J. N. B. SHRESTHA, G. H. GROW, M.İ SOYSAL

Managing genetic variation to conserve genetic diversity in goats and sheep

Küçük sayıda erkek ve dişi ebeveynlerle birçok generasyon sürdürülen ya da toplam sayı azalıĢı gösteren populasyonlar sadece birikimli genetik drift etkisine maruz kalmaz aynı zamanda düzenli bir şekilde yükselen akrabalı yetiştirmeye maruz kalır. Bu durum ise gen frekansını etkileyen evrimsel anlamlı dağıtıcı kuvvetlerin sonucudur. Artan etkili populasyon büyüklüğü genetik driftten ötürü biyoçeĢitlilik erezyonunu azaltma konusunda teorik bir beklenti yaratmaktadır. Ssayısını iki katına çıkarmanın etkili populasyon büyüklüğünü azalttığı akrabalı yetiştirme hızını ise neredeyse yarı yarıya yavaşlattığı gösterilmiştir. Benzer şekilde erkek ve dişi sayısını eşitlemenin her ebeveynin dölleri arasındaki varyasyonu azalttığı neticede etkili populasyon büyüklüğünü arttırdığı gösterilmiştir. Evcil koyun ve keçi çeşitliliğinde meydana gelen erozyon verime etkili olan azalan fekundite, uyum ve zayıf adaptasyon olgusuna katkıda bulunmaktadır. Eklemeli genetik dirift sonucu birçok generasyonun ardından evcil çiftlik hayvan ve 3Corresponding author kanatlılardaki potansiyel verim düĢmesi çoğunlukla fark edilemeyebilir. Ancak bu değerler bazı özel populasyonlarda etkili erkek ve dişi ebeveyn sayısı ile birlikte kalıtım derecesi, eklemeli genetik varyans ve bunların isabetli ortalama tahminlerinden belirlenebilir. Söz gelimi etkili populasyon büyüklüğü 200 den 40 a düştüğünde koyun ve keçi populasyonlarında 20 generasyon eklemeli genetik drift ardından ekonomik bakımdan önemli özellikler için ortalama verimdeki potansiyel azalma iki misline yakın olacaktır. Buna karşılık etkili populasyon büyüklüğü 200 den 600 e çıkınca, ortalama verimdeki potansiyel azalma yarı yarıya olacaktır. Ticari üretim populasyonlarında arzu edilen mutasyonlardaki birikim etkili populasyon büyüklüğünü 100 veya daha fazla kılıp böylece akrabalı yetiştirme hızını % 0,5 ya da daha az yaptığında yapay seleksiyon sürdürülebilir, makul genetik ilerlemeye yol açabilecektir. Akrabalı yetiştirme ve genetik dirifte ilişkin kantitatif genetik prensiplerin uygulanması nesli tükenme tehlikesindeki ırklarda populasyonlarda ve karasal ırklarda verim bakımından potansiyel düşme etkisinin azalmasına karşın genetik çeĢitliliğin erozyonuna karşı korunmasını mümkün kılar. Belirlenmiş erkek ve diĢi eşleştirmenin ister tesadüfi ister soy kütüğüne kayıtlı evcil hayvan çeşitliliğinin korunması süreci belirli bir yetiştirme stratejisine dayalı yürütülmesi halinde nesli tükenmekte olan populasyonlarda genetik varyasyonun erozyonunda kontrol sağlanabilir. Açık bir şekilde canlı hayvanların in-situ ve ex-situ korunması ve bununla beraber bunların gametlerinin, kök hücrelerinin, somatik hücrelerinin, kan ve gonadlarının dondurularak muhafazası ile koruma amaçlı programlara tamamlayıcılık sağlayacaktır.öz gelimi bu çalışmada sonuçları benzeştirme senaryoları ile etkili ebeveyn

Anahtar Kelimeler:

kendileme depresyonu, mutasyon, keçi, koyun, yapay seleksiyon, üreme programları, koruma, genetik çeşitlilik, keçi ırkları, koyun ırkları, populasyon genetiği, performans özellikleri, kendileme, kalıtsallık, genetik farklılık, döllenme gücü, soyu tükenmekte olan ırklar, genetik kaynaklar, hayvan ıslahı

Koyun ve keçilerdeki genetik çeşitliliği korumak için genetik varyasyonun yönetimi

Domestic goat and sheep populations maintained for many generations with small numbers of male and female parents, or declining in total numbers, not only endure accumulated genetic drift but also a steady rise in inbreeding, which can be directly attributed to dispersive forces of evolutionary significance that influence gene frequency. Increasing effective population size shows theoretical promise in lessening the impact on erosion of biodiversity from genetic drift. For example, doubling the effective numbers of parents which increases effective population size reduces rate of inbreeding by nearly one-half in many of the scenarios in the present study. Similarly, equalizing the number of male and female parents can decrease the variance among progeny of each parent, which in turn increases effective population size. The recurring erosion of domestic goat and sheep diversity has contributed to decreased fecundity, reduced fitness and poor adaptability, all known to influence efficiency of production. The potential loss in performance of livestock and poultry following many generations of accumulated genetic drift, which often goes unnoticed, can be predicted for specific populations from precise estimates of their mean value, additive genetic variance and heritability along with their effective number of male and female parents. For example, when the effective population size decreases from 200 to 40, the potential reduction in mean performance for economically important traits of goat and sheep populations following 20 generations of accumulated genetic drift will nearly double. In contrast, increasing effective population size from 200 to 600 will have the potential reduction in mean performance. The accumulation of favourable mutations could imply an effective population size of 100 or more, which is equal to a rise in rate of inbreeding of 0.5% or less, may be acceptable in sustaining genetic response to artificial selection in commercial breeding populations. The application of quantitative genetic principles related to inbreeding and genetic drift make it possible to safeguard against erosion of genetic diversity in endangered breeds, populations and landraces while lessening the impact from potential loss in their performance. Conservation of domestic animal diversity can be achieved by managing the erosion of genetic variation based on breeding strategies which promote the mating of sires to all dams, in either „random bred‟ or „balanced pedigreed‟ breeding structure for populations of endangered domestic goats and sheep. Obviously, the in-situ and ex-situ conservation of live animals, along with cryogenic preservation of their gametes, stem cells, somatic cells, blood and gonads will be complementary to conservation breeding.

Keywords:

inbreeding depression, mutations, goats, sheep, artificial selection, breeding programmes, conservation, genetic variation, goat breeds, sheep breeds, population genetics, performance traits, inbreeding, heritability, genetic diversity, fecundity, endangered breeds, genetic resources, animal breeding,

PDF

___

Anonymous, 1998. Secondary Guidelines: Management of small populations at risk. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy, 219 p.
Anonymous, 2008. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy, accessed July 2008.
Anonymous, 2009. http://www.fao.org/dad-is/ accessed 23 Feb. 2009 Barillet, F., Boichard, D., 1987. Studies on dairy production of milking ewes. I. Estimates of genetic parameters for total milk composition and yield. Génét. Sél. Evol. 19, 459-474.
Bosso, N.A., Cissé, M.F., van der Waaij, E.H., Fall, A., van Arendonk, J.A.M., 2007. Genetic and phenotypic parameter estimates of body weight in West African Dwarf goat and Djallanké sheep. Small Rumin. Res. 67, 271-278.
Crow, J.F., 1954. Breeding structure of populations. II. Effective population number. In: Kempthorne, O., Bancroft, T.A., Gowen, J.W., Lush, J.L., (Eds.), Statistics and Mathematics in Biology. Iowa State College Press, Ames, Iowa, USA, pp. 543-556.
Crow, J.F., Morton, N.E., 1955. Measurement of gene frequency drift in small populations. Evolution 9, 202-214. .
Fisher, R.A., 1930. The genetic theory of natural selection. Clarendon Press, Oxford, UK.
Galal, S. 2005. Biodiversity in goats. Small Rumin. Res. 60, 75-81.
Gowe, R.S., Robertson, A., Latter, B.D.H., 1959. Environment and poultry breeding problems. 5. The design of poultry control strains. Poult. Sci. 38, 462-471.
Hill, W. G., 1972. Estimation of genetic change. I. General theory and design of control populations. Anim. Breed. Abstr. 40, 1-15.
Kominakis, A., Rogdakis, E., Vasiloudis, Ch., Liaskos, O., 2000. Genetic and environmental sources of variation of milk yield of Skopelos dairy goats. Small Rumin. Res. 36, 1-5.
Neser, F.W.C., Erasmus, G.J., van Wyk, J.B., 2001. Genetic parameter estimates for pre-weaning weight traits in Dorper sheep. Small Rumin. Res. 40, 197-202.
Ozcan, M., Ekiz, B., Yilmaz, A., Ceyhan, A., 2005. Genetic parameter estimates for lamb growth traits and greasy fleece weight at first shearing in Turkish Merino sheep. Small Rumin. Res. 56, 215-222.
Scherf, B. D., (Editor) 2000. World watch list of domestic animal diversity. Third Edition, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy, 726 pp.
Schoeman, S.J., Els, J.F., van Niekerk, M.M., 1997. Variance components of early growth traits in the Boer goat. Small Rumin. Res. 26, 15-20.
Shrestha, J. N. B., Peters, H. F., Heaney, D. P., Van Vleck, L. D., 1996. Genetic trends over 20 years of selection in the three synthetic Arcotts, Suffolk and Finnish Landrace sheep breeds. 1. Early growth traits. Can. J. Anim. Sci. 76, 1-6.
Shrestha, J.N.B., Galal, S., Mariante, A. da S., Kotze, A., Delgardo, J.V., Devendra, C., 2008. Impact of globalization on livestock and poultry genetic resources in the world. Proc. Seventh Global Conference on Conservation of Domestic Animal Genetic Resources, National Institute of Animal Husbandry and Rare Breeds International, Hanoi, Vietnam.
Smith, C., 1977. The use of frozen semen and embryos to measure genetic trends in farm livestock. Z. Tierzucht. Zuchtungsbiol. 94, 119-130.
Smith, C., 1984. Genetics aspects of conservation in farm livestock. Livest. Prod. Sci. 11, 37-48.
Taddeo, H.R., Allain, D., Mueller, J., Rochambeau, H., Manfredi, E., 1998. Genetic parameter estimates of production traits of Angora goats in Argentina. Small Rumin. Res. 28, 217-223.
Wright, S., 1931. Evolution in Mendelian populations. Genetics 16, 97-159.
Wright, S., 1939. Statistical genetics in relation to evolution. Exposes de Biometrie et de Statistique Biologique, Hermann and Cie, Paris, No. 802, 63pp.
Wright, S., 1945. The differential equation of the distribution of gene frequencies. Proc. Nat. Acad. Sci. 31, 382-389.