caratteri che siamo interessati a migliorare (latte,
statura ecc.);
b)
informazioni sulla genealogia dei soggetti.
Senza una di queste due informazioni non è possibile calcolare il valore
genetico di un soggetto. La qualità dell’indice finale dipende direttamente dalla
qualità dell’informazione raccolta sia sui caratteri di interesse che sulle genealogie.
Per avere delle informazioni corrette occorrerà tenere presenti numerosi fattori
che potrebbero interferire con la stima del valore genetico reale:
Effetti ambientali – Definiamo come ambientali tutti i fattori che influenzano
una determinata caratteristica che non hanno origine genetica. Occorre identificarli
con precisione per poter stimare correttamente gli indici. Esempi di effetti ambientali
sono l’età al parto, il mese di arto, lo stadio di lattazione, l’ordine di parto per quanto
riguarda i caratteri riproduttivi, il sesso del nato per quanto riguarda la facilità al parto.
Effetti genetici – In alcuni casi, nel determinare una data caratteristica si
sommano effetti genetici di soggetti diversi. Nel caso della facilità al parto, ad
esempio, possiamo distinguerne due: l’effetto genetico del padre del vitello che sta
per nascere e l’effetto genetico legato alla vacca che lo sta per partorire. Il primo
determinerà la grandezza del vitello, il secondo la larghezza della groppa della
vacca.
Parentela – esprime la proporzione di geni in comune tra due animali. Il fatto
che due animali abbiano genotipi simili porta ad una certa somiglianza tra i fenotipi
dei due animali considerati. Si calcola con la formula (0,5)n , dove n = gradi di
parentela.
Esempio:
Toro A
1
Figlio A
Parentela = (0,5)1 = 0,5
23
Esempio:
Toro A
1
Figlio A
2
Figlio B
3
Nipote C
Parentela: (0,5)3 = 0,125 = 12,5%
Consanguineità – è la proporzione di geni che si trovano allo stato omozigote
in un dato individuo, a causa del fatto che tra i suoi progenitori c’erano delle relazioni
di parentela. Si calcola con la formula (0,5)p+m+1, dove p e m sono la distanza dal
progenitore comune rispettivamente del padre e della madre del soggetto. Per
esempio, se accoppiamo il Figlio A con la Nipote C, ci aspettiamo che il livello di
consanguineità (cioè la proporzione di geni omozigoti, dovuti al fatto che Figlio A e
Nipote C sono parenti) nell’eventuale prole sia pari a
(0,5)1+2+1 = (0,5)4 = 0,0625 = 6,25%
Infatti tra Figlio A e Toro A c’è un grado di parentela; tra Nipote C e Toro A ci
sono due gradi di parentela.
Gruppo di contemporanee – In tutti i sistemi di valutazione genetica, il
confronto vero e proprio che determina chi è superiore è fatto all’interno di gruppi di
animali che si trovano in situazioni omogenee rispetto ad un fattore ambientale
generale. Solitamente il gruppo di contemporanee varia a seconda del carattere e
dell’informazione che si raccoglie. L’allevamento-anno è l’elemento base per
costruire un gruppo di contemporanee, che può diventare allevamento-anno-stagione
(se si confrontano le vacche che hanno partorito entro azienda nella stessa
stagione), allevamento-anno-giorno di valutazione (si confrontano fra loro vacche che
sono state valutate lo stesso giorno) o allevamento-anno-giorno di controllo (nel caso
di test day si confrontano le vacche controllate lo stesso giorno).
Accoppiamento non casuale – Spesso, nelle popolazioni oggetto di
selezione, per fecondare gli animali migliori della stalla si utilizzano i tori migliori. I tori
sono quindi utilizzati in modo non casuale per cercare di ottenere un certo tipo di
animale. I modelli statistici che valutano maschi e femmine insieme sono in grado di
tenere conto di questo effetto.
Accoppiamento correttivo – Allo stesso modo i tori con ottimi dati per
l’apparato mammario vengono utilizzati per correggere una mammella scadente, in
modo da cercare di ottenere un soggetto migliore rispetto alla madre per questo
carattere. I modelli statistici che valutano maschi e femmine insieme sono in grado di
24
tenere conto di questo effetto.
Trattamento preferenziale – Viene chiamata con questo nome la grande
quantità di attenzioni che viene data ad animali a cui si è particolarmente affezionati.
In pratica questo livello di attenzione crea per questo soggetto una serie di effetti
particolari che non è possibile per nessun modello statistico elaborare e correggere.
Da evitare se si vuole una valutazione genetica la più accurata possibile.
Eterogeneità della varianza – La variazione intorno alla media varia da
un’azienda all’altra ed è particolarmente evidente per i caratteri produttivi. Occorre
tenerne conto nella valutazione genetica per fare in modo che le differenza tra gli
animali siano misurate in modo omogeneo tra un’azienda ed un’altra.
Infine, gli indici genetici calcolati verranno espressi come superiorità rispetto
ad una madia, detta “base genetica”.
Base genetica – E’ lo zero degli indici, ovvero il punto rispetto al quale si dice
chi migliora e chi no. Si riferisce normalmente ad un gruppo di animali che identifica il
livello medio di una popolazione in un dato momento. Può essere fissa o mobile. La
base genetica fissa cambia ogni 5 anni ed è quella utilizzata nella maggior parte dei
paesi. La base genetica mobile si aggiorna di anno in anno.
25
GLI SVILUPPI FUTURI
Ci sono sue filoni importanti di sviluppo, legati alle nuove biotecnologie, che
potrebbero avere un impatto sulla selezione dei bovini da latte.
Cloni
Dopo lo sviluppo della fecondazione artificiale, della fecondazione in vitro e del
trasferimento embrionale è oggi possibile, anche se a costi piuttosto elevati e solo
alivello di ricerca, clonare animali. Un clone è una replica identica a livello di DNA di
un soggetto. In Italia il laboratorio di Porcellasco (CR) si è specializzato nella
clonazione di animali di allevamento, attuando sperimentazioni su bovini ed equini.
Marker Assisted Selection (MAS)
Lo studio del DNA e dei geni che lo costituiscono nelle varie specie, ha
permesso di mettere a punto tecniche per individuare zone di DNA che sono
associate ad effetti positivi su produzione e qualità del latte, conformazione e
funzionalità dei soggetti. Sono in pratica delle “bandierine” che si possono identificare
sul DNA degli animali e che indicano se un certo soggetto è portatore di geni con
effetti positivi (ad esempio, sulla qualità del latte). Questa tecnica potrà aiutare in
futuro a scegliere con più precisione i figli migliori di un dato accoppiamento per
avviarli, ad esempio, alle prove di progenie.
La k-caseina, importante proteina del latte, è stata uno dei primi caratteri
messi in relazione con la struttura del DNA. Per la sintesi della k-caseina possono
essere presenti due geni, A e B. I genotipi possibili sono AA, AB, BB. Il gene B è
associato ad incrementi nella resa di caseificazione. Per questo motivo, è
desiderabile avere una mandria con maggiore diffusione del genotipo BB o, in
second’ordine, AB.
Il sistema dei marcatori viene utilizzato anche per confermare la corretta
paternità e maternità di un soggetto.
Ingegneria genetica
E’ una disciplina scientifica che, attraverso particolari tecniche di laboratorio,
agisce direttamente sul menoma (DNA). In questo modo è possibile identificare,
isolare e trasferire artificialmente geni da un organismo all’altro (anche di specie
diverse). L’obiettivo è quello di ottenere microrganismi, piante ed animali con
caratteristiche nuove e migliori. Nel campo dei bovini da latte alcuni esempi, molti di
quali a carattere puramente sperimentale, si limitano a vacche “modificate” per
produrre latte arricchito con vitamine, con farmaci utili all’uomo o proteine adatte alla
caseificazione, oppure latte privato del colesterolo o del lattosio per venire incontro
alle esigenze di consumatori con intolleranze alimentari.
26
ESERCIZI
1. Quante paia di cromosomi ha una bovina?
2. Se una vacca frisona ha il genotipo Bb per quanto riguarda il colore
del mantello, è pezzata di nero o di rosso?
3. Nelle popolazioni di razze bovine italiane specializzate da latte
(frisona e bruna) l’intensità di selezione è maggiore per i maschi o per
le femmine?
4. La quantità di latte registrata nell’arco di una lattazione convenzionale
(305 gg) misura il fenotipo o il genotipo della vacca?
5. La larghezza della mammella ha una ereditabilità (h2) pari a 0,24, la
profondità ha h2 pari a 0,28. Per quale carattere è lecito aspettarsi un
più veloce miglioramento genetico?
6. Tra la quantità di latte prodotto e la % di proteina esiste una
correlazione genetica pari a – 0,30. Se si seleziona solo per la
quantità di latte, la percentuale di proteina tenderà ad aumentare o a
diminuire?
7. Se la deviazione standard della lattazione convenzionale è pari a 900
kg e la media di una mandria è di 8000 kg, quale percentuale di
bovine della mandria avrà probabilmente una produzione di latte
compresa tra 7100 e 8900 kg?
8. Quale valore stima il valore della superiorità o inferiorità genetica di
un riproduttore trasmissibile alla discendenza?
9. Se la base genetica si abbassa, il rank degli animali aumenta,
diminuisce, o resta invariato?
10. Se il toro A ha una attendibilità del 75% e il toro B del 95%, per quale
dei due si possiedono più informazioni?
11. Se scegliamo come genitori per la prossima generazione un numero
minore di riproduttori, l’intensità della selezione aumenta o
diminuisce?
12. Supponiamo che l’età media dei genitori di un gruppo di tori in prova
di progenie sia di 6 anni per le madri di toro e di 9 anni per i padri di
toro. Cosa si può fare per diminuire l’intervallo di generazione del
prossimo gruppo di tori in prova di progenie?
13. In tabella trovi i dati di tre aziende. Quali sono i caratteri che più
necessitano di miglioramento nei tre casi? In base a quale indice
sceglieresti i tori da usare?
Azienda
Latte
Grasso %
Proteina %
ICM
IAP
Cellule
Longevità
A
100 q.li
3.20
2.99
1.00
1.00
100
100
B
100 q.li
3.50
3.40
-0.50
0.20
100
100
C
100 q.li
3.60
3.40
1.00
1.00
80
97
27
14. Se un animale ha un genotipo AB per la k-caseina, di che tipo
saranno le caseine che si trovano nel suo latte?
15. Che caratteristiche deve avere una vacca per poter essere madre di
toro?
16. Che differenza c’è la produzione di una bovina ed il suo valore
genetico?
17. Perché è importante che ci sia variabilità genetica?
28
CONOSCERE I CATALOGHI TORI
Le informazioni genetiche sulla produzione e la morfologia dei riproduttori
vengono pubblicate regolarmente da ogni associazione di razza, sia in versione
cartacea che su Internet.
Queste pubblicazioni,
contengono informazioni su:
conosciute
in
generale
come
“Cataloghi
tori”,
a) Caratteri produttivi: latte, grasso, proteine
b) Caratteri morfologici: ad esempio punteggio finale, oppure indici
semplici o complessi per particolari caratteristiche morfologiche (es. “Tipo”,
oppure “Indice Composto Mammella”)
c) Caratteri correlati alla salute e alla longevità: es. mungibilità, facilità al
parto, cellule somatiche.
Proviamo ad analizzare il catalogo tori della Bruna Italiana, per individuarne le
voci principali.
Leggiamo il catalogo tori della Bruna
29
1. Gordon: è il nome dell’animale. Talvolta il nome fornisce indicazioni come: la
discendenza da qualche toro famoso, la provenienza da un particolare allevamento
2. Il toro è portatore sano di qualche malattia genetica? La T indica che è stato
testato, ma che è negativo. Vedi punto 5.
3. Altra malattia per cui è stato testato. Vedi punto 5.
4. Numero di matricola del toro, lo identifica a livello nazionale e internazionale, è il
numero riportato dalla marca metallica auricolare assegnata al toro pochi giorni
dopo la nascita.
5. Linee di sangue (=capostipiti maschi) dal cui incrocio proviene il toro. Nota che
vicino ad alcuni nomi c’è la lettera che richiama una malattia: in quella linea ci sono
portatori di quella malattia. Per questo il toro è stato a sua volta testato per le
medesime malattie (v. punto 2 e 3).
6. ITE = Indice Totale Economico, è l’indice scelto dalla razza Bruna per riassumere il
valore genetico di un toro in un’unica cifra. E’ un indice composto (cioè dato da un
calcolo che prende in considerazione molti fattori) per il quale vengono dati “pesi”
diversi (espressi tramite coefficienti) agli obiettivi di selezione della razza.
7. Rank: è il “posto in classifica” del toro. Al rank 99 ci sono i tori migliori della razza.
La classifica è determinata dall’ITE.
8. K caseina: genotipo del toro (=informazione genetica posseduta dal toro) per
quanto riguarda il tipo di k caseina. Questo toro è AB: trasmetterà alle figlie il gene
a (50% di probabilità) o il gene B (50% di probabilità).
9. La descrizione del toro prosegue con le sue caratteristiche genetiche di tipo
produttivo (indici produttivi) e, più sotto, morfologico (indici morfologici). Le
caratteristiche genetiche del toro sono state stimate usando i dati provenienti dal
controllo della produzione e della morfologia delle figlie, cioè tramite Progeny test.
10. Latte kg: è la superiorità del toro rispetto alla media della base genetica presa in
considerazione, cioè alla media delle produzioni di latte della razza in un anno di
riferimento. E’ espressa in kg per lattazione. I geni posseduti da questo toro
comportano un aumento di produzione di 464 kg. Il toro trasmetterà alle figlie metà
dei suoi geni, che si combinerà con i geni provenienti dalle madri; le figlie saranno
frutto dell’interazione (½ valore genetico del padre + ½ valore genetico della
madre). Ricorda però che la genetica, per questo carattere, pesa sul risultato
produttivo solo per il 25%!!
11. Grasso: espresso sia in kg che in %, esprime le caratteristiche genetiche portate
dal toro per questo carattere. Per sapere come saranno le figlie, vale il discorso del
punto 10 sulla combinazione ½ valore del toro + ½ valore della madre = probabile
valore genetico delle figlie (ma, come al punto 10, l’effetto dell’ambiente è
preponderante!)
12. Stesso discorso per la proteina.
13. I dati genetici del toro sono stati calcolati usando le caratteristiche delle figlie con
almeno 3 controlli di mungitura successivi (1 o 2 controlli non sono sufficienti per
azzardare una previsione sulle caratteristiche produttive delle figlie e, quindi, del
toro).
14. Tra le caratteristiche morfologiche, riportate più dettagliatamente nel riquadro
grafico, si evidenziano qui l’indice composto mammella, che combina diverse
caratteristiche importanti della mammella, e il punteggio complessivo riportato dalle
figlie quando l’esperto di razza le ha punteggiate. Il valore è espresso in deviazioni
standard, e ci dice se le figlie sono medie oppure sopra o sotto la media. in questo
caso, è meglio se questi due dati sono sopra le media.
30
15. E’ il numero delle figlie che hanno avuto una valutazione morfologica. Qui possono
essere incluse figlie che non avevano tre controlli successivi alla mungitura, escluse
al precedente punto 13.
16. Sulla base delle caratteristiche morfologiche viene calcolata la longevità funzionale
degli animali, cioè quanti mesi di carriera produttiva, in teoria, dovrebbero essere
garantiti da una determinata mammella o da certi arti. Il punteggio esprime il valore
dato al toro: 100 = toro medio, toro buono = 130.
17. Velocità di mungitura, rilevata nelle figlie come kg / minuto, espressa con un indice
come per il punto 16 (100 = toro medio)
18. Cellule somatiche, rilevate nel latte delle figlie sulla base di una scala logaritmica,
espressa per il toro come per il punto 16.
19. Caratteristiche morfologiche determinate dai geni posseduti dal toro. In azzurro
scuro i caratteri legati al tipo morfologico da latte, in celeste i caratteri legati alla
mammella. Il grafico è espresso in deviazioni standard, e dice come questo animale
si colloca rispetto alla media di razza rilevata in un dato anno di riferimento. Ci dice
se il toro è medio, superiore o inferiore alla media e di quanto, sulla base di una
curva di Gauss. I singoli dati possono essere desiderabili quando sono medi, più alti
della media, o anche più bassi della media: dipende dal tipo di carattere. Le
caratteristiche morfologiche delle figlie dipendono per metà dal patrimonio genetico
del toro, per metà dal patrimonio della madre; questo fatto può essere sfruttato
anche per correggere sulle figlie i difetti della madre, usando un toro in modo
complementare alle caratteristiche delle madri (semplificando molto: madre con
arti falciati + padre con arti stangati = figlia con arti corretti).
31
ESERCIZI
Osserva questi dettagli di un catalogo tori della Frisona. Si riferiscono al
toro Lennitz.
1. Spiega i dati evidenziati.
a. TO17500195431
b. PFT 1555
c. Att. 80
d. Figlie 60
e. All.53
2. Spiega i dati:
a. Grasso -0.17
b. Proteine -0.01
c. K-Cas. AA
3. Spiega i dati:
a. ICM 1.71
b. Cellule 96.00
32
4. Per quali dati Lennitz può essere considerato un toro eccezionale?
5. Per quali dati Lennitz non apporta significativi miglioramenti, in quanto
è un toro medio?
6. Qual è il valore di Lennitz per l’altezza dell’attacco posteriore della
mammella?
33
Osserva i dati del toro Adorable e rispondi.
1. Qual è il valore della forza del legamento mammario?
2. Adorable migliorerà il Tipo nelle figlie?
3. Quanto vale Adorable per la quantità di latte?
4. Per la k-caseina il toro Adorable è da considerarsi miglioratore?
5. La disponibilità del seme di Adorable è buona, limitata o scarsa?
6. Quante figlie sono state utilizzate per valutare i caratteri produttivi?
7. Quante figlie sono state utilizzate per valutare i caratteri morfologici?
8. Quanto vale Adorable per l’Indice composto della mammella?
9. Quanto vale Adorable per l’indice arti e piedi?
10. In quanti allevamentiè stato valutato l’effetto di Adorable sulla facilità
di parto delle figlie?
34
Confronta questi due tori
1. Quale toro probabilmente migliorerà in misura maggiore l’altezza dell’attacco
posteriore della mammella?
2. Quale toro ha un migliore indice mammella?
3. Quale toro ha una posizione migliore nella classifica dei tori Frisoni?
4. Quale toro ha maggiore disponibilità di seme?
5. Quale toro è più alto per il latte?
6. Quale toro ha avuto più valutazioni sulle figlie per i caratteri produttivi?
7. Quale toro ha maggiore attendibilità per la sua valutazione genetica?
8. Su quale toro è stato effettuato un test per caratteri patologici recessivi?
9. Quale toro tende a trasmettere un minor angolo di piede?
10. Quale toro probabilmente trasmetterà una maggiore qualità del latte per le
proteine?
11. Quale toro ha una situazione migliore per la caseificazione?
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Osserva questi tre tori
Scegli il toro secondo te più adatto alla vacca con queste caratteristiche
Aurora Lief Jordan
N° lattazioni :2 Latte 1922 Grasso %0,06 kg 76 Proteine 0,01 kg 61 Tipo 2,13 ICM 1,69
I caratteri che l’allevatore desidera migliorare sono, in ordine di importanza,
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1. caratteristiche della mammella (in particolare altezza dell’attacco posteriore della
mammella)
2. Contenuto in proteina
3. Angolo della groppa
4. Posizione dei capezzoli
Toro raccomandato n.1 – spiegazione:
Toro raccomandato n.2 – spiegazione:
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