La preservazione di piccole popolazioni. Considerazioni di genetica Francesco M. Fusi
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La preservazione di piccole La preservazione di piccole popolazioni. popolazioni.
Considerazioni di geneticaConsiderazioni di geneticaFrancesco M. FusiFrancesco M. Fusi
Associazione Italiana Knabstrupper
I CromosomiI Cromosomi
La Strada: La posizione del cromosomaI lati della strada: Le due copie di cromosomiI numeri civici: i geniIl tipo di casa che può essere ad un numero civico: gli alleli
1 2 3 4 5
Le frequenze genotipiche non variano tra generazioni
La legge di Hardy-Weinberg:
Quando una popolazione di animali è ampia abbastanza e può avvenire
L’accoppiamento casuale
Opposto di selezione
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Parentela La parentela descrive la porzione di
genotipo che due animali hanno in comune
I geni in comune determinano la similitudine tra animali
Se i geni in comune hanno un effetto diretto sul fenotipo, si parla di effetto di addizione
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Parentela additiva
(aiJ)
PROPORZIONE DI
Geni comuni tra due animaliEffetti genetici connessi
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Parentela
Genitori-Figli: aiJ ½
Nonni-Nipoti: aiJ ¼
Fratelli pieni: aiJ ½
Mezzi Fratelli: aiJ ¼
Gemelli Identici: aiJ 1
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Inbreeding
Inbreeding è la proporzione di geni presenti in stato omozigote secondo le modalità
mendeliane di ereditarietà
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Inbreeding è la produzione di animali da membri strettamente correlati della stessa
famiglia
Specie a rischio Per evitare la scomparsa di una specie,
c’è la necessità di usare tutti i geni presenti nella popolazione restante, limitando la selezione, usando tutti gli animali per la riproduzione, possibilmente con lo stesso numero di maschi e femmine
Ciò non può essere fatto per le specie domestiche, dove c’è la necessità di mettere a fuoco certe caratteristiche, cioè fare selezione
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Stud Books
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APERTO
Lo stud-book accetta individui di razze correlate e/o con simili caratteristiche anche se non hanno una genealogia riconosciuta
nella razza
Stud Books
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CHIUSO
Lo stud-book accetta solo animali di genealogia conosciuta e registrata della
razza stessa
Il Pedigree Un’analisi del pedigree permette di
calcolare, sulla base della vicinanza genetica dei genitori, il grado di inbreeding
L’uso di alcuni sistemi semplici permette di valutare rapidamente le bloodlines di un animale (per esempio se tutti i figli di un soggetto hanno il nome iniziante con la stessa lettera di un genitore)
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Il Coefficiente di Consanguineità: F
E’ la probabilità che, scegliendo casualmente un gene in due individui, questo gene sia identico nei due individui
Il coefficiente di consanguineità di due individui i and j (Fij) è uguale al coefficiente di consanguineità della progenie di i X j
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Il Coefficiente di Consanguineità: F
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La valutazione dell’ inbreeding Ci sono due metodi per valutare il
coefficiente di imbreedingIl Metodo di Wright Il Metodo Tabulare
Entrambi permettono di valutare per ogni animale la percentuale di omozigosi
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Inbreeding and Linebreeding
The linebreeding è un Metodo di accoppiamento che ha lo scopo di che ha lo scopo di
MINIMIZZARE
Gli effetti negativi dell’ inbreedingGli effetti negativi dell’ inbreeding Cercando di ottenere in omozigosi i Cercando di ottenere in omozigosi i
caratteri desiderati o alcuni geni voluticaratteri desiderati o alcuni geni voluti Evitando i “geni cattivi”Evitando i “geni cattivi”
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Piccole Popolazioni e inbreeding
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In una razza con un numero limitato di riproduttori, il coefficiente di
consanguineità
F varia attraverso le generazioni a seconda
del metodo di selezione utilizzato
Piccole Popolazioni e inbreeding
Se ci sono accoppiamenti casuali l’aumento di consanguineità (F) per ogni
generazione è
1/(2N)
N è il numero di riproduttori usato ogni generazione
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Piccole Popolazioni e inbreeding
Piccole Popolazioni e inbreedingL’aumento di consanguineità nella popolazione è inversamente proporzionale al numero di riproduttori effettivi
In tutte le popolazioni esiste con il tempo un incremento di consanguineità
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Piccole Popolazioni e inbreeding
La situazione ideale perMINIMIZZARE
l’aumento di consanguineità è:Accoppiamento casualeNo selezioneStesso numero di maschi e femmine
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Piccole popolazioni e inbreeding
Ne
E’ il numero effettivo di riproduttori
Ne
Può modificare il coefficiente di consanguineità F ogni generazione
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Piccole popolazioni e inbreeding
ModificanoNe
Un numero differente di maschi e femmine
Il successo riproduttivo( e.g., la selezione per morfologia o attitudine)
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Strategie per ridurre l’inbreeding in piccole popolazioni
Rendere massimo il rapporto Ne/N Ridurre al massimo la consanguineità nel parco
riproduttori Minimizzare la consanguineità in ogni singolo
accoppiamento Modificare l’intervallo tra generazioni In caso di selezione, usare indici complessi di
consanguineità e valore genetico
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Massimizzare il rapporto Ne/N
Il numero di maschi dovrebbe essere il più alto possibile, idealmente simile al numero di femmine.
M=F Il numero di monte per ciascun maschio
dovrebbe essere simile
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Ridurre al massimo la consanguineità nel parco
riproduttori
I soggetti usati per riproduzione vengono scelti tenendo conto della bassa
consanguineità
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Minimizzare la consanguineità nel parco riproduttoriLa formula del calcolo è
¼ f (1) + ½ f (3) + ¼ f (2)
f (1), f (2) e f(3) sono la consanguineità media rispettivamente tra maschi, femmine
e maschi nei confronti di femmine nella stessa generazione
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Minimizzare la consanguineità in ogni accoppiamento
ottenuta
EVITANDO
L’accoppiamento tra animali con stretta consanguineità
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Modificare l’intervallo generazionale
L’uso di seme congelato permette l’uso di vecchio materiale genetico, riducendo il F
per ogni anno
Andare indietro con i geni
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Fare selezione sulla base di indici composti genetico-attitudinali
Il progresso genetico (G)
È inversamente proporzionale al numero di riproduttori
E’ direttamente proporzionale all’incremento di consanguineità
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Fare selezione sulla base di indici composti genetico-attitudinali
G e F devono essere bilanciati
La depressione da inbreeding (D) danneggia il progresso genetico
G – (D x F)
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Cosa è una razza?
E’ una popolazione di animali che hanno le seguenti caratteristiche:
Sono omogenei e hanno in comune gli aspetti che definiscono la razza
Possono con costanza generare soggetti con le stesse caratteristiche
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Strategie per allevare L’obiettivo è bilanciare l’inbreeding e la
corretta selezione
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La mancanza di selezione garantisce il massimo di differenza genetica
La selezione estrema porta alla migliore espressione di alcuni geni desiderati ma deve fare i conti con la depressione da inbreeding
Strategie per allevare
INBREEDING
L’uso di animali a stretta consanguineità(figlio x madre, padre x figlia, fratelli pieni)
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Strategie per allevare
LINEBREEDING
Un soggetto è accoppiato a parenti non stretti
fino alla quinta generazione(consanguineità da ¼ a 1/64 )
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Strategie per allevare
OUTBREEDING
L’uso di animali omogenei della stessa razza
privi di parentela tra loro nelle prime cinque generazioni
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Strategie per allevare
OUTCROSSING
Un animale di una razza differente è usato per l’incrocio
Il prodotto risultante è chiamato F1
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Stud-book aperto
Uno stud-book aperto accetta incroci con soggetti di una o diverse altre razze
i prodotti sono inseriti nel main book senza alcun limite riproduttivo
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Stud-book aperto
RISCHI La perdita della razza (non più animali
omogenei o che trasmettano le stesse caratteristiche)
La trasformazione di una razza in una varietà di un’altra razza
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Stud-book aperto
VANTAGGI
Permette la sopravvivenza di una razza con un numero realmente piccolo di animali, per allargare il genetic pool e evitare l’ inbreeding
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Stud-book aperto Dopo generazioni, la razza non è più una razza:
è un registro di cavalli
La maggior parte dei warmlood europei non appartengono a razze ma registi di cavalli selezionati per le loro performances
Se si fosse scelto di mantenere lo stud-book dei knabstrupper aperto, ben presto la razza sarebbe scomparsa, sostituita da un registro di cavalli maculati
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Uno stud-book parzialmente chiuso: la scomparsa degli
Appaloosa In teoria gli appaloosa hanno uno stud-
book parzialmente chiuso: possono essere incrociati solo con arabi, purosangue e quarter horses
Con tempo, la perdita di controllo degli incroci con il quarter horses ha reso la razza una “varietà colorata di quarter horses” (the vanishing breed)
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Uno stud-book chiuso
RISCHI Determinare un inbreeding eccessivo
Se la popolazione di animali Ne è troppo ridotta, c’è una depressione (riduzione di statura e fertilità, diminuite performances )
Associazione Italiana Knabstrupper
Uno stud-book chiuso
VANTAGGI
Se il numero Ne è alto, è possibile e più facile ricorrere al linebreeding per l’eccellenza, cioè la selezione di caratteristiche desiderate
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Uno stud-book completamente chiuso: la lezione dei Lipizzani
Una razza ben definita creata a partire da un ampio parco fattrici e pochi stalloni
La selezione è stata effettuata a partire da: tipi omogenei
colore grigioperformance in alta scuola
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Uno stud-book completamente chiuso: la lezione dei Lipizzani
Gli stalloni sono chiamati con il nome del padreLe fattrici sono chiamate con il nome della madreGli stalloni con le migliori performances sono usati per la riproduzione
Ogni stallone ha un numero limitato di fattrici ogni anno (per distribuire con equità i geni)
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Uno stud-book chiuso con parziali aperture: The Trakehner Lo stud-book accetta solo
ARABI (Shagya) o PUROSANGUE
Scelti da una commissione di esperti E’ una razza “reale” La selezione è fatta usando il line-
breeding e l’ outbreeding
Associazione Italiana Knabstrupper
Uno stud-book chiuso con parziali aperture: The Trakehner
Outcrossing occasionali di alta qualità
Nessun allevatore oserebbe accoppiare il risultato di tale incrocio con un altro incrocio, o un arabo o un purosangue, ma solo con un Trakehner puro
Viene cioè usato il Sistema F1-R1
Associazione Italiana Knabstrupper
Uno stud-book chiuso o aperto? Una razza deve avere caratteristiche che
la differenziano dalle altre
Uno stud-book aperto rende impossibile l’ottenimento di una popolazione di animali omogenei
Uno stud-book completamente chiuso ha rischio con il tempo della depressione da inbreeding
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La legge di Haldane
Gli ibridi tra due razze sono generalmente molto attrattivi
Fenotipicamente di solito mostrano il meglio delle due razze di origine (legge del lussureggiamento degli ibridi)
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Animali F1
Gli F1 sono di solito molto attraenti
Ma essi difficilmente possono riprodurre le loro caratteristiche
Avranno una serie di figli diversi, non omogenei tra loro
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L’incrocio F1 x F1 Se un gene è AA in una razza e aa in un’altra
razza, gli F1 saranno tutti Aa
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Genitori AA aa
Gameti A a
F1 Aa
L’incrocio F1 x F1 Facendo l’incrocio F1 x F1, avremo 25%
AA, 25% aa, e 50% Aa
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F1 Aa Aa
Gameti A a A a
F2 AA Aa aA aa
L’incrocio F1 x F1 Se estendiamo lo stesso calcolo a tutti i
geni presenti nel DNA, otterremo individui, chiamati F2, molto diversi l’uno dall’altro
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L’ incrocio F1- purebred Se usiamo il reincrocio F1- purebred,
otteniamo invece individui, chiamati R1 R1 avranno: 75% dei geni della razza di origine
25% di “nuovi geni”
mai in omozigosi ma sempre in eterozigosi
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Il sistema F1-R1Il sistema F1-R1E’ possibile ottenere soggetti omogenei, E’ possibile ottenere soggetti omogenei,
che sanno riprodurre le proprie che sanno riprodurre le proprie caratteristichecaratteristiche
Associazione Italiana Knabstrupper
Uno stud-book parzialmente chiuso
Accetta incroci con altre razze in modo limitato e regolamentato
Stette regole per l’utilizzo successivo degli incroci, cioè l’ uso di soggetti F1, solo per produrre animali R1
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Quale futuro per i Knabstrupper?
Obiettivi: Un cavallo maculatoUn cavallo maculato Con una eredità comuneCon una eredità comune Con un buon carattereCon un buon carattere Con buone performances Con buone performances
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Quale futuro per i Knabstrupper?Possibilità
Lo stud-book apertoPuò rapidamente permettere di ottenere ottimi performers
ma renderebbe la razza una varietà colorata di warmblood, senza le caratteristiche distintive della razza
E’ sufficiente il colore per definire una razza?
Associazione Italiana Knabstrupper
Quale futuro per i Knabstrupper?Possibilità
Uno stud-book completamente chiuso Partendo da un numero così basso di
animali Ne (non animali N), porterebbe con il tempo ad un eccessivo inbreeding, con la “depressione da inbreeding”
Il rischio è avere con il tempo ben colorati soggetti, che sono inutili per la loro brutta morfologia o limitata abilità sportiva.
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Quale futuro per i Knabstrupper?Possibilità
Uno stud-book parzialmente chiuso con precise regole di selezione
Accettazione di cross breedings per un periodo ben stabilito fino all’ottenimento di un numero
sufficiente di linee femminili
L’uso del sistema F1-R1 per gli incroci
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Quale futuro per i Knabstrupper?Possibilità
Uno stud-book parzialmente chiuso con precise regole di selezione
Quando si ottengono sufficienti linee femminili
Chiudere lo stud-book
Accettando solo un numero limitato di eccezionali riproduttori per l’incrocio
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Knabstrupper Pony of Type IKnabstrupper Pony of Type I(sport ponies)(sport ponies)
L’uso di sport ponies per l’approccio L’uso di sport ponies per l’approccio all’equitazione dei ragazzi è sempre più all’equitazione dei ragazzi è sempre più diffuso.diffuso.
La maggior parte degli stud-books di La maggior parte degli stud-books di warmblood europei stanno creando warmblood europei stanno creando sezioni per gli sport ponies (135-148 cm)sezioni per gli sport ponies (135-148 cm)
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Knabstrupper Pony of Type IKnabstrupper Pony of Type I(sport ponies)(sport ponies)
Dal 1986 solo Dal 1986 solo seisei pony stallions di tipo I sono stati pony stallions di tipo I sono stati approvati con performance test (KNN 101, KNN approvati con performance test (KNN 101, KNN 104, KNN 114, KNN 124, KNN 152 and KNN 104, KNN 114, KNN 124, KNN 152 and KNN 159), e 159), e novenove hanno ottenuto una approvazione hanno ottenuto una approvazione temporanea.temporanea.
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Knabstrupper Pony of Type IKnabstrupper Pony of Type I(sport ponies)(sport ponies)
Il numero di pony di tipo I è decisamente Il numero di pony di tipo I è decisamente troppo basso per permettere un troppo basso per permettere un programma di selezioneprogramma di selezione
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Strategie per allargare il pool Strategie per allargare il pool genetico nei type I ponygenetico nei type I pony
- Promuovere l’accoppiamento di fattrici - Promuovere l’accoppiamento di fattrici knabstrupper basse con pony type I, II and knabstrupper basse con pony type I, II and IIIIII
- Usare piccoli stalloni da utilizzare su - Usare piccoli stalloni da utilizzare su fattrici pony (anche selezionare stalloni alti fattrici pony (anche selezionare stalloni alti 149-155 cm, da giudicare e approvare 149-155 cm, da giudicare e approvare solo per la produzione di pony)solo per la produzione di pony)
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GrazieGrazie