Adama Sultan iulie 2020
update 23 Sep 2020

SELECȚIA GENOMICĂ: Un nou instrument genetic în ameliorarea animalelor

Productivitatea animalelor de fermă a crescut în mod accelerat odată cu apariția programelor de împerechere selectivă. Deși ar părea că nu se mai poate îmbunătăți nimic în acest domeniu, noile tehnologii genetice pot îmbunătăți până la de zece ori programele de ameliorare clasice prin înglobarea informației genomice.

Context

Acidul Dezoxiribo-Nucleic este practic cărămida din care sunt construite genele și viața. Fiecare animal conține milioane de piese ADN ce formează gene care controlează și stau la baza tuturor funcțiilor corporale și implicit a performanțelor animalului. Descoperirile recente din biotehnologie au făcut posibilă „citirea“ ADN-ului animalului și a unor markeri ce ajută la localizarea anumitor gene de interes.

Ce este selecția genomică (SG)?

Selecția genomică este o tehnologie modernă de ameliorare ce folosește informația a zeci de mii de markeri asociați cu genele ce influențează producția animală (markeri care acoperă întregul genom). Informația de la acești markeri, împreună cu performanțele individuale ale animalelor permit o estimare mult mai precisă a meritului genetic al animalelor. Valoarea de ameliorare genomică (VAG) se bazează pe utilizarea unor ecuații de predicție calculate pe baza unei populații de „referință“, în care animalele sunt genotipate și fenotipate, iar ecuațiile sunt utilizate în evaluarea candidaților la selecție genotipați.

Selecția genomică este necesară în România?

Ameliorarea animalelor de fermă din România a fost influențată de evenimentele socio-economice din ultimele decenii. Astfel, din cauza dispersării efectivelor în foarte multe ferme mici și mijlocii, a fost practic imposibil să se organizeze eficient colectarea datelor de origine a animalelor. Din acest punct de vedere, tehnologiile genomice sunt extrem de valoroase în evaluarea compoziției de rasă a efectivelor și în stabilirea paternității.

IBNA 2

Care sunt beneficiile selecției genomice?

Un mare beneficiu al SG este creșterea preciziei de estimare a meritului genetic al animalului, oferind fermierilor o informație mai precisă despre valoarea genetică a animalului. Acest lucru poate fi făcut devreme în viața animalului, fără a mai necesita colectarea unei cantități mari de informații și acumularea de costuri. Selecția genomică permite o evaluare de precizie a paternității produșilor, pe baza mai multor markeri genetici.

Cum ne pregătim pentru selecția genomică?

Pentru selecția genomică sunt avuți în vedere mai ales masculii cu mulți descendenți și evaluați cu acuratețe maximă pe baza fenotipurilor (producțiilor) proprii sau a rudelor. De la aceste animale se vor recolta probe de sânge sau păr pentru o viitoare genotipare.

Selecția genomică în România

În România primele activități de genotipare a animalelor domestice în vederea identificării unor markeri genetici utilizabili în ameliorarea genetică au avut loc în anii 2008-2011, în cadrul unui proiect ce viza elaborarea unor programe de ameliorare asistate de markeri genetici la ovine (proiectul OPECGEN – parteneriat între UBB și INCDBNA-IBNA Balotești). Tot în cadrul IBNA s-au desfășurat cercetări legate de identificarea și selectarea unor noi markeri genetici la populațiile locale de ovine, în cadrul unor proiecte de tip TE în care a fost subliniată importanța introducerii în evaluarea genetică a informației de la markeri genetici asociați cu calitatea și cantitatea producției de lapte și a unui parteneriat de tip PED în care, alături de partenerul SC OVIS CAP NEGRU SRL, au fost create și optimizate programe de ameliorare asistate de markeri genetici pentru caracterele producției de lapte și de carne la ovinele românești. La ora actuală sunt în desfășurare lucrări de cercetare privind utilizarea informației genomice provenite de la paneluri dense de markeri (50.000 de markeri), crearea unei populații de referință și utilizarea informației genomice în programele de ameliorare a ovinelor și taurinelor.

Newsletter finanțat de Ministerul Cercetării și Inovării prin Programul 1 – Dezvoltarea sistemului național de cercetare-dezvoltare, Subprogram 1.2 – Performanță instituțională – Proiecte de finanțare a excelenței în CDI, (PFE−17/2018-2020).

Dr. ing. Mihail Alexandru Gras

Evaluarea genetică a ovinelor din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman

La nivel internațional și național există un interes deosebit pentru conservarea și ameliorarea raselor locale de ovine datorită caracterelor lor biologice deosebite. Crescătorii de ovine din România sunt interesați să crească ovine cu producții mari de lapte și carne și cu prolificitate mare. Oaia cu cap negru de Teleorman este o rasă locală care se caracterizează prin producții mari de lapte, carne și prolificitate mare.

Caracterele de producție – producția de lapte, producția de carne și caracterele de reproducție sunt determinate pe de o parte de fondul genetic al indi­vizilor din populația respectivă, iar pe de altă parte de mediu. În cadrul INCDBNA Balotești s-au efectuat studii privind estimarea parametrilor genetici pentru producția de lapte, carne și caracterele de reproducție pentru oile din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman. Producția de lapte a oilor din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman este mare, fiind de 130-150 kg lapte muls. Indicii de calitate ai laptelui la o populație din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman determinați de-a lungul perioadei de lactație au fost de 6,56% grăsime și 5,9% proteină. Heritabilitățile pentru producția de lapte, de grăsime și proteină obținute în studiile noastre la o populație de ovine din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman au avut valori moderate, în timp ce heritabilitățile pentru procentul de grăsime și proteină au avut valori mari. Parametrii genetici sunt importanți în programele de selecție ale acestei rase pentru producția de lapte.

Producția de carne a ovinelor depinde de caracterele de reproducție, de rata de supraviețuire a mieilor și de caracterele de creștere. Pentru a crește producția de carne trebuie îmbunătățit potențialul genetic de creștere al mieilor. Greutatea mieilor din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman este de 5-6 kg la fătare, 14-18 kg la 1 lună și 20-25 kg la 2 luni. Pentru caracterizarea acestei rase locale s-au făcut studii privind estimarea parametrilor genetici pentru greutatea corporală și sporul în greutate la diferite vârste ale mieilor. Au fost obținute heritabilități mari pentru sporul în greutate de la naștere la 30 de zile și pentru sporul în greutate de la naștere la 60 de zile. Heritabilitățile mari pentru aceste caractere oferă posibilitatea selecției animalelor pentru producția de carne la vârste mici.

Caracterele de reproducție sunt cei mai importanți factori care influențează profitul în fermele de oi. Caracterele de reproducție (fertilitatea, prolificitatea) au heritabilități mici, fiind influențate într-o proporție mare de efectele de mediu. Prolificitatea este dependentă de anumiți factori (rasă, populație, individ) și de mediu (dietă, tratamente hormonale, vârsta și greutatea oii, sezonul de împerechere). Rasa Oaia cu cap negru de Teleorman se caracterizează prin prolificitate mare, 150-160%. În populația de oi studiată din rasa Oaia cu cap Negru de Teleorman media numărului de miei la fătare a fost de 1,43 miei, 58,48% dintre fătări au fost fătări simple, 39,69% au fost fătări gemelare și 1,8% au fost fătări cu trei miei.

Evaluarea genetică a ovinelor din rasa Oaia cu cap negru de Teleorman este importantă în progra­mele de selecție.

Rodica Ștefania PELMUȘ
pelmus_rodica_stefania @yahoo.com

INCDA Fundulea, în eșalonul fruntaș al geneticii în domeniul cerealelor și plantelor tehnice

În nivelul și calitatea recoltelor un rol esențial îl are valoarea genetică a seminței. Unitățile de cercetare din agricultură au ca principal obiectiv realizarea de „cultivare“ adaptate la condițiile pedoclimatice ale zonei, cu potențial de producție ridicat și tolerante sau rezistente la factorii care pot provoca diminuarea producției.

Pe piața românească există o multitudine de companii care produc și comercializează sămânță, printre care menționăm: Biocrop, Caussade Semences, Ciproma Sem, Donau Saat, Limagrain, Pioneer, Saaten Union, Syngenta, Kws semințe etc.

INCDA Fundulea se străduiește să se mențină în eșalonul din față al acestei acerbe competiții.

În cele ce urmează ne vom referi la principalele trei culturi care ocupă mai mult de jumătate din suprafața cultivată a României.

La grâul de toamnă soiurile cultivate până în 1957 aveau talia înaltă, erau slab rezistente la cădere, iar potențialul de producție era scăzut.

După 1959 au fost folosite soiuri din SUA, Italia, URSS care până în 1963 au ocupat peste 90% din suprafața cultivată cu grâu, dar care nu erau adaptate la condițiile pedoclimatice ale țării noastre.

Demn de remarcat este școala creată la Fundulea în domeniul ameliorării grâului care a început primele lucrări de hibridare pentru crearea de soiuri intensive, adaptate zonei noastre.

A fost începută de acad. N. Ceapoiu și continuată o jumătate de veac și în prezent de acad. N.N. Săulescu, secondat de dr. ing. Gh. Ittu. Din acest colectiv face parte și actualul director general, dr. ing. P. Mustățea.

Primele rezultate din încrucișarea soiului București 1 cu soiul Scorospelka 3 sunt soiurile Excelsior și Dacia omologate în 1971.

Din combinația dintre soiul rusesc Aurora și cel american Riley 67 a rezultat Fundulea 29 cu mare potențial de producție, rezistent la făinare, rugina brună și fuzarioza spicelor. Într-o confruntare internațională organizată în SUA în 1980/81 a ocupat locul I.

O etapă superioară o reprezintă crearea soiurilor semipitice.

Din combinația hibridă Ranniaia 12/Nadadores 63/Lovrin 12 a rezultat la Stațiunea Lovrin o descendență care combina talia scurtă cu rezistența la iernare și o bună umplere a boabelor datorită rezistenței la secetă și arșiță. Această descendență a devenit soiul Flamura 80 care a stat la baza progreselor ulterioare în ameliorarea grâului. Pe baza lui s-au creat Flamura 85, Fundulea 4 și Dropia, care după 1995 ocupau 50% din suprafața cultivată cu grâu în țara noastră.

Din acestea s-a putut trece la diversificarea bazei genetice a grânelor semipitice, rezultând Glosa, Boema 1, Izvor, Litera și în ultimii ani Otilia, Pajura și Pitar. Acestea, pe lângă un ridicat potențial de producție, au și calități superioare de panificație. S-a pornit de la producții de 1.500-2.000 kg/ha și s-a ajuns la 10.000 kg/ha. Datorită acestor calități au fost solicitate în Canada, Ungaria, Turcia, Argentina ș.a.

Un mare specialist din Câmpia de Vest a României, dr. ing. D. Muscă, cultivă pe mari suprafețe grâu de la Fundulea cu foarte bune rezultate.

Porumbul. Până în 1960 s-au cultivat soiuri românești care aveau potențial de producție limitat. Porumbul, fiind o cultură principală, s-a hotărât înființarea Institutului de Cercetări pentru Cultura Porumbului în 1957. În acea perioadă, în cadrul ICAR-ului, Vl. Moșneagă avea preocupări pentru crearea de linii consangvinizate în vederea obținerii seminței hibride de porumb. Din materialul său, în 1962 au fost omologați hibrizii HSL 196 și HSL 213, precum și HD 208 obținut de Institutul Fundulea și Stațiunea Turda, iar în 1963 HD 405. Și în domeniul ameliorării porumbului s-a creat o puternică școală de amelioratori coordonată de O. Cosmin și Tr. Sarca și a reușit ca până în 1970 să mai creeze HD 98, HD 220, HD 305, HT 310 și HS 330.

În România s-a reușit ca în numai 7 ani să se generalizeze cultura porumbului hibrid în toată țara.

Diversificarea materialului cu genotipuri din alte zone și infuzii de gene de la specii înrudite, precum și perfecționarea metodelor de ameliorare au dus la crearea de hibrizi noi bine adaptați, cu potențial de producție ridicat.

După 1990 s-au creat încă 50 de hibrizi, printre care demni de menționat sunt hibrizii Olt și F 376 care sunt și în prezent solicitați de fermieri. În ultima perioadă au fost omologați Crișana, Mostiștea, Iezer și F 423.

În prezent, ameliorarea porumbului beneficiază de prezența unui fost elev al lui Tr. Sarca, și anume dr. ing. I. Ciocăzanu care, așa cum este apreciat în lumea amelioratorilor de la alte companii, „este o somitate în domeniul ameliorării“. Există condiții ca în perspectivă să se obțină hibrizi cu potențial de 18-20 t/ha.

Floarea-soarelui a beneficiat de pre­zența unui specialist de înaltă clasă, un mare ameliorator care a fost dr. doc. Alex. Viorel Vrânceanu.

După populațiile locale de floarea-soarelui au început să se cultive, până în 1960, soiuri sovietice cu potențial de producție limitat. Preluând această sarcină, dr. Vrânceanu a omologat în 1965 soiul Precord care era superior celor cultivate până atunci.

Dar preocuparea principală a fost crearea de linii consangvinizate în vederea obținerii de hibrizi de floarea-soarelui și în 1971 au fost omologați hibrizii Romsun 52 și Romsun 53, reprezentând prioritate mondială în acest domeniu. În perioada 1971-1990 au fost omologați 14 hibrizi, iar până în 2000 încă 11 hibrizi. Activitatea dr. Vrânceanu este continuată în prezent de dr. ing. D. Stanciu, care după anul 2000 a omologat încă 6 hibrizi, fiind concentrat pe obținerea de hibrizi rezistenți la erbicide de tipul imidazolinone și sulfonilureice, precum și la rasele noi de lupoaie și mană.

Acești hibrizi sunt: FD 15 C 27, FD 15 C 44 și FD 16 C 50. Dacă la început se obțineau producții de 700-800 kg/ha, s-a ajuns la 4.000-4.500 kg/ha și mai mult. Datorită calităților deosebite a hibrizilor de floarea-soarelui sunt solicitați și se cultivă în Franța, Spania, Italia, Grecia, Turcia, Rusia, China ș.a.

Aceste rezultate mențin INCDA Fundulea în eșalonul fruntaș.

Prof. dr. ing. Vasile Popescu

Ameliorarea genetică a animalelor de fermă

Așa cum arată și Legea zootehniei din 2002, ameliorarea efectivelor de animale are un caracter prioritar în strategia dezvoltării zootehniei românești. Sub îndrumarea Ministerului Agriculturii și cu ajutorul asociațiilor de creștere de ramură, activitatea de ameliorare se realizează pe baza unor programe naționale elaborate pe perioade determinate. Etapele de desfășurare a programelor implică lucrări de selecție bazate pe valorile de ameliorare ale animalelor obținute cu ajutorul controlului oficial al producției şi al evidenţelor din registrele genealogice.

Obiectivul ameliorării animalelor este producerea de animale cu performanțe productive superioare ce pot fi transmise generațiilor viitoare. Selecția caracterelor ce vor fi supuse ameliorării depinde de specia și scopul pentru care este crescut animalul. De asemenea, selecția depinde de practicile manageriale adoptate de fermier și relația dintre totalitatea cheltuielilor fermei și valoarea animalelor. Exemple de caractere în acest sens includ: intervalul dintre fătări și producția de lapte la taurine, numărul de purcei la fătare la scroafe, mărimea pieptului la broiler etc.

Metodologiile de evaluare a valorii de ameliorare a animalelor au evoluat în timp, pornind de la observația empirică a producției fizice, mai apoi evoluând către calculul valorii genetice pe baza performanțelor de producție proprii și a colateralilor. Metodele actuale de selecție combină măsurătorile caracterelor cantitative tradiționale (de exemplu cantitatea de lapte, sporul în greutate etc.) cu tehnologii noi de analiză genomică prin care se determină genotipul animalului.

Analiza genetică și selecția pe baza markeților genetici devin metodologii folosite din ce în ce mai des în ameliorarea animalelor. Selecția asistată de markeri genetici a fost posibilă odată cu dezvoltarea unor metode eficiente și economice de analiză genomică a animalelor. Crescătorii de animale fac selecție, de regulă, pe caractere cantitative, cu importanță economică. Aceste caractere sunt controlate de un număr mare de gene (până la câteva mii). Markerii genetici asociați cu caracterele cantitative pot fi identificați în laborator.

În cadrul compartimentului de Biologie Moleculară din INCDBNA-IBNA Balotești au fost identificați markeri genetici asociați cu caracterele de producție de lapte (beta-lactoglobulina, cazeina, prolactina) și de carne (miostatina, calpastatina) la rasele locale de ovine (Cap Negru de Teleorman, Merinos Transilvănean). Totodată, în cadrul INCDBNA-IBNA Balotești s-au efectuat cercetări în care au fost comparate diverse metodologii de estimare a valorii de ameliorare, în special la taurine și ovine. Prin compararea metodologiilor tradiționale cu cele asistate de markeri genetici, a fost constatată o îmbunătățire a acurateței estimărilor în cazul utilizării tehnicilor de analiză genetică, progresul genetic fiind îmbunătățit.

La solicitarea asociațiilor de creștere, colectivul de Conservare a Resurselor Genetice din INCDBNA-IBNA este implicat în estimarea valorilor de ameliorare pe baza performanțelor proprii, ascendenţilor, colateralilor și a des­cendenţilor, integrate prin intermediul modelului animal – BLUP. Se speră că, odată cu trecerea timpului, va crește interesul crescătorilor de animale pentru evaluarea genetică a animalelor pe care le dețin în scopul selecției acestora și a creșterii productivității.

Noile reglementări ale Agenţiei Naţionale pentru Zootehnie „Prof. dr. G. K. Constantinescu“ au introdus obligativitatea estimării valorii de ameliorare în procesul de selecție a animalelor. Prin resursele materiale și cele de personal, INCDBNA-IBNA Balotești asigură servicii de estimare a valorii de ameliorare la animalele de fermă și poate oferi suport pentru selecția asistată de markeri genetici.

Pe lângă acestea, în INCDBNA-IBNA se pot realiza și scheme de încrucișări în vederea creșterii calității produselor animaliere (de exemplu calitatea carcaselor), evaluarea producției de carne/lapte la ovine/caprine prin determinarea polimorfismului proteic, modele de conservare a populațiilor de animale reduse numeric.

Autori: Mihail Alexandru GRAS,

Cătălin Mircea ROTAR

Revista Lumea Satului nr. 11, 1-15 iunie 2017 – pag. 39

Solul și genetica românească, valorificate insuficient

Avântul luat de dezvoltarea științei tehnicii din zilele noastre a determinat o evoluție spectaculoasă și în domeniul agriculturii.

Dacă luăm ca termen de comparație nivelul pro­ducțiilor agricole din anul 1938, an de vârf al perioadei interbelice, constatăm că saltul până în zilele noastre este foarte mare.

Astfel, producția medie de grâu a fost în 1938 de 1.310 kg/ha, iar în anul 2011 de 3.665 kg/ha, la porumb a crescut de la 1.055 kg/ha la 4.259 kg/ha, la floarea-soarelui de la 673 kg/ha la 1.801 kg/ha, la soia de la 940 kg/ha la 1.984 kg/ha, la sfecla-de-zahăr de la 13.668 kg/ha la 36.140 kg/ha, deci producții de 2-3 ori mai mari.

Dar țările din Vestul Europei obțin producții duble și uneori triple față de cele obținute în țara noastră în prezent.

Întrebarea este: de vină este solul, genetica folosită ori tehnologia aplicată? Avem dovezi conclu­dente că și în țara noastră se pot obține producții la nivelul cel mai ridicat dacă se aplică tehnologia corespunzătoare.

Astfel, la grâu, cu soiul Apache de la Limagrain s-a obținut producția de 11.000 kg/ha, iar cu soiurile românești la TCE3 Brazi 10.000 kg/ha. La porumb, în cultură intensivă, cu tehnologia Dekalb cu irigare prin picurare, s-au realizat 20.000 kg/ha. La floarea-soarelui se obțin în mod curent de către marile exploatații agricole producții de 3.500-4.500 kg/ha. La soia, în județul Brăila, fermierul Cristinel Brânză a realizat 6.000 kg/ha cu soiuri de la Compania Pioneer. La sfecla de zahăr, în județul Brașov, pe o suprafață de 6.000 ha s-a obținut o producție medie de 75.000 kg/ha, iar în experiențele de la USAMV Iași s-au realizat 85.000-90.000 kg/ha. La rapiță, în județul Teleorman, fermierul Ovidiu Siteanu a obținut pe unele parcele 6.330 kg/ha.

Desigur că acestea sunt excepții, dar ele confirmă posibilitatea obținerii de producții agricole profitabile și în țara noastră.

Aceste producții mari sunt realizabile în marile exploatații agricole care sunt conduse de specialiști de înaltă clasă și cu dotarea necesară.

Ce facem însă cu milioanele de producători agricoli care nu au nici bani, nici dotare și nici cunoștințele necesare, iar ei ocupă cea mai mare suprafață agricolă din țară pe care obțin producții de 1.500-2.000 kg/ha?

Dacă se dorește revigorarea întregii agriculturi este necesar să se implice în mod direct statul și în primul rând Ministerul Agriculturii, precum și organele județene.

Încă din prima jumătate a secolului al XX-lea acad. Gh. Ionescu-Șișești menționa: „Statul trebuie să fie principalul factor de progres economic și social prin cadrul organizatoric pe care-l creează agriculturii și prin măsurile de politică agrară pe care le promovează.“ (În acea perioadă agricultura era fărâmițată ca și acum).

Cu privire la implicarea Ministerului Agriculturii, acesta spunea: „Ministerul Agriculturii să nu mai fie o organizație birocratică de administrare a domeniilor statului, ci să devină un adevărat îndrumător tehnic al agriculturii încadrat cu specialiști competenți în treburile agriculturii.“

Dovezi de implicare a organelor statului am cunoscut mai recent, când presa anunța că județul Vâlcea a ocupat locul I pe țară la producția medie/ha obținută la grâu.

Eu provin din acest județ și cunosc bine ce condiții are pentru agricultură, comparativ cu alte județe. Este o zonă de deal, cu multe soluri cu pH acid și cu grad redus de fertilitate.

M-am interesat cum au reușit să obțină cea mai mare producție de grâu și am stat de vorbă cu mai mulți specialiști la Direcția Agricolă, inclusiv cu președintele Consiliului județean, un vechi prieten, dr. ing. Ion Câlea (din păcate, plecat dintre noi prea devreme).

Mi-a explicat că toți specialiștii s-au mobilizat și cu ajutor de la stat s-au adus sute și mii de tone de amendamente calcaroase, iar proprietarii de teren aveau sarcina să le împrăștie pe câmp.

Preocuparea cea mai mare a fost să discute în fiecare comună cu toți agricultorii care doreau să cultive grâu pentru a se asocia și a însămânța tot grâul în una sau două tarlale pentru fiecare comună.

Astfel amplasat grâul la un loc s-a putut aplica tehnologia corespunzătoare obținerii de producții ridicate.

Cine se ocupă acum de cei peste 3,5 mil. producători agricoli care, în bună parte, provin din alte domenii de activitate și au puține noțiuni de tehnologie agricolă? Cine asigură consultanța agricolă la acești oameni?

Poate că în noul parlament și în noul guvern vor fi cuprinși mai mulți specialiști legați de agricultură și cu dorința de a ridica nivelul agriculturii românești acolo unde merită.

Prof. dr. ing. Vasile POPESCU

Revista Lumea Satului nr. 2, 16-31 ianuarie 2017 – pag. 14-16

Abonează-te la acest feed RSS