1. Wymień i opisz podstawowe rodzaje spokrewnień między grupami osobników. Przedstaw podstawowy schemat relacji spokrewnieniowych.

Naszym punktem odniesienia jest osobnik oznaczony symbolem X (pprobant), wyróżnić można trzy zasadnicze grupy jego krewnych. Są to krewni wstępni, do których zaliczane są wszystkie pokolenia przodków jak rodzice, dziadkowie, pradziadkowie itd. Druga grupę stanowią krewni boczni (kolateralni). W tym przypadku do najważniejszych krewnych z tej grupy zalicza się rodzeństwo i pól rodzeństwo, oraz innych krewnych bocznych (np. kuzynów różnego stopnia). Trzecia grupa to krewni zstępni. Tym terminem określa się wszystkie pokolenia potomne w stosunku do probanta X, tj. jego dzieci, wnuki, prawnuki itd.

Odnosząc się do zależności miedzy wymienionymi tam osobnikami można oszacować spokrewnienie w linii prostej (R xa ), np. miedzy wnukiem a dziadkiem, lub spokrewnienie w linii bocznej (R xy ), np. miedzy osobnikiem X a jego półbratem. Wwartość współczynnika spokrewnienia w linii prostej (R xa ) zależy od tego ile pokoleń dzieli badane osobniki. Współczynnik spokrewnienia miedzy najbliższymi krewnymi w linii prostej, np. osobnikiem X a jego ojcem wynosi ½ (50%) a miedzy osobnikiem X a jego dziadkiem już tylko ¼ (25%). Podobne relacje zachodzą miedzy osobnikiem Xa jego krewnymi zstępnymi.

Najczęściej spotykana grupą krewnych bocznych jest pełne rodzeństwo i pól rodzeństwo. Pełne rodzeństwo oznacza osobniki pochodzące po tych samych rodzicach co probant X, wtedy ich spokrewnienie (R by ) wynosi ½ (50%). Pól rodzeństwo to zazwyczaj osobniki pochodzące po tym samym ojcu i różnych matkach. Spokrewnienie (R xy ) miedzy takimi osobnikami wynosi ¼ (25%).

2. Kojarzenie ze sobą osobników spokrewnionych, określane tez, jako wsobne, lub kazirodcze, prowadzić może do wystąpienia u potomstwa negatywnych skutków związanych z wystąpieniem zjawiska inbredu, którego wartość mierzy się przy pomocy współczynnika inbredu zwanego tez współczynnikiem natężenia chowu wsobnego (F x), którego wartość, mieści się w zakresie od 0,0 do 100%. Współczynniki inbredu wynoszący 0% oznacza, ze dany osobnik nie otrzymał takich samych genów od każdego z rodziców, bo ci nie są spokrewnieni. Większa wartość F x mówi natomiast, ze osobnik pochodzi po spokrewnionych rodzicach i mógł od każdego z nich dostać takie same geny tworzące pary. W związku z tym F x określa wielkość prawdopodobieństwa występowania w genotypie osobnika par genów identycznych otrzymanych od po połowie od każdego z rodziców. Im wyższe sspokrewnienie rodziców, tym F x większe.

3. W literaturze fachowej negatywne skutki inbredu określa się mianem depresji inbredowej, przejawiającej się miedzy innymi poprzez: występowanie zaburzeń płodności samic i

samców,

- obniżenie żywotności potomstwa i ograniczenie tempa wzrostu,

- zwiększona śmiertelność pre- i postnatalna,

- gorsze przyrosty i wykorzystanie paszy,

- wzmożone ujawnianie się wad genetycznych u potomstwa.

4. Cechy jakościowe to przeważnie takie, które przyjmują jeden z dwóch lub więcej alternatywnych wariantów. Najczęściej są one warunkowane jedna, względnie kilkoma parami współdziałających ze sobą genów, co sprawia ze ilość możliwych, precyzyjnie zdefiniowanych wariantów, jest ścisłe określona i warianty te można zapisać w postaci liczebności, względnie udziału procentowego. Natomiast cechy ilościowe podlegają innym regułom dziedziczenia. Cecha występuje w tej samej postaci u każdego osobnika, ale z różnym natężeniem. Te grupę cech te opisujemy przy pomocy jednostek miary i wagi (sztuki – jak np. liczebność miotu, kg – jak masa ciała, lub cm – jak długość uszu, włosów, tułowia itp.). Ze względu na przedstawiona tutaj odmienność tych grup cech, różny jest tez sposób ich oceny i doskonalenia.

Przedstawione na przykładzie masy ciała zróżnicowanie cech ilościowych nosi nazwę

zmienności; jej głównymi przyczynami są genotyp osobników i środowisko, w którym zżyją.

Udział genotypu w kształtowaniu zmienności danej cechy może być mierzony przy pomocy

odziedziczalności oznaczanej symbolem h 2 (heritability). Wskaźnik odziedziczalności (h2) może przyjmować wartości w przedziale od 0,0 do 1,0. Mówi on hodowcy w jakim stopniu zaobserwowane różnice miedzy osobnikami maja podłoże genetyczne (czyli dziedziczące

się), a w jakim środowiskowe (nie dziedziczące się). Znajomość odziedziczalności cech użytkowych ma fundamentalne znaczenie dla prawidłowej oceny wartości hodowlanej zwierząt i

wyboru odpowiedniej strategii hodowlanej. Stad tez dla każdego gatunku dokonuje się systematycznych oszacowań odziedziczalności używając w tym celu coraz bardziej wyrafinowanych metodologicznie procedur. W zależności od poziomu jaki przyjmuje odziedziczalność, cechy zaliczamy do grupy nisko- (0,01 < h 2= 0,20), średnio- (0,20 < h 2= 0,40), względnie wysoko odziedziczalnych ( h 2> 0,40).

Kolejnymi parametrami genetycznymi, posiadającymi duże znaczenie w pracy hodowlanej, są korelacje genetyczne i fenotypowe. Korelacje informują o występowaniu zależności. miedzy różnymi cechami u tego samego osobnika. Zarówno korelacje fenotypowe jak i genetyczne mogą przyjmować wartości w przedziale od – 1 do + 1. Wartości współczynnika korelacji w przedziale r: = – 1 do < 0,0 oznaczają ujemne zależności miedzy cechami, a wartości w przedziale r: > 0 do = +1, zależności dodatnie. Gdy wartość r = 0, wówczas nie można określić czy istnieje zależność miedzy cechami.. Przyjmuje się, ze współczynniki korelacji do 0,3 są niskie, od 0,3 do 0,6 jako średnie, a powyżej 0,6 jako wysokie. Dotyczy to wartości bezwzględnych tych współczynników.

W pracy hodowlanej najważniejsza jest znajomość korelacji genetycznych, albowiem na tej podstawie można przewidzieć jaki wpływ na jedna cechę wywrze selekcja drugiej cechy. Ujemna korelacja genetyczna oznacza, ze doskonalenie jednej cechy spowoduje pogorszenie drugiej, a korelacja dodatnia oznacza, ze doskonaląc jedna cechę uzyska się także poprawę drugiej. Zarówno korelacje genetyczne jak i fenotypowe umożliwiają wybranie optymalnego programu selekcyjnego.

Innym parametrem wykorzystywanym często w pracy hodowlanej jest współczynnik

powtarzalności, informujący o uzewnętrznianiu się danej cechy (np. liczebności miotu, odstępu czasu miedzy miotami, jakości nasienia) w kolejnych okresach użytkowania tego samego osobnika. Znajomość współczynników powtarzalności różnych cech może być wykorzystana w selekcji z punktu widzenia przyszłej wydajności. Wysoka wartosc wspólczynnika powtarzalnosci danej cechy oznacza, ze za podstawe selekcji można przyjąć pierwsza wydajność osobnika. W przypadku tej pracy dotyczyć to może cech użytkowości rozpłodowej, jak wielkość miotu, efektywność odchowu, itd.

5. Wybór metody oceny wartości hodowlanej uzależniony jest od charakteru cech (występują u obu płci lub tylko u jednej), poziomu ich odziedziczalności oraz korelacji genetycznych miedzy nimi. Oceny można dokonać na podstawie następujących źródeł informacji o wydajności osobnika:

- wydajność własna,

- wydajność: przodków

- wydajność krewnych bocznych,

- wydajność potomstwa

Często ocena obejmuje różne kombinacje tych źródeł informacji. Oceniona wartość hodowlana zwierząt jest punktem wyjścia do kolejnego etapu pracy hodowlanej, czyli selekcji, będącej wyborem osobników na rodziców następnego pokolenia.

6. Rrozróżnia się selekcje jjednokierunkową, odśrodkową i stabilizującą.

Selekcja jednokierunkowa ma na celu systematyczna poprawę wartości doskonalonej cechy. Do stada selekcyjnego wybierane są osobniki o wartościach cechy równej średniej dla całej populacji (x) i większych od niej. Stawkę osobników wybranych do stada można zwiększyć włączając osobniki z lewej strony średniej, lub zmniejszyć wyłączając cześć osobników po prawej stronie średniej.

Selekcja odśrodkową ma na celu zróżnicowanie selekcjonowanej populacji. Tworzy się dwie grupy (stada) wyselekcjonowanych zwierząt. Jedna o wartościach cechy znacznie większych oraz druga o wartościach cechy znacznie mniejszych od średniej. Ten kierunek selekcji stosowany jest w zasadzie tylko w przypadku eksperymentów genetyczno- hodowlanych.

Selekcja stabilizującą zwana tez dośrodkowa przedstawiona na rysunku 3 stosowana jest w

przypadku gdy zmierza się do wyrównania wartości danej cechy w stadzie bądź populacji. Przy tym kierunku selekcji do stada selekcyjnego wybiera się osobniki o wartościach cechy grupujących się wokół średniej populacji (x). Zaznaczyć należy, ze frakcja osobników włączonych do stada selekcyjnego (zielone kolumny) zależy od przyjętego celu hodowlanego.

Po określeniu systemu selekcji i jej kierunku następuje wybór jednej z metod:

- selekcja na jedna cechę,

lub selekcja na wiele cech prowadzona jako:

- następcza

- niezależnych poziomów brakowania,

- wskaźnikowa (indeksowa).

- pośrednia

7. Dobór jednorodny dzieli się na dwa rodzaje:

- kojarzenia nie krewniacze w obrębie rasy,

- kojarzenia krewniacze.

Kojarzenia nie krewniacze w obrębie rasy maja na celu utrzymanie stosunkowo dużej hheterozygotyczności i zminimalizowania kojarzeń w pokrewieństwie skutkujących wzrostem inbredu z jego negatywnymi następstwami. Dla osiągniecia tych celów niezbędne jest opracowanie i ścisłe przestrzeganie przyjętego planu kojarzeń. Kojarzenia krewniacze mające na celu łączenie osobników podobnych genetycznie dzięki pochodzeniu, bazują na dwóch mmetodach doboru:

- tworzenie linii wsobnych,

- tworzenie wyspecjalizowanych linii zinbredowanych.

8. Cele krzyżowania w obrębie gatunku

Krzyżowanie w obrębie gatunku klasyfikowane jest jako:

- uszlachetniające,

- wypierające,

- twórcze,

- przemysłowe.

Trży pierwsze metody są modyfikacja tzw. krzyżowania wyrównawczego pdozwalającego na „wyrównanie“ wad i braków danej rasy poprzez wprowadzenie cennych genów z innej rasy.

Krzyżowanie uszlachetniające polega na jedno- lub dwukrotnym wprowadzeniu obcych genów poprzez przekrzyżowanie rasy uszlachetnianej samcami rasy uszlachetniającej. Potomstwo pochodzące z tych krzyżówek kojarzy się następnie miedzy sobą i dokonuje jego selekcji pod katem pożądanych właściwości.

Krzyżowanie wypierające, co do swej istoty jest podobne do krzyżowania uszlachetniającego, z tym ze populacje masowa samic kojarzy się przez około 6 pokoleń z samcami rasy uudoskonalającej, tak aby osiągnąć udział genów tej rasy dochodzący do ponad 95%. Dopiero w tym momencie potomstwo kojarzy się miedzy sobą i prowadzi selekcje w przyjętym kierunku.

Krzyżowanie rafotwórcze polega na tworzeniu nowej rasy przy użyciu kilku komponentów wyjściowych.

9. Krzyżowanie przemysłowe jest najważniejsza metoda z produkcyjnego punktu widzenia. Od poprzednich metod różni się tym, ze nie ma na celu trwałego doskonalenia pogłowia, lecz jednorazowe wykorzystanie efektu heterozji, zwanej powszechnie wybujałością mieszańców. Zjawisko heterozji określane jest najczęściej jako przejawianie się w fenotypie (produkcyjności)

heterozygotyczności założeń dziedzicznych w postaci zwiększonej żywotności i odporności, lepszej płodności i plenności, efektywniejszego wykorzystania paszy oraz szybszego tempa wzrostu i wyższej masy ciała w określonym wieku.

10. Stan populacji, w którym częstość występowania alleli poszczególnych genów utrzymuje się bez zmian z pokolenia na pokolenie, opisuje prawo Hardy’ego-Weinberga. Głosi ono, że jeżeli kojarzenie jest losowe, nie występują mutacje, nie działa dobór naturalny ani dryf genetyczny, nie zachodzi migracja, a populacja jest dostatecznie duża, to częstość występowania wszystkich alleli w populacji jest stała i brak jest zmian ewolucyjnych. Populacja znajduje się w stanie równowagi genetycznej.

Dzięki prawu Hardy’ego-Weinberga możliwe jest określenie częstości występowania genotypów w populacji.

Jeśli gen reprezentowany jest przez dwa allele: A oraz a, to częstości występowania tych alleli, oznaczone odpowiednio jako p oraz q, wyrażają się wzorem:

p + q = 1

Natomiast częstości występowania genotypów wynoszą:
dla genotypu AA – p × p = p²
dla genotypu aa – q × q = q²
dla genotypu Aa – (p × q) + (p × q) = 2pq

Zatem sumy częstości wszystkich trzech genotypów wyrażają się wzorem:

p² + 2pq + q² = 1 lub (p +q)² = 1

przy założeniu braku zmian w częstości występowania alleli w populacji.

W rzeczywistości pula genowa każdej populacji ulega ciągłym zmianom. Stąd ewolucję można określić jako stopniowe zmiany w częstości występowania genów. Szybkość, z jaką zmienia się frekwencja występowania określonych genów, jest miarą tempa ewolucji.