Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat

Hodnocení genetické diverzity u plemen skotu v ČR Diplomová práce

Brno 2007

Vedoucí práce: Dr. Ing. Tomáš Urban

Vypracoval: Rudolf Kundrát

Zadání

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Hodnocení genetické diverzity u plemen skotu v ČR“ vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně.

V Brně, dne………………………………………. Podpis diplomanta…………………………….

Poděkování: Úvodem mé diplomové práce bych rád poděkoval panu Dr. Ing. Tomášovi Urbanovi za odborné vedení, které mi ochotně poskytoval v průběhu celého zpracovávání diplomového úkolu. Pracovníkům LAMGenu, především Mgr. Lence Putnové Ph.D za laboratorní analýzu vzorků. Dále bych chtěl poděkovat mým rodičům za finanční podporu během studia na vysoké škole.

ABSTRAKT Cílem této práce bylo přispět k poznání genetické struktury několika masných plemen skotu chovaných v České republice. Byl zkoumán soubor 7 masných plemen skotu (aberdeen angus, galloway, gasconne, hereford, charolais, limousin, masný simentál). Detekce jednotlivých genotypů byla založena na multiplexní PCR reakci a elektroforetické separaci. Hodnocena byla diverzita 10-ti mikrosatelitních markerů: BM 1824, BM 2113, ETH 3, ETH 10, ETH 225, INRA 023, SPS 115, TGLA 122, TGLA 126, TGLA 227. Pro výpočet populačně – genetických ukazatelů byly použity programy POPGENE , GENEPOP, ARLEQUIN. Na sledovaných lokusech bylo zjištěno celkem 87 různých alel. Největší hodnoty genetické diverzity byly zjištěny u plemene Gasconne pro lokus BM 2113. Největší průměrnou pozorovanou heterozygotností se vyznačuje plemeno Limousin. Výsledný dendrogram pak ukazuje, že nejblíže jsou si plemena Aberdeen Angus s Limousinem a plemeno Gasconne s Masným simentálem, poněkud vzdálenější je plemeno Hereford a úplně nejvzdálenější je Galloway. Klíčové slova: plemena skotu, mikrosatelity, variabilita

ABSTRACT The research was carried out on investigate the genetics structure some beef cattle in the Czech Republic. This study covered 7 breeds - Aberdeen Angus, Galloway, Gasconne, Hereford, Charolais, Limousine, and Beef Simentál. The detection of genotypes of microsatellites was based on multiplex PCR reaction and electrophoresis separation. Ten markers of microsatellites were evaluated: BM 1824, BM 2113, ETH 3, ETH 10, ETH 225, INRA 023, SPS 115, TGLA 122, TGLA 126, and TGLA 227. To compute the genetics parameters the programs POPGENE, GENEPOP, ARLEQUINE were used. On the studied loci the total number of 87 alleles were detected. The greatest values of genetics diversity were found in breed Gasconne (locus BM 2113) and the greatest average observed heterozygosity was in breed Limousine. The dendrogram drawn based on Nei’s unbiased genetics distance indicate, that closely are the breeds Aberdeen Angus and Limousine, and breeds Gasconne with Beef Simentál. The breed Hereford is more distantly from the others, and Galloway is wholly different. Keywords: beef cattle, microsatellite, variability

OBSAH 1. ÚVOD ...................................................................................8 2. CÍL PRÁCE ...........................................................................9 3. SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY .................... 10 3.1. Biodiverzita = biologická rozmanitost ..........................................10 3.2 Masná plemena skotu chované v ČR............................................... 12 3.2.1 Charolais ...................................................................................................13 2.2.2 Aberdeen Angus.......................................................................................14 3.2.3 Hereford ...................................................................................................15 3.2.4 Masný simentál........................................................................................17 3.2.5 Limousin...................................................................................................18 3.2.6 Galloway ...................................................................................................19 3.2.7 Gasconne .................................................................................................20 3.2.8 Další masná plemena skotu chovaná v ČR:.......................................... 22 3.3. Studium biodiverzity pomocí molekulární biologie.......................23 3.3.1 Polymorfizmy detekovatelné na DNA ................................................... 23 3.4 Fylogenetika ................................................................................... 28 3.4.1 Fylogenetické analýzy ............................................................................. 28 3.4.2 Molekulární fylogenetika .......................................................................30 3.4.3 Dendrogram – genealogický strom........................................................31 3.5. Používané softwarové balíčky ........................................................32 3.5. 1 Popgene verze 1.31 ................................................................................. 32 3.5. 2 Arlequin verze 3.1 .................................................................................. 34 3.5. 3 Genepop 3.5 ........................................................................................... 36 3.5. 4 Další software......................................................................................... 36 3.6 Základní ukazatelé genetické struktury ..........................................37 3.6.1 Hardy-Weinbergova rovnováha............................................................ 37 3.6.2 Heterozygotnost (H).............................................................................. 38 3.6.3 F – statistiky (koeficienty inbridingu) ................................................. 38 3.6.4 Polymorfizmy DNA ............................................................................... 39 3.6.5 Genový tok..............................................................................................40 3.6.6 Efektivní počet alel (Ne) ........................................................................40 3.6.7 Shannonův index (H΄) ..........................................................................40

4. MATERIÁL A METODIKA ..................................................42 4.1 Zvířata............................................................................................. 42 4.2 Metoda detekce genotypů sledovaných genetických markerů ....... 42 4.2.1 PCR – polymerázová řetězová reakce ................................................... 43 4.2.2 Elektroforetická separace ...................................................................... 45 4.3 Bioinformatické vyhodnocení biodiverzity .................................... 46

5. VÝSLEDKY A DISKUZE...................................................... 47 5. 1 Genetická variabilita plemene aberdeen angus ..............................47 5. 2 Genetická variabilita plemene galloway ........................................ 49 5. 3 Genetická variabilita plemene gasconne ........................................52 5. 4 Genetická variabilita plemene hereford.........................................54 5. 5 Genetická variabilita plemene charolais ........................................57 5. 6 Genetická variabilita plemene limousin.........................................59 5. 7 Genetická variabilita plemene masný simentál ............................. 62 5. 8 Interpopulační charakteristiky ..................................................... 64

6. ZÁVĚR................................................................................ 74 7. SEZNAM LITERATURY ..................................................... 76 8. SEZNAM OBRÁZKŮ ........................................................... 79 9. SEZNAM TABULEK A GRAFŮ ........................................... 80 10. PŘÍLOHY

1. ÚVOD Chov skotu patří v České republice k základním pilířům živočišné výroby a v podhůří a na horách zabezpečuje převážnou část příjmů jednotlivých zemědělských podniků. Tradičně byl chov skotu u nás zaměřen na produkci mléka, hovězího masa a částečně byl skot využíván i k tahu. Produkce kvalitního hovězího masa přes chov specializovaných stád hraje významnou roli ve státech EU, kde jsou od roku 1980 poskytovány prémie na chov krav bez tržní produkce mléka. Tím je zdůrazněn význam tohoto nového zaměření chovu skotu. Pro produkci hovězího masa je využito značné diverzity mezi plemeny a biologickými typy. Genetické zlepšení a vypracování šlechtitelských programů závisí na genetické proměnlivosti, které je využíváno mezi plemeny a uvnitř plemen.

8

2. CÍL PRÁCE Diplomová práce byla zpracována na Ústavu morfologie, fyziologie a genetiky zvířat. DNA byla získána z krve sedmi masných plemen skotu chovaných v ČR. Pro hodnocení genetické variability byl analyzován soubor 10ti mikrosatelitních markerů: TGLA227, BM2113, ETH10, SPS115, TGLA126, TGLA122, INRA023, ETH3, ETH225, BM1824. Cílem práce bylo na základě molekulárních dat analyzovat parametry genetické struktury některých masných plemen skotu chovaných v ČR s využitím vhodných statistických metod: - na základě stanovených genotypů mikrosatelitů analyzovat parametry biodiverzity u několika plemen masného skotu, - zpracovat databázi genotypů mikrosatelitů určených molekulárně genetickými metodami laboratoří aplikované genetiky, - pomocí programů Popgen32 a Arlequin analyzovat parametry genetické struktury studovaných populací skotu.

9

3. SOUČASNÝ STAV ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY 3.1. Biodiverzita = biologická rozmanitost Termín

biologická

rozmanitost

neboli

biodiverzita

zdůrazňuje

rozmanitost a různorodost organismů. V současnosti existuje jen v odborné literatuře více jak 40 různých definic biologické rozmanitosti. Biologická rozmanitost bývá nejčastěji dělena do čtyř hierarchických kategorií: 1. ekologická diverzita, 2. genetická diverzita, 3. diverzita organismů, 4. kulturní diverzita. Z uvedeného rozdělení je zřejmé, že ne všechny aspekty biodiverzity lze jednoduše kvantifikovat. V současnosti existují tři možné přístupy k otázce, co vlastně je biologická rozmanitost. Biodiverzita může být nahlížena jako pojetí – jde o rozmanitost života, což samo o sobě představuje spíše abstraktní pojem. Biodiverzita je však do určité míry měřitelný subjekt, kterým se lze zabývat vědeckými postupy. Konečně je biodiverzita používána i jako sociální a politický pojem. ad I) Ekologická diverzita • biomy • bioregiony • krajiny • ekosystémy • biotopy (stanoviště) • niky • populace ad II) Genetická diverzita • populace • jedinci • chromozomy • geny

10

• nukleotidy ad III) Diverzita organismů • domény • říše • kmeny • čeledi • rody • druhy • poddruhy • populace • jedinci ad IV) Kulturní diverzita • Lidské vztahy na všech úrovních (Vačkář, 2006). Zemědělská biodiverzita Je rozmanitost na všech úrovních biologické hierarchie od genů po ekosystémy, které se týkají zemědělství a výroby potravin. Zemědělskou biodiverzitu tvoří velmi různorodá množina organismů, kterou lze rozdělit do tří hlavních skupin na základě způsobu, jakým tyto organismy přispívají k zemědělské výrobě nebo ji ovlivňují (Tab. 1). Zásadní vlastností zemědělské biodiverzity je fakt, že je z převážné části vytvářena, udržována a obhospodařována člověkem. Nahrazování plemen, plemeny moderními, geneticky stejnorodějšími, specializovanějšími pro intenzivní výrobu, je hlavní příčinou ztrát plemen hospodářských zvířat ( příloha č.2) (Gross et al., 2001).

11

Tab. 1 Rozdělení organismů zemědělské biodiverzity Výrobci

domácí,

kultivované,

chované,

pěstované nebo polodivoké druhy (především kvetoucí rostliny, ryby, ptáci,

savci),

jejichž

produkce

poskytuje potravu pro člověka. Podpůrné služby

volně žijící částečně chované druhy (hlavně mikroorganismy a bezobratlí), které podporují zemědělskou výrobu, zvláště

půdní

a predátoři

biota,

opylovači

s dopadem na škodlivé

druhy. Škůdci, patogeny, predátoři

volně

žijící

druhy

mikroorganismy poškozující

(především a bezobratlí),

zemědělskou

výrobu

vyvoláváním chorob nebo působením škod výrobcům.

3.2 Masná plemena skotu chované v ČR Biodiverzita mezi zvířaty je zčásti genetického původu a zčásti způsobena vlivy prostředí. Genetické zlepšení a vypracování šlechtitelských programů závisí na genetické biodiverzitě, které je využíváno uvnitř a mezi plemeny. Ať již se jedná o proměnlivost mezi či uvnitř plemen je buď aditivní ( předávající následující generaci) či neaditivní, která je předávána plemeny a nikoliv jedinci z generace na generaci. Navíc vzniká při křížení různých populací (plemen i kříženců) neaditivní genetický přírůstek – heterozí efekt (Říha et al., 2002). Pod pojmem plemeno se rozumí skupina domestikovaných zvířat, která jsou si v podstatných morfologických a fyziologických znacích podobná a mají společný původ a vznik. V sousedících oblastech se často vyskytovaly podobné formy a docházelo k výměně vhodného chovného materiálu. V tomto případě jde o různé rázy jednoho plemene. Jsou-li podobné formy geograficky oddělené 12

a nepochází-li jedna z druhé, pak se spíše označují jako různá plemena (Sambraus, 2006). Rozdílnost mezi plemeny může být využita k rychlému přizpůsobení genetických zdrojů daným produkčním a tržním požadavkům. Zatímco proměnlivost uvnitř plemen (selekce uvnitř plemen) poskytuje kumulativní a kontinuitní dlouhodobé zlepšení užitkovosti. Genetická proměnlivost se mezi plemeny využívá, jak již úvodem bylo naznačeno, genetické efekty okamžitou působností (Říha et al., 2002). 3.2.1 Charolais Charakteristika: Masný skot většího tělesného rámce s velkou hloubkou a šířkou těla. Zbarvení je bílé až krémové, mulec je růžový, paznehty světlé. Hlava je kratší a široká, bedra a kýty silně osvalené, končetiny silnější. Zvířata jsou rohatá. Obr. č. 1 Býk plemene charolais Tab. 2 Kohoutková výška a hmotnost plemene charolais Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

142 – 150

135 – 140

Hmotnost (kg)

1100 – 1300

700 – 850

Rozšíření: Francie a většina evropských zemí, Severní a Jižní Amerika a mnoho dalších zemí na světě (celkem asi 70). Užitkovost: Vzrůstný skot, nízký sklon k tučnění. Dobrá kvalita masa, vysoká jateční výtěžnost. Výborná zmasilost, zejména hodnotných jatečních částí. Býci vybráni k plemenitbě dosahují průměrných denních přírůstků 1450 g (ČR 2003). Zvířata jsou relativně později jatečně zralá, a proto vhodná pro výkrm do vysoké hmotnosti. Jateční výtěžnost vykrmovaných býků dosahuje 62 %. Příznivé je zhodnocení krmiva. Prvotelky mají sklon k těžkým porodům. Zvířata jsou tolerantní vůči slunečnímu záření, vhodná pro užitkové křížení. 13

Historie chovu: Původ se odvozuje od krajového plemene rozšířeného okolo Charolles (Francie), které bylo v 19. století kříženo s bílým shorthornem. Chov byl nejdříve zaměřen na těžké, lehce výkrmné tažné voly. V roce 1919 došlo ke sjednocení dřívějších dvou plemenných rázů. Mezinárodního významu dosáhlo plemeno po druhé světové válce. Charolais se účastnil vytvoření několika nových plemen, např. charbray v USA a canchim v Brazílii. Do České republiky se uskutečnily první importy v roce 1990 z Maďarska, v dalších letech z Francie. V roce 1992 byl na základě importu z Kanady založen první chov bezrohého charolais. V současné době je charolais nejvíce zastoupeným masným plemenem v ČR. 2.2.2 Aberdeen Angus Charakteristika: Tělesnými

tvary

je

vyhraněným

masným plemenem malého tělesného rámce.

Zbarvení

je

celé

černé.

V Severní a Jižní Americe existuje také červenohnědý ráz – red angus. Zvířata mají hluboké tělo, krátké končetiny, trup

je

válcovitého

vysloveně

tvaru

obdélníkový

předními

a má

Mezi Obr. č. 2 Býk plemene aberdeen angus zřetelně

tvar.

končetinami

vystupuje hrudní kost. Hlava je malá a bezrohá. Tab. 3 Kohoutková výška a hmotnost plemene aberdeen angus Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

140 – 146

130 – 136

Hmotnost (kg)

900 – 1050

550 – 700

Rozšíření: Velká Británie, Severní a Jižní Amerika, Nový Zéland, Austrálie. V České republice se plemeno chová od roku 1992, současný stav krav včetně kříženek v kontrole užitkovosti (2004) je 4550 a je druhým nejpočetnějším plemenem masného skotu.

14

Užitkovost: Zvířata jsou odolná proti drsným povětrnostním podmínkám, nenáročná, přizpůsobivá a přátelská. Jateční zvířata se vyznačují vysokou jateční výtěžností a jemným, dobře mramorovaným masem. Pro plemeno je typická žlutá barva tuku. Průměrné denní přírůstky dosahují u býků vybraných k plemenitbě 1400 g (ČR 2004). Od živé hmotnosti 350 kg dochází k silnějšímu ukládání tuku. Zvířata jsou raně dospívající, s lehkými porody a dobrými výsledky odchovu. Bezrohost je dominantně dědičná. Historie chovu: Plemeno vzniklo na severovýchodě Skotska v hrabství Aberdeen a Angus. Na vykopávkách je možné doložit, že zde existoval bezrohý skot již v předhistorické době. Záměrné šlechtění započalo na počátku 18. století. O rozvoj plemene se obzvláště zasloužil chovatel H. Watson. V roce 1862 byla vydána první plemenná kniha. Od roku 1878 se uskutečnil export prvních zvířat do USA a jiných zemí. Ve střední Evropě je jen málo čistokrevných zvířat. V Německu se plemeno používá převážně k užitkovému křížení k novošlechtění plemene (viz. německý angus). 3.2.3 Hereford Charakteristika: Masné

plemeno

středního

rámce. Základní zbarvení je červené, bílé jsou hlava a spodní část krku, hruď, spodní strana břicha, vemeno, popř. šourek, chvost ocasu, spodní část nohou a rovněž úzký pruh na horní straně krku až ke kohoutku. Zvířata se vyznačují velkou hloubkou Obr. č. 3 Býk plemene hereford hrudníku,

silně

vyvinutou

a relativně

krátkými

plecí

končetinami.

Většina zvířat je rohatá (rohy jsou typickým způsobem po stranách hlavy klenuté a směřují dolů). V Severní

15

nebo

Americe a také ve Velké Británii se chová i bezrohý ráz (polled hereford). Tab. 4 Kohoutková výška a hmotnost plemene hereford Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

140 – 148

130 – 138

Hmotnost (kg)

850 – 1050

500 – 650

Rozšíření: S počtem přes 5 milionů plemenných zvířat v 56 zemích je to nejrozšířenější masné plemeno na světě. Chová se především ve Velké Británii, Severní a jižní Americe, Austrálii, Novém Zélandu, jižní Africe a v mnoha dalších zemích. K nám bylo v roce 1974 dovezeno 1050 jalovic a 65 býků herefordského plemene z Kanady. Chov se pomalu rozšiřoval a v současné době (2004) je v České Republice třetím nejrozšířenějším masným plemenem. Užitkovost: Nenáročný, přizpůsobivý, klimaticky tolerantní dlouhověký skot. Býci vybráni do plemenitby dosahují průměrných denních přírůstků 1320 g (ČR 2004). Maso nemá velký sklon k tučnění. Zvířata raně dospívají, průběh porodů je snadný. Historie chovu: Hereford je velmi staré plemeno chované již po staletí v západní Anglii. Současného vzhledu dosáhlo plemeno okolo roku 1800 přikřížením skotu Flander. Původně byl hereford pracovním skotem s velkým rámcem. V průběhu 19. století bylo plemeno selektováno na ranost, přičemž došlo k snížení tělesného rámce. První plemenná kniha byla zveřejněna v roce 1846 a od roku 1878 byla převzata založenou společností Hereford Book Society. První bezrohá zvířata se objevila ve Velké Británii v roce 1955.

16

3.2.4 Masný simentál Charakteristika: Masné tělesného

plemeno rámce

končetinami, a výbornými Zbarvení

je

většího

se

silnějšími

výrazným

osvalením

jatečními

vlastnostmi.

červenostrakaté

až

plášťové v odstínu od žemlové až k tmavě

červené.

Hlava

je

bílá,

mnohdy s barevnými odznaky, mulec Obr. č. růžový. Rovněž spodní část končetin je simentál

4 Býk plemene masný

obvykle bílá. Zvířata jsou převážně rohatá, v menším rozsahu se vyskytují i bezrohá. Tab. 5 Kohoutková výška a hmotnost plemene masný simentál Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

148 – 156

138 – 142

Hmotnost (kg)

1100 – 1300

700 – 800

Rozšíření: Velká Británie, Irsko, Dánsko, Švédsko, východní část Německa, Severní a Jižní Amerika, Austrálie, jižní Afrika, Česká republika, Slovensko, a jiné země. Užitkovost: Vzrůstný skot, nízký stupeň tučnění, vhodný pro výkrm do vyšší hmotnosti. Dobrá kvalita masa, výborná zmasilost, zejména hodnotných jatečních částí. U býků vybraných k plemenitbě se dosahují průměrné denní přírůstky 1450 g (ČR 2003), jateční výtěžnost u vykrmovaných býků činí 62 %. Historie chovu: Masný simentál vznikl

v druhé polovině 20. století z původního

kombinovaného strakatého plemene (fleckvieh) importovaného především z Německa a Rakouska při jednostranném šlechtění na masnou užitkovost. Šlechtění probíhalo nejdříve ve Velké Británii, Švédsku a především v Kanadě a USA, kde byl zdůrazňován větší tělesný rámec zvířat a následně i osvalení.

17

Odtud se šířil do ostatních zemí nynějšího chovu. Do České republiky byly dovezeny první jalovice masného simentálu v roce 1993 z Kanady, následovaly importy z Dánska jalovice plemene fleckvieh z Německa a Rakouska. Současně s importy ze zahraničí se začaly do chovu zařazovat i jalovice z matek českého strakatého plemene po otci masného simentála, zejména z rušených dojených stád. 3.2.5 Limousin Charakteristika: Masný skot středního až většího rámce,

pravoúhlého

formátu.

Srst

je

tělesného jednobarevně

červenohnědá s prosvětlením okolo očí,

mulce

a rovněž

spodní

části

hrudníku. Býci jsou zbarveni tmavěji. Hlava je poměrně malá, mulec růžový. Všechny zmasilé části těla jsou silně osvalené.

Kostra

je

jemná,

rohy

Obr. č. 5 Býk plemene limousin

a paznehty světlé. Tab. 6 Kohoutková výška a hmotnost plemene limousin Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

140 – 148

132 – 138

Hmotnost (kg)

1000 – 1200

600 – 750

Rozšíření: Původní chovná oblast leží ve střední části Francie (centrem je město Limoges). Plemeno bylo značně exportováno a chová se ve více než 40 zemích. Do České republiky bylo plemeno importováno koncem 20. století nejdříve z Maďarska, následně z Francie. Užitkovost: Zvířata se vyznačují odolností proti povětrnostním vlivům, dobrou plodností a dlouhověkostí. Roční užitkovost dosahuje asi 4100 kg mléka o tučnosti 4,0 % a obsahu bílkovin 3,2 %. Plemeno limousin je však ve Francii převážně a v jiných zemích výhradně chováno jako masný skot. Krávy se snadno 18

telí a dobře odchovávají svá telata. Býci vybráni k plemenitbě dosahují denních přírůstků 1300 g (ČR 2003). Ve výkrmu se vyznačují býci nízkým sklonem k tučnění a vysokou jateční výtěžností vlivem extrémního osvalení, speciálně partií kýt. Maso je křehké a jemně vláknité. Plemeno je vhodné k užitkovému křížení. Historie chovu: Organizované šlechtění limousinského skotu sahá zpět až do 60. let 19. století. V té době stála ještě silně v popředí schopnost k práci. Plemenná kniha byla založena v roce 1886. Šlechtění ve směru na masný skot se uplatňuje od roku

1900.

Plemeno

limousin

s počtem

563 000

zvířat

tvoří

6,2 %

francouzského stavu skotu a je zde druhým nejpočetnějším masným plemenem. Počat zvířat se zvyšuje. 3.2.6 Galloway Charakteristika: Plemeno se vyznačuje malým až středním tělesným rámcem. Srst je dlouhá, podsadou.

měkká

a vlnitá

Nejčastější

s hustou

zbarvení

je

černé, kromě toho se vyskytují zvířata nažloutle šedá až světle hnědá. Bílé zbarvení je výjimkou. Narozená telata jsou mahagonově hnědá. Hlava je krátká a široká, uši středně dlouhé

Obr. č. 6 Býk plemene galloway

a široké, s dlouhými třásněmi. Krk je středně dlouhý, plec hranatá a vysoká, hrudník plný a hluboký. Zvířata jsou delší, avšak ne tak hluboká jako aberdeen angus, bezrohá. Tab. 7 Kohoutková výška a hmotnost plemene galloway Býk

Kráva

Výška v kohoutku (cm)

128

122

Hmotnost (kg)

800

450 – 530

19

Rozšíření: Velká Británie, zvýšená poptávka je v Kanadě, Argentině, Austrálii. V České republice se plemeno chová od roku 1991. Užitkovost: Galloway patří mezi extenzivní plemena skotu. Zvířata jsou nenáročná na krmení a ustájení, odolná, klidného temperamentu a přátelská. V poměru k hmotnosti těla mají velké a ploché paznehty, proto jsou vhodná do bažinatého terénu (udržování krajiny). Při narození mají telata nízkou živou hmotnost (32 kg býčci, 29 kg jalovičky, ČR 2003), proto jsou i lehké porody. Ve věku 210 dnů dosahují býčci hmotnosti 220 kg, jalovičky o 20 kg méně. Galloway je vhodný ke křížení

s jinými

plemeny,

tradičně

se

shorthornem.

Maso

je

jemné

a mramorované. Historie chovu: Plemeno vzniklo již před staletími v oblasti Galloway v jihozápadním Skotsku a je nejstarším ve Velké Británii. Všechny původní záznamy o plemeni byly bohužel zničeny při požáru v roce 1851. v roce 1878 byla založena chovatelská společnost, o rok později byla vydána první plemenná kniha. V Německu je již několik roků po zvířatech tohoto plemene silná poptávka, zvířata se prodávají za vysoké ceny (Sambraus, 2006). 3.2.7 Gasconne Charakteristika: Plemeno Gasconne je středního až většího tělesného rámce, vyznačuje se vrozenou tvrdostí a odolností, s velmi dobře

utvářenými

a tvrdými konverzí a snadnou

končetinami

paznehty, živin

výbornou

z objemných

ovladatelností.

krmiv Černé

sliznice umožňují vysokou toleranci Obr. 7 Býk plemene gasconne

zvířat na sluneční záření a zabraňují přenosu

keratokonjunktivity

(Pozdíšek et al., 2004).

20

Rozšíření : Současná podoba plemene gasconne byla vytvořena z původní populace skotu chovaného ve francouzských Pyrenejích, kde se využíval jako skot s trojstrannou užitkovostí (Pozdíšek et al., 2004). Do České republiky byly první jalovice plemene gasconne dovezeny v r. 1994 v počtu 15 ks na účelové hospodářství Výzkumného ústavu živočišné výroby v Praze – Uhříněvsi. Jednalo se o vůbec první export tohoto plemene ze země původu. Značnou oblibu však plemeno získalo při užitkovém křížení díky snadným porodům, nízkými ztrátami telat a jejich dobrou růstovou schopností. Velmi uspokojivé jsou i dosahované výsledky vykrmených býků – kříženců (Anonym 8, 2007). První zemí, do které bylo z Francie plemeno exportováno, byla Česká republika. Následovaly exporty do Španělska, Holandska, Velké Británie (Pozdíšek et al., 2004). Užitkovost : Díky uplatňování šlechtitelského programu v čistokrevných stádech mají telata při narození nižší hmotnost, a tudíž bez výskytu obtížných porodů s možností zapouštění jalovic. Telata vykazují velkou vitalitu, snadno se odchovávají, odstavová hmotnost 260 kg. Vykrmovat je možné až do hmotnosti kolem 600 kg bez nebezpečí ukládání tuku. Zvířata jsou dobře osvalená, přírůstek lze očekávat na úrovni 1200 – 1400 g, jatečnou výtěžnost 59 – 60 %. Maso je velmi dobré kvality (Teslík et al., 2000). Historie chovu Plemenná kniha byla založena v r. 1894. Přibližně před 30 lety byl šlechtitelský program zaměřen na jednostrannou masnou užitkovost (Pozdíšek et al., 2004).

21

3.2.8 Další masná plemena skotu chovaná v ČR: Blonde d´aquitaine Charakteristika: Zvířata velkého tělesného rámce, mimořádně dlouhá. Hlava relativně malá. Srst je jednobarevně světlá až pšeničné barvy, prosvětlení okolo očí a mulce. Spodní strana trupu a spodní část končetin jsou světlejší, mulec a sliznice růžové. Osvalení je na všech masitých částech velmi dobře vyvinuté. Končetiny jsou jemné, rohy voskově žluté s tmavými hroty. Piemontese Charakteristika: Středně velké plemeno. Krávy jsou světle šedé s tmavým mulcem, vulvou a konečníkem. Býci jsou tmavší, zejména na lopatkách a ramenou, v okolí očí a na chvostu ocasu. Na šíji, lopatkách a kýtách je silné nasazení svalové hmoty. Kostra je relativně jemná, zvířata jsou rohatá. Telata se rodí načervenale žlutá a vybarvují se po několika měsících (Sambrus, 2006). Highland Charakteristika: Původ tohoto plemene je odvozován od původního keltského skotu. Highland nebyl v minulosti vystaven tlaku moderních šlechtitelských opatření vedených snahou zvyšovat jeho růstovou schopnost a masnou užitkovost, tak jak tomu bylo u většiny ostatních plemen. Proto si udržel řadu vlastností původních plemen skotu. Předností je zejména jeho odolnost a otužilost vůči tvrdým klimatickým podmínkám , která umožňuje celoroční chov v přírodě. Dobře dokáže zužitkovat i velice skromnou pastvu. Kromě již uvedených vlastností je předností plemene bezproblémové telení. Maso z toho plemene má vynikající chuťové vlastnosti. Pro dosažení této významné kulinářské vlastnosti je však třeba dodržet specifický proces zrání masa po porážce. Především jeho impozantní zjev způsobil, že i přes nižší přírůstky telat má skotský náhorní skot a jeho chov řadu příznivců i v naší republice. První import plemene se uskutečnil v roce 1991 ze země původu, tedy ze Skotska, a to na farmu Ing. Krtouše ze Zdíkova na Šumavě. V dalších letech se importy uskutečnily z Rakouska a především SRN. U nás je toto plemeno chováno především

22

v tvrdších horských podmínkách. Do roku 1998 se choval highland v tradičním hnědém zbarvení. V poslední době se v našem chovu objevily barevné rázy stříbrné, dun, plavé a černé (Anonym 9, 2007) . Salers Charakteristika: Skot velkého rámce, jednobarevně tmavě červený (mahagonově červený), případně také černý. Nápadná je dlouhá a zkadeřená srst. Sliznice a mulec jsou světlé. Hlava je široká s lyrovitě utvářenými rohy postavenými převážně daleko vně. Chvost ocasu je bílý. Zvířata se vyznačují dobrým osvalením a pevnými končetinami. Belgické modrobílé Charakteristika: Středně velký, těžký skot s masivním osvalením. Zbarvení je bílé a strakatě modrobílé. Nahodile se vyskytují černobílá zvířata. Hlava je relativně malá. Existuje jednak typ s dvoustranou užitkovostí (maso – mléko), jednak masný typ (Sambrus, 2006).

3.3. Studium biodiverzity pomocí molekulární biologie Metod molekulární genetiky využívá obor DNA diagnostika. DNA diagnostika se zabývá určováním variant DNA na základě jejího bodového nebo repetitivního polymorfizmu. Obecně se tak označuje detekce nejrůznějších polymorfizmů, ať už slouží k určování rodičovství u zvířat, ověřování pravosti odrůd u rostlin, určování alelických variant genů atd. (Knoll, Vykoukalová 2002).

S využitím

polymorfizmů

detekovatelných

na

DNA

studujeme

genetickou variabilitu a diverzitu. 3.3.1 Polymorfizmy detekovatelné na DNA Markery Genetický

marker

je

vysoce

polymorfní

znak,

který

vykazuje

mendelistickou dědičnost, je snadno a jednoznačně detekovatelný. Molekulárně – genetické markery mají tyto výhody oproti klasickým :

23

a) jsou početně a relativně snadno identifikovatelné, b) vysoce informativní, c) mohou být typovány z malého množství tkáně v libovolném věku jedince, d) DNA může být dlouhodobě archivována a lze se tak k analýzám opakovaně vracet i po více letech. Markery lze rozdělit na tři typy, dle využití při mapování genomu: I. typ – kódující exprimované geny, mohou být kandidátní geny pro QTL. Mají nízkou hladinu polymorfizmu, jsou málo použitelné pro studie

diverzity

rodin

a populací.

Využívají

se

ale

významně

v komparativním (srovnávacím) mapování. II. typ – vysoce variabilní sekvence DNA. Zde se využívají především mikro

a minisatelity

(viz.

2.3.1.1).

Vlivem

vysokého

stupně

polymorfizmu (velký počet alel) jsou mikrosatelity vysoce informativní v populačních studiích a při určování rodičovství, a jsou základem pro vazbové mapování genů. Tyto markery nemají přímo vliv na variabilitu znaku, ale mohou být ve vazbě s QTL. III. typ – jednonukleotidové polymorfizmy (SNP), které mohou ležet uvnitř kódujících genů, ale častěji v nekódujících intronech nebo intergenových oblastech. Jsou využitelné pro populační a rodinné studie viz. 2.3.1.5 (Knoll, Vykoukalová, 2002). 3.3.1.1 Mikrosatelity Jako

mikrosatelity

se označují krátké,

tandemově se opakující

jednoduché sekvenční motivy zpravidla o 2 – 6 bp (Zima et al., 2004). Vyskytují se ve všech eukaryotických genomech, ale jejich funkce je stále diskutabilní. Významnou vlastností je vysoký stupeň polymorfizmu způsobený variabilním počtem tandemových repetic (obvykle 10 – 30). Nejčastěji se vyskytující repeticí u savců je motiv (AC)n (Knoll, Vykoukalová, 2002). Vzhledem ke struktuře a tandemovému uspořádání bývají mikrosatelity někdy označovány jako krátké tandemové repetice, STR (short tandem repeats), nebo repetice jednoduchých sekvencí, SSR (simple sequence repeats). Přestože se na evoluci mikrosatelitů mohou podílet zřejmě i jiné mutační mechanismy, za

24

hlavní zdroj vysoké proměnlivosti je považováno sklouznutí nukleotidového řetězce během replikace („replication slippaage“) (Zima et al., 2004). Mezi nesporné výhody, díky kterým mikrosatelity získávají stále větší oblibu, patří: 1. vysoká proměnlivost, a to i u druhů pro alozymové lokusy prakticky monomorfních, 2. velká početnost a rozmístění po celém genomu, 3. kodominantnost alel a možnost jejich přesné identifikace, 4. jednoduchost analýzy (mikrosatelity lze poměrně snadno studovat pomocí PCR), 5. spojení s PCR také umožňuje analýzu mikrosatelitů i u vymřelých organismů. Hlavní nevýhodou mikrosatelitů je to, že je musíme nejprve nalézt a identifikovat vhodné primery pro jejich amplifikaci. Vzhledem k tomu, že většina mikrosatelitů se nachází v nekódujících oblastech genomu, který je charakteristický vysokou frekvencí nukleotidových substitucí, je zpravidla nutno jednotlivé lokusy izolovat de novo pro druhy, které jsou zkoumané poprvé (Zima et al., 2004). Analýza mikrosatelitů je stejně jako alozymová analýza mimořádně výhodná pro vnitropopulační a vnitrodruhové studie, lze ji však použít i pro fylogenetické studie prováděné v rámci blízce příbuzných druhů (Flegr et al., 2005). Možnosti aplikace mikrosatelitů jsou obrovské a spektrum jejich využití se stále rozšiřuje. Díky vysoké početnosti a celogenomové distribuci nacházejí široké uplatnění především v mapování genomu, jejich vysoká proměnlivost z nichž účinný nástroj porézních analýz, individuálního typování jedinců v populaci, určování paternity, velikosti a struktury populace, genetické proměnlivosti, toku genů (mikrosatelity specifické pro chromozom Y umožňují srovnání míry migrace samců a samic), v ochraně druhů atd.. V současné době se stále více uplatňují i při studiu genetických procesů. Specifické mikrosatelity slouží ke snadné identifikaci populací a druhů a ke studiu charakteru a dynamiky zón (Zima et al., 2004).

25

3.3.1.2 RFLP (polymorfizmus délky restrikčních fragmentů) Pomocí polymorfizmu délky restrikčních fragmentů (RFLP – restriction fragment lenght polymorphism) se identifikují alely na základě přítomnosti nebo absence specifického restrikčního místa. Genomová DNA je štěpena příslušnou restrikční endonukleázou, separována elektroforézou na agarozovém gelu a přenesena (blotována) na pevnou membránu pomocí tzv. Southernova přenosu.

Po

hybridizaci

se

značenou

sondou

a vizualizaci

lze

zjistit

polymorfizmus ve velikosti vzniklých restrikčních fragmentů DNA. Vzhledem k relativní pracnosti se dnes dává přednost její modifikaci vzniklé spojením s PCR, PCR-RFLP (Knoll, Vykoukalová, 2002). 3.3.1.3 PCR-RFLP Pomocí PCR se na základě geonomové DNA amplifikuje specifická sekvence (např. úsek genu). Tento fragment DNA se štěpí panelem restrikčních endonukleáz. V případě bodové mutace v restrikčním místě toto místo zaniká nebo naopak vzniká nové. To má za následek vznik fragmentů DNA různé velikosti, které jsou separovány na agarózovém gelu. Vizualizace DNA se provádí pomocí ethidiumbromidu (popř. méně toxický SYBR Green® ). Metoda je vhodná pro geny s větším polymorfizmem nebo kódující sekvence (Knoll, Vykoukalová, 2002). 3.3.1.4 Sekvencování Z hlediska dalšího zpracování jsou nejvhodnějším zdrojem molekulárněgenetických znaků výsledky sekvencování DNA. Sekvencování nám umožňuje odhalit největší procento genetických znaků ( Flegr et al.,2004). Sekvencování je metoda, při které se stanovuje přímo sekvence DNA nukleotidů (Knoll, Vykoukalová, 2002). K sekvencování můžeme použít jednu ze dvou základních metod, Maximovu-Gilbertovu (enzymatická) nebo Sangerovu (chemická) (Zima et al., 2004). DNA sekvencování enzymatickými metodami vyřazuje chemické metody sekvencování (Winter et al., 2000). Metoda sekvencování metodou MaximGilbert se dnes provádí jen výjimečně. Většina sekvenčních metod jako je Sangerova je založena na enzymatické reakci. Do sekvenční směsi se dává směs normálních nukleotidů s modifikovanými nukleotidy – dideoxynukleotidy

26

(odděleně ddATP, ddTTP, ddCTP a ddGTP), které nemají OH skupinu nutnou pro navázání dalšího nukleotidu. Jejich zařazením do řetězce DNA se reakce zastaví. Tak jsou získány fragmenty různé délky končící vždy příslušným ddNTP. Posloupnost bází se vyhodnocuje po separaci na polyakrylamidovém gelu nebo kapilární elektroforézou. Reakce může probíhat cestou pomocí T7 DNA polymerázy nebo Klenowova fragmentu, nebo dnes především termální cyklickou metodou, při které se využívá teplotně stabilních polymeráz. Značení se provádí radioaktivně, stříbrem, chemiluminiscencí nebo fluorescenčně (pro autosekvenování) a to několika způsoby: a) značení primeru od kterého se odvíjí sekvencováná DNA, b) přímé značení sekvencovaných nukleotidů, c) přímé značení koncových nukleotidů. Při fluorescenčním značení je výhodné použít čtyři barvy (na každé ddNTP jinou), a tak je možné provádět jen jednu společnou sekvenční reakci. Pro

sekvencování

se

využívá

(polo)automatických

sekvenátorů

vycházejících z klasické nebo terminální cyklické reakce a založených na gelové nebo kapilární elektroforéze (Knoll, Vykoukalová 2002). Aplikační možnosti sekvencování nukleových kyselin se dají rozdělit do tří základních skupin: 1) evoluce genů 2) vnitrodruhové (populační) studie 3) mezidruhové studie Výhoda sekvencování DNA tkví v tom, že: 1. přináší informaci o nejzákladnější struktuře genetického materiálu 2. množství zkoumaných znaků (nukleotidů) je velmi vysoké 3. je relativně jednoduché získat informace o evolučních procesech probíhajících na této úrovni a tyto následně začlenit do statistických analýz 4. evoluci sekvencí je poměrně snadné matematicky modelovat.

27

Za posledních několik let tvořily studie sekvencí nukleových kyselin zhruba polovinu všech molekulárních studií a asi jednu čtvrtinu všech fylogenetických (Zima et al., 2004). 3.3.1.5 SNP (jednonukleotidové polymorfizmy) Jednonukleotidové polymorfizmy mohou ležet uvnitř kódujících genů, ale častěji

v nekódujících

intronech

nebo

integrovaných

oblastech

(Knoll,

Vykoukalová, 2002). Jedná se o genetické odchylky mezi jedinci, omezené na jednotlivé páry bazí, u kterých dochází k substituci ve formě inzerce nebo delece (Lesk, 2006). Jsou využitelné pro populační a rodinné studie. Jejich výskyt v genomu je přibližně každých 500 – 1000 bp. Tyto polymorfizmy získávají význam z rozvojem automatických metod skríningu (micro arrays) (Knoll, Vykoukalová, 2002). S využitím automatizace jsou SNP používány k mnoha projektům mapování lidského a jiných genomů (Baxevanis, Ouellette, 2005).

3.4 Fylogenetika Fylogenetika : obor biologie studující příbuzenské vztahy taxonů. (Akademický slovník cizích slov) Fylogeneze, tedy vznik a vývoj jednotlivých vývojových linií, je předmětem studia fylogenetiky. Fylogenetika se snaží zejména rekonstruovat průběh kladogeneze, tj. pořadí a způsobu větvení všech vývojových linií v průběhu evoluce. Přitom se však musí nutně opírat o studium anageneze, tj. studium

vývoje jednotlivých

vlastností

organismů

v rámci

příslušných

vývojových linií. Fylogenetika tedy studuje oba vzájemně se doplňující aspekty fylogeneze – konkrétní historie evoluce života na Zemi (Flegr, 2005). 3.4.1 Fylogenetické analýzy Základní zdroje informací o příbuzenských vztazích živočichů jsou znaky morfologické a molekulární (Zrzavý, 2006). Výsledky fylogenetických analýz jsou prezentovány jako stupňovité rozvětvené diagramy „kladogramy nebo fylogenetické stromy (a, c). Mohou být také prezentovány jako sada dat vložených do kulatých závorek (b) (Weston, Crisp, 1998).

28

a)

b) (Corn (Fly(Frog, Human))) c)

3.4.1.1 Morfologické znaky Základem jsou samozřejmě znaky morfologické, počínaje hrubou anatomií (tělní dutiny, tělní symetrie) a konče ultrastrukturou jednotlivých buněk, a s nimi úzce související znaky embryologické. Základní výhodou morfologie je to, že ji už léta a staletí zkoumáme. Další výhodou je pochopitelně jejich použitelnost i pro fosilní organismy, kde je ovšem interpretační ráz morfologické fylogenetiky zvlášť patrný (každému lze jen doporučit srovnání reálného paleontologického nálezu s jeho dodatečnou rekonstrukcí). Pro fylogenetické analýzy využíváme několik druhů morfologických znaků jako např. tělní symetrie, segmentace, umístění nervové soustavy, „zárodečné listy“ jako zdroj embryonálního vývoje tkání a orgánů, tělní dutiny a jejich embryonální původ atd. (Zrzavý, 2006).

29

3.4.1.2 Molekulární znaky V posledních desetiletích se fylogenetický zájem přesunul na zkoumání molekulárních znaků, nukleotidových sekvencí genů a mezigenových úseků DNA i sekvencí aminokyselin v bílkovinách. Zdroje informací o fylogenezi mohou být i mitochondrie. Mitochondrie jsou sice organely buněk, ale historicky jde o symbiotické bakterie, které osídlily předky eukaryotických buněk. Mají vlastní genomy, přesněji řečeno jejich zbytky; genomy mitochondrií mnohobuněčných organismů jsou pozoruhodně jednotné a velmi odvozen. Genetický kód se u mitochondrií často liší od standardního genetického kódu. Sekvence mitochondriálních genomů, pořadí jejich genů, odchylky od genetického kódu i ultrastruktura mitochondrií přinášejí řadu významných fylogenetických informací (Zrzavý, 2006). Z hlediska systematiky a fylogenetiky mají molekulární znaky ve srovnání se znaky morfologickými, řadu důležitých výhod: 1) Molekulárních znaků máme k dispozici prakticky libovolné množství. 2) Jednotlivé molekulární znaky jsou vzájemně distinkní. 3) Jsou zpravidla kvalitativní a lze je proto lépe popsat. 4) Umožňují nám porovnávat a třídit i vzájemně si nepříbuzné, a tedy i nepodobné organismy. 5) Jsou často selekčně neutrální, proto počet společně sdílených znaků mezi dvěma druhy odráží příbuznost těchto druhů, nikoli podobnost selekčních tlaků, které na ně v minulosti působily (Flegr, 2005). 3.4.2 Molekulární fylogenetika V současné době jsou ve fylogenetice v širokém měřítku využívány molekulární znaky. Molekulární znaky, tj. většinou pořadí monomerů v řetězcích biopolymerů, případně chemické a fyzikální vlastnosti biopolymerů, zjišťujeme pomocí molekulárně - biologických

metod. Tyto metody byly

původně vyvinuty pro účely molekulární biologie, biochemie, fyziologie příbuzných obecně biologických oborů. Data, která pomocí těchto metod získáme, je však možno využít i v řadě dalších oborů biologie, například pro rozpoznávání

jednotlivých

druhů

organismů,

30

jejich

třídění,

zjišťování

genealogické příbuznosti jedinců v rámci populace či druhu a rekonstrukce fylogeneze druhů či vyšších taxonů metodami klasické či molekulární fylogenetiky. Využitím molekulárních dat pro účely fylogenetiky a systematické biologie vůbec

se v současnosti

zabývá samostatný

obor molekulární

fylogenetika ( Flegr et al., 2004). Než ze sekvencí DNA získáme „znaky“, musíme nejprve rozhodnout, které úseky DNA, pocházející z různých zvířat, k sobě evolučně patří, abychom je mohli srovnávat, a pak musíme totéž učinit i s jednotlivými nukleotidy. Musíme najít homologické znaky na molekulární úrovni a k tomu používáme různé druhy softwarů ( viz. 3.5) (Zrzavý, 2006). 3.4.3 Dendrogram – genealogický strom Dendrogram je graf, který spojuje operační taxonomické jednotky (OTU, Operational Taxonomic Units) prostřednictvím větví s uzly, které reprezentují hypotetické společné předky propojených OTU spojnicemi

propojeny

s předchozí

„generací“

a jsou navzájem dalšími společných

předků,

reprezentovaných uzly hlouběji uvnitř stromu. Předpokládáme, že geny se zmnožují duplikací a „konvenční“ taxony odštěpováním populací; větvení dendrogramu je tedy binární. Sice se někdy můžeme setkat s dendrogramem, v němž se z jednoho bodu odštěpuje několik větví tzv. multifurkace, bývá to však obvykle grafické vyjádření toho, že dostupná data a používané metody nedovolí rozlišit pořadí odvětvování, o němž i nadále předpokládáme, že bylo binární (Cvrčková, 2006).

31

3.5. Používané softwarové balíčky Na vyhodnocování molekulárních dat používaných k fylogenetickým analýzám jsou používány různé typy softwarů (Tab. 8). Tyto softwary dokáží pracovat s různými formami vstupních dat (DNA sekvence, RFLP data, mikrosatelity atd.) a jsou většinou volně stažitelné (freeware) z internetu. Počítají velké množství ukazatelů jako je např. frekvence genotypů, frekvence alel,HW rovnováhu apod.. 3.5. 1 Popgene 32 verze 1.31 Popgene 1.31 (POPGENE) je program podporovaný Microsoft® Windows. POPGENE analyzuje genetické odchylky mezi a uvnitř populací, využívá kodominantní a dominantní markery a kvantitativní znaky. Využívá grafických oken pro tvorbu geneticko - populačních analýz. Pomocí jednoduchého menu a dialogových oken umožňuje provádět komplex analýz a vytvořit statistická vyhodnocení, čímž analyzuje genetickou markerů/vlastností.

Verze

1.30

je

strukturu

navržena

s použitím cílových

výslovně

pro

analýzu

kodominantních a dominantních markerů s použitím diploidních dat (Yeh, et al., 1999). Analýza diploidních dat + krátký popis Frekvence genotypů Odhady

frekvencí

genotypů

pozorovaných

v každém

lokusu

nezpracovaných dat pouze pro ko-dominantní markery. Chybějící hodnoty jsou vyřazeny z podobného odhadu. HW test Počítá očekávané frekvence genotypů u náhodně pářících se jedinců Levenovým algoritmem, chi-kvadrát (χ2), test Hardy-Weinbergrovy rovnováhy. Index ustálení (Fixační index) Odhad FIS jako míra nedostatku nebo nadbytku heterozygotů Frekvence alel Odhady genových frekvencí každého lokusu zkoumaných dat. Počet alel

32

Počítá množství alel s nenulovými frekvencemi. Efektivní počet alel Odhady podobnosti homozygotů. Polymorfní místa Procento všech míst, které jsou polymorfní bez ohledu na alelové frekvence. Shannonův index Odhady Shanonnových informačních indexů jako míry genetické diverzity. Test homogenity Vytváří obousměrné tabulky, chi-kvadrát (χ2), testy pravděpodobnosti pro shody genových frekvencí napříč populacemi. Testy jsou počítány pro skupiny nebo složené populace. F-statistika Odhady F-statistiky (FIT, FST a FIS). Genový tok Odhady genového toku z odhadu GST nebo FST. Odhad je počítán pro skupiny složené populace. Genetické vzdálenosti Odhady Neiovy genetické identity a vzdálenosti a Neiovy objektivní genetické identity a vzdálenosti. Dendrogram Dendrogram je založený na Neiově genetické vzdálenosti a využíván UPGMA. Tento program je přijat mezi programy NEIGHBOR of PHYLIP version 3.5c by Joe Felsenstein. Použití pro skupiny nebo složené populace.

33

3.5. 2 Arlequin verze 3.1 Cílem programu Arlequin 3.1 (ARLEQUIN) je poskytovat populačněgenetické informace o jedincích v populaci. Program Arlequin využívá velký soubor základních metod a statistických testů, umožňuje použít různé typy genetických dat: ● Dna sekvence, ● RFLP data, ● Mikrosatelity, ● Alelové frekvence. Použití: Analýzy pomocí programu ARLEQUIN pracují se dvěma základními kategoriemi dat: intra – populační a inter – populační. V první kategorii je vytažený nezávisle od každé populace, zatímco v druhé kategorii jsou vzorky srovnávány navzájem. Intra – populační metody+ krátký popis Molekulární diverzita Počítá několik ukazatelů diverzita jako diverzita nukleotidů, různé odhady populačních parametrů. Odhad frekvence haplotypů Odhad frekvence haplotypů přítomných v populaci metodou maximální pravděpodobnosti. Odhad gametických fází Odhad většiny gametických fází více lokusových genotypů využitím pseudo – Bayesian přístupu (EBL algoritmus). Nerovnováha vazby Test nenáhodného spojení alel v různých místech. Hardy – Weinbergova rovnováha Test nenáhodného spojení alel uvnitř jedinců.

34

Tajmaův test neutrality Test selektivní neutrality náhodného vzorku DNA sekvencí nebo RFLP haplotypů modelem nekonečných míst. Fuův Fs test neutrality Test selektivní neutrality náhodného vzorku DNA sekvencí nebo RFLP haplotypů modelem nekonečných míst. Ewens – Watersnův test neutrality Test selektivní neutrality založený na Ewensově teorii odběru vzorků nekonečný alelový model. Chakrabortyho slučovací test Test selektivní neutrality a populační homogenity. Tento test může být využit kdy je vyšetřován vzorek heterogenní. Minimum větvící se sítě (MSN) Počítá minimum větvícího se stromu (MST) a sítě mezi haplotypy. Tento strom může být také vypočtený pro všechny haplotypy nalezené

v různých

populacích jestliže byl aktivovaný v AMOVA sekci.

Inter – populační metody + Krátký popis AMOVA Různá hierarchie analýz molekulárních změn, hodnocení množství genetické struktury populace. Genetické vzdálenosti Fst základních genetických vzdáleností pro krátké časové odchylky. Přesný test populační rozdílnosti Test nenáhodného rozšíření haplotypů ve vzorcích populace za hypotézy náhodného křížení. Přidělování genotypů Přidělování individuálních genotypů do zvláštních populací podle odhadu alelové frekvence (Excoffier, et al. 2005).

35

3.5. 3 Genepop 3.4 Genepop 3.4 (GENEPOP) je program pro populačně genetické analýzy. Pracuje s diploidními i haploidními daty. Jeho náplní jsou dva významné úkoly : a) počítá exaktní testy, objektivní odhady HW rovnováhy, populační diference, narušení rovnováhy genotypů, F-statistiky. b) Změnit vstupní GENEPOP soubor do formátu používaný podobnými programy BIOSYS, DIPLOIDL, LINKDOS. Dovoluje komunikaci mezi nimi (Raymond, Rousset, 1995). Počítá : ● Hardy – Weinbergův rovnováhu, ● Vazbové nerovnováhy (Linkage Disequilibrium, ● Populační diferenciace, ● Nm odhady, ● Základní informace alelových frekvencí, ● Fst a další korelace. GENEPOP může muže být využíván buď v DOS–verzi nebo Web-verzi. Web-verze je uživatelsky poměrně jednoduchá: po výběru analýzy jsou data napsány nebo vloženy do textového okna. Poskytované výsledky jsou pak získány buď emailem nebo prohlížením výstupu prostřednictvím webu. 3.5. 4 Další software Počet projektů ve kterých bylo použito softwaru pro výpočet genetické vzdálenosti. Tab. 8 Používané software pro výpočty genetické vzdálenosti Software PHYLIP PAUL DISPAN POPGENE ARLEQUIN GENETIX

Webová adresa http://evolution.genetics.washington.edu http://paup.csit.fsu.edu http://ftp.bio.indiana.edu http://www.ualberta.ca/~fyeh http://lgb.unige.ch/arlequin http://www.univmontp2.fr/~genetix/genetix/genetix.htm

MICROSAT BIOSYS-1, BIOSYS-2 (FAO, 2004)

Počet projektů 26 4 15 8 5 5 7 11

36

3.6 Základní ukazatelé genetické struktury 3.6.1 Hardy-Weinbergova rovnováha Z frekvence alel v určitém lokusu lze snadno vypočíst i frekvenci jednotlivých genotypů v rovnovážném stavu. Ve velké panmiktické populaci, tj. populace, jejíž příslušníci se množí mezi sebou zcela náhodně, se tento rovnovážný stav ustaví během jediné generace (Flegr et al., 2004). Předpoklady pro vytvoření modelu předpovědi genotypových četností lze shrnout do těchto bodů: 1) organismy jsou diploidní, 2) rozmnožování se děje pohlavní cestou, 3) generace se nepřekrývají, 4) oplození je náhodné, 5) migrace je zanedbatelná, 6) početnost populace je velmi velká, 7) mutace lze zanedbat, 8) na alely nepůsobí přírodní výběr. Podle tohoto modelu lze v populaci stanovit genotypové četnosti pro gen se dvěma alelami. Tab. 9 Hardy-Weinbergova rovnováha Křížení

Četnost spojení

Genotypové četnosti v potomstvu AA

Aa

aa

AA x AA

P2

1

0

0

AA x Aa

2PQ

1

1

0

AA x aa

2PR

0

1

0

Aa x Aa

Q2

1

1

1

Aa x aa

2QR

0

1

1

aa x aa

R2

0

0

1

Celkem ( v další generaci)

P'

Q'

Přičemž P' = P2 + 2PQ/2 + Q2/4 = (P + Q/2)2 = p2 Q' = 2PQ/2 + 2PR + Q2/2 + 2QR/2 = 2(P + Q/2)(R + Q/2) = 2pq R' = Q2/4 + 2QR/2 + R2 = (R + Q/2)2 = q2

37

R'

Genotypové četnosti AA, Aa a aa jsou označeny P, Q a R, přičemž: P+Q+R = 1 (Relichová, 1997). Ze zákonitosti kombinatoriky lze odvodit, že v rovnovážném stavu se budou genotypy AA, Aa, aa vyskytovat v poměru p2 : 2pq : q2 (Flegr et al. 2004). 3.6.2 Heterozygotnost (H) Podrozdělená populace má tři zřetelné úrovně: jednotlivé organismy (I), subpopulace (S) a celkovou populaci (T). Dále se používá toto označení: HI = heterozygotnost jedince v populaci Lze ji taká interpretovat jako průměrnou heterozygotnost všech genů jedince nebo jako pravděpodobnost heterozygotnosti jakéhokoliv genu. HS = očekávaná heterozygotnost jedince v ekvivalentní subpopulaci s náhodným oplozením Ht = očekávaná heterozygotnost jedince v ekvivalentní celkové populaci s náhodným oplozením Vyjadřuje jaká by byla heterozygotnost při sloučení všech subpopulací a náhodném oplození. Odhad podílu genů, které jsou u průměrného jedince heterozygotní je běžně

označován

termínem

průměrná

heterozygotnost.

Průměrnou

heterozygotnost získáme sečtením všech heterozygotních jedinců pro každý gen, podělením tohoto součtu celkovým počtem jedinců a zprůměrováním výsledků ve vzorku pro daný lokus (H=NAa/N) (Zima et al., 2004). 3.6.3 F – statistiky (koeficienty inbridingu) FIS – koeficient inbridingu Měří

redukci

heterozygotnosti

oplozením uvnitř té které subpopulace.

38

jedince podmíněnou

nenáhodným

FIS = (Hs - HI) / HS FST – fixační index Měří vlivy rozdělení populace, tj. redukce heterozygotnosti subpopulace podmíněná náhodným genetickým posunem. FST = (HT – HS) / HT (FST = GST) FIT – celkový koeficient inbridingu jedince Zahrnuje

příspěvek

způsobený

nenáhodným

oplozením

uvnitř

subpopulací (FIS) a příspěvek způsobený samotným podrozdělením (FST). Koeficient FIT měří redukci heterozygotnosti jedince relativně k celkové populaci. FIT = (HT – HI) / HT Tyto koeficienty se liší pouze v tom, k jaké populaci se vztahují. FIS se týká inbridingu jedince (I) relativně k subpopulaci (S), které je členem. FST se týká inbridingu subpopulací (S) relativně k celkové populaci (T), jejíž jsou součástí. FIT se týká inbridingu jedince (I) relativně k celkové populaci (T). Je nejobsáhlejší měřítko inbridingu, protože zahrnuje jak vlivy nenáhodného oplození uvnitř subpopulací (FIS), tak vlivy podrozdělení populace (FST) (Relichová, 1997). 3.6.4 Polymorfizmy DNA Pojem polymorfizmus je možno vysvětlit jako současný výskyt více alel jednoho lokusu v populaci s četností vyšší než 1% (Dvořák, Vrtková, 2001). Pseudopolymorfizmus Velká část polymorfizmů na úrovni DNA není polymorfizmem v pravém slova smyslu. Jedná se o tzv. pseudopolymorfizmus, tj. přítomnost zcela neutrálních mutací, které se nijak neprojeví na fenotypu organismu. Většina těchto mutací je fenotypově a selekčně neutrální, vyskytují se například na třetích pozicích nukleotidových tripletů, kde jejich výskyt nevede k záměně

39

aminokyseliny v proteinovém řetězci. Tento typ pseudopolymorfismu je důležitý pro studium evolučních a populačních dějů ( Flegr et al., 2004). Údaje o genetickém polymorfizmu se využívají k odvození původu skupin organismů, jsou ale i užitečné pro studium genetických vztahů mezi subpopulacemi určitého druhu. Dalším uplatňovaným principem je, že stejné alely pocházejí od společného předka (Relichová, 1997). 3.6.5 Genový tok Je

předávání

genů

mezi

populacemi

nejčastěji

prostřednictvím

migrujících jedinců, je velmi důležitým evolučním faktorem. V závislosti na své intenzitě a na struktuře populace příslušného druhu může evoluci buď urychlovat, nebo ji naopak výrazně zpomalovat. Genový tok se uplatňuje jak u pohyblivých organismů, tak u organismů, které se za celý život nehnou z místa, tedy u přisedlých živočichů a rostlin. Z hlediska genového toku je totiž nejdůležitějším parametrem nikoliv vlastní pohyblivost jedinců v populaci příslušného druhu, tj. virgilita, ale migrace. Schopnost migrace určuje, jak jsou mezi sebou vzdálená místa, kde se určitý jedinec narodil a kde se narodí jeho potomci (Flegr et al., 2004). 3.6.6 Efektivní počet alel (Ne) Jedná se o počet alel se stejnou frekvencí, která by byla potřeba ke vzniku stejné homozygotnosti, jako ve skutečné populaci (Nei, 1973). 3.6.7 Shannonův index (H΄) Shannonův index diverzity (H΄) je dalším indexem, který je často užíván pro charakterizování biodiverzity. Je založen na informační teorii a je mírou průměrného stupně „neurčitosti“ v předpovídání, k jakému druhu bude náležet jedinec, namátkou vybraný ze sbírky druhů S a jedinců N. Tato průměrná neurčitost se zvyšuje tak, jak se zvyšuje počet druhů a jak se stává distribuce jedinců mezi druhy rovnoměrnou. Shanonnův index má dvě vlastnosti, které z něj dělají oblíbenou charakteristikou druhové diverzity: 40

a) H' = 0 jestliže je ve vzorku pouze jeden druh, b) H' je maximum, pouze když všechny druhy S jsou reprezentované stejným počtem jedinců. Když jsou všechny druhy ve vzorku rovnoměrné zastoupené, je logické, že index „nestrannosti“ by měl být maximální s odchýlením relativního zastoupení druhů od stejnoměrného by měl klesat směrem k nule (Meerman, 2004).

41

4. MATERIÁL A METODIKA 4.1 Zvířata Vzorky krve byly odebrány od plemen skotu chovaných v ČR. Pro diplomovou práci byla vybrána masná plemena skotu (aberdeen angus, galloway, gasconne, hereford, charolais, limousin, masný simentál). Celkem bylo analyzováno 341 vzorků. Tab. 10 počet vzorků od jednotlivých plemen Plemeno

Počet vzorků

Aberdeen angus

78

Galloway

12

Gasconne

7

Hereford

38

Charolais

56

Limousin

69

Masný simentál

81

Celkem

341

4.2 Metoda detekce genotypů sledovaných genetických markerů Vzorky odebrané krve sloužily k ověřování paternity, která se provádí v souladu ze zákonem č. 130/ 2006 Sb. Ověřování paternity provádí LAMGen (laboratoř aplikované molekulární

genetiky)

na MZLU

v Brně, Ústav

morfologie, fyziologie a genetiky zvířat. Detekce jednotlivých genotypů byla založena na multiplexní PCR reakci a elektroforetické separaci. U sledovaných jedinců byla sledována genetická variabilita 10-ti mikrosatelitních markerů: TGLA227, BM2113, ETH10, SPS115, TGLA126, TGLA122, INRA023, ETH3, ETH225, BM1824.

42

4.2.1 PCR – polymerázová řetězová reakce Amplifikace DNA byla prováděna pomocí kitu firmy Applied Biosystems u skotu - StockMarks® Bovine Paternity PCR Typing Kit: Tab. 11 Základní údaje primery Lokus

Značení

Barva

TGLA227

FAM

modrá

BM2113

FAM

modrá

ETH10

FAM

modrá

SPS115

FAM

modrá

TGLA126

JOE

zelená

TGLA122

JOE

zelená

INRA023

JOE

zelená

ETH3

NED

černá

ETH225

NED

černá

BM1824

NED

černá

Ústav genetiky je od roku 1967 členem ISAG (International Society for Animal Genetics) a má kód CS/B. LAMGEN využívá ISAG panel mikrosatelitů pro skot, s jedním mikrosatelitem (ETH 3) nad rámec panelu (Tab. 12).

43

Tab. 12 Mikrosatelity používané LAMGENem Mikrosatelity

Chromozom

Směr

BM1824

1

BM2113

2

INRA023

3

SPS115

15

TGLA122

21

Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý Zpětný Přímý zpětný

TGLA126

20

TGLA227

18

ETH10

5

ETH225

9

*ETH3

19

Frekvence primeru (5‘ – 3‘) GAG CAT GCT CTT GAG TAA AAA AAC CCC AAT

CAA TCT GCC CCT TAG CTA GTG GAG TCC CAC

GGT CCA TTC GAG AGC CAG ACA TGT TCC ATG

GTT ACT TAC AGA TAC GGT CAA CCT AGG GCA

TTT GCT CAA AGC AAG GTT CAG AGT TAA AAT

CCA TCC ATA AAC ATA AGA CTT TTG ATC AAG

ATC TTG CCC ACC AAC TGA CTC GCT AGC TAC

CTA TTG CGA ACA GTT CCT GAT ACA GAA ACT

ATT TAG AAT GAG AGA GGC TTC T GTC TCT ATT CTC TGA ATA TTC C ATT CCA AAT CTG TTA ATT TGC T GAC AGA AAC TCA ATG AAA GCA CAG GAC TGG CCC TGC TAA CA CCA GCC CAC TTT CTC TTC TC CAC CTT GCC ACT ATT TCC TGA CAG CCA GCT GCT ACT CCT GCC TCT CCT GCA TTG G CTG CCT GTG GCC AAG TAG G

TTC ACT C CAG GTG ATA C

Pozn.: * - mikrosatelit používaný nad rámec panelu ISAG, (Williams, 2002), (Anonym 1, 2005).

Složení amplifikační směsi (11-plex): 10 StockMarks® Pufr

3,0 l

dNTP (1,25 mM každý)

4,0 l

Mix primerů

5,5 l

AmpliTaqGold® polymeráza

0,5 l

Deionizovaná voda

1,0 l

DNA Celkový objem

1,0 l 15 l

Podmínky cyklování (GeneAmpTM PCR System 9700 cycler, Applied Biosystems): Program Skot kit (ramp Max)

44

Počáteční denaturace 95°C 15 min; 31 cyklů: 94°C/ 45 s (100 % ramp), 61°C/ 45 s (50 % ramp), 72°C/ 60 s (80 % ramp); Závěrečná elongace 72°C 60 min; Ukončení 4°C /  4.2.2 Elektroforetická separace Příprava vzorků na elektroforetickou separaci: 0,5 l Produkt amplifikace 0,5 l GS ROX 500, DNA marker (Applied Biosystems) 11,5 l Hi-DiTM formamid, deionizovaný (Applied Biosystems) 12,5 l celkový objem Denaturace 95°C po dobu 5 min, na 5 min vložit vzorky na led, vložit do zásobníku. Kapilární elektroforéza na ABI PRISM 310 Genetickém analyzátoru Kapiláry

47cm / 50 m

Polymer

POP-4

Pufr 310 s EDTA (10x) Analýza získaných dat prostřednictvím softwaru GeneScan 3.7 a Genotyper 3.7. Ukázka grafického výstupu kapilární elektroforézy pro panel 11-ti mikrosatelitů (příloha č. 1).

45

4.3 Bioinformatické vyhodnocení biodiverzity Bioinformatické zpracování molekulárních dat bylo provedeno pomocí programu POPGENE, GENEPOP, ARLEQUIN. Pomocí programu POPGENE byly vypočítány frekvence alel, nevychýlené odhady pro pozorovanou (HetO) a očekávanou (HetE) heterozygotnost, HardyWeinbergova rovnováha pro každý mikrosatelitní marker (χ2 - test dobré shody). Diverzita mezi plemeny byla zjišťována na základě odhadu „neovlivněné“ genetické distance (Nei‘s „unbiased“ distance) podle Nei (1978) a (1972) použitím UPGMA (unweighted pair group method using arithmetic means). Dále byl vypočítán efektivní počet alel (Ne) dle Kimura and Crow (1964), Shannonův informační index dle Lewotin (1972), tyto charakteristiky byly vypočítány jak pro jednotlivá plemena tak pro všechny plemena dohromady. Pomocí programu GENEPOP byly vypočítány hodnoty koeficientu inbridingu (FIS) a to dle Weir and Cockerham (1984) (W&C) a dle Robertson and Hill (1984) (R&H). Dále byla počítána Hardy-Weinbergova rovnováha pro každý mikrosatelitní marker s pravděpodobností ≤0,05 (P-val). Pomocí programu ARLEQUIN byly vypočítány počty alel v jednotlivých lokusech jednotlivých plemen, nevychýlené odhady pro pozorovanou (HetO) a očekávanou (HetE) heterozygotnost (Tab.13, 16, 19, 22, 25, 28, 31).

46

5. VÝSLEDKY A DISKUZE 5. 1 Genetická variabilita plemene aberdeen angus U plemene aberdeen angus byl zjištěn největší počet alel u lokusu BM 2113 a TGLA 122

(8) . Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od

0,56757 (TGLA 122) do 0,81579 (BM 2113), s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,70117. Heterozygotnost se pohybovala od 0,56115 (TGLA 122) do 0,83591 (BM 2113), s průměrnou hodnotou 0,69421 (Tab. 13). Wiener et al. (2004) analyzovali 8 plemen skotu s využitím mikrosatelitních markerů, pro plemeno aberdeen angus uvádí průměrnou

očekávanou i pozorovanou

heterozygotnost 0,61. Tab. 13 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – aber. angus. Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 4 0,75676 0,73581

BM 2113

8

0,81579

0,83591

ETH 3

5

0,75676

0,70983

ETH 10

5

0,70513

0,65591

ETH 225

5

0,64474

0,71989

INRA 023

5

0,65333

0,62243

SPS 115

5

0,75000

0,62511

TGLA 122

8

0,56757

0,56115

TGLA 126

6

0,61842

0,66727

TGLA 227 Průměr

7

0,74324

0,80883

5,800

0,70117

0,69421

Nejnižší hodnota Ne byla v lokusu TGLA 122 (2,3013). Shannonův index se u tohoto plemene pohyboval od 1,1553 (ETH 10) do 1,8939 (BM 2113), v průměru pro všechny lokusy činil 1,3771 (Tab. 14).

47

Tab. 14 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE – aber. angus. Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

148

3,6988

1,3413

BM 2113

152

5,8550

1,8939

ETH 3

148

3,4034

1,3476

ETH 10

156

2,8712

1,1553

ETH 225

152

3,5177

1,3784

INRA023

150

2,5922

1,2373

SPS 115

144

2,6476

1,1761

TGLA 122

148

2,3013

1,2616

TGLA 126

152

2,9819

1,2715

TGLA 227

148

5,0470

1,7081

150

3,4916

1,3771

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

Tab. 15 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – a. angus Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,1648

-0,0304

-0,034

BM 2113

0,0329

+0,0228

+0,082

ETH 3

0,7855

-0,0649

-0,025

ETH 10

0,0394

-0,0756

-0,047

ETH 225

0,1773

+0,1057

+0,025

INRA 023

0,6724

-0,0570

-0,078

SPS 115

0,0423

-0,1985

-0,108

TGLA 122

0,0688

+0,0031

+0,102

TGLA 126

0,1117

+0,0761

+0,021

TGLA 227

0,1310

+0,0799

+0,056

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

48

Z hodnot FIS je zřejmé že množství heterozygotů je v genetické rovnováze, pouze u lokusu SPS 115, charakteristiky W&C i R&H jsou hodnoty vyšší (-0,1985 resp. -0,108), což znamená mírný nadbytek heterozygotů v tomto lokusu (Tab. 15). Lokusy BM 2113, ETH 10 a SPS 115 nejsou v genetické rovnováze. Hodnoty frekvence alel se u tohoto plemene pohybovala od 0,0064 (ETH 10, alela 213) do 0,6351 (TGLA 122, alela 151) (Graf 1, Tab. 35). Graf 1 Frekvence alel – aberdeen angus

208

125

254

183 161 157 155

121

219 206

135 180

0,3

133

0,2

131 127

178

0,1

146

115

144

149

202

143 200

141

SPS115

140

INRA023

ETH3

BM2113

BM1824

215 213

ETH225

125

0,0

087

248

217 117

093

089

151

119

097

091

252

148

TGLA122

182

125 123 121

117

137

0,5 0,4

150

260 256

081 113

077

TGLA227

139

0,7

214 221

188

0,8 0,6

127

ETH10

0,9

141

TGLA126

1,0

5. 2 Genetická variabilita plemene galloway U plemene galloway byl zjištěn největší počet alel u lokusu TGLA 227 (7), nejnižší počet alel u lokusu ETH 10 (2). Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,36364 (ETH 10) do 0,90909 (TGLA 227), s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,70117. Heterozygotnost očekávaná se pohybovala od 0,48485 (ETH 10) do 0,83004 (TGLA 227), s průměrnou hodnotou 0,63548 (Tab. 16).

49

Tab. 16 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - galloway Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 3 0,83333 0,59420

BM 2113

4

0,66667

0,61232

ETH 3

3

0,66667

0,50725

ETH 10

2

0,36364

0,48485

ETH 225

5

0,66667

0,78261

INRA 023

3

0,66667

0,60507

SPS 115

4

0,63636

0,64502

TGLA 122

4

0,66667

0,61232

TGLA 126

3

0,75000

0,68116

TGLA 227 Průměr

7

0,90909

0,83004

3,800

0,68258

0,63548

Největší hodnota Shannonova indexu byla zjištěna u lokusu TGLA 227 s hodnotou 1,7704. Největší hodnota Ne byla zjištěna u lokusu TGLA 227 (5,1489), nejnižší hodnota u lokusu ETH 10 (1,8615), v průměru pro všechny lokusy činila 2,7982 (Tab. 17). Tab. 17 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE - galloway Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

24

2,3226

0,9184

BM 2113

24

2,4202

1,0378

ETH 3

24

1,9459

0,8240

ETH 10

22

1,8615

0,6555

ETH 225

24

4,0000

1,4884

INRA023

24

2,3802

0,9582

SPS 115

22

2,5022

1,1178

TGLA 122

24

2,4202

1,0723

TGLA 126

24

2,8800

1,0776

TGLA 227

22

5,1489

1,7704

23

2,7982

1,0920

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

50

Hodnoty FIS u plemene galloway, charakterizují nadbytek heterozygotů v lokusu BM 1824 a ETH 3. Naopak mírný nedostatek heterozygotů je patrný v lokusu ETH 10 a ETH 225. U tohoto plemene jsme zjistili, že všechny lokusy jsou v genetické rovnováze (Tab. 18). Tab. 18 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – galloway Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,0797

-0,4286

-0,303

BM 2113

0,2686

-0,0932

-0,055

ETH 3

0,5266

-0,3333

-0,216

ETH 10

0,5377

+0,2593

+0,275

ETH 225

0,4590

+0,1538

+0,266

INRA 023

0,0830

-0,1069

-0,156

SPS 115

0,3207

+0,0141

-0,067

TGLA 122

0,7128

-0,0932

-0,104

TGLA 126

0,6506

-0,1061

-0,068

TGLA 227

0,9803

-0,0811

-0,037

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

Graf 2 Frekvence alel – galloway 1,0

139 135

0,9

150 260

121 148

0,8

0,5

208

123 095

188

119

0,7 0,6

097

161

256

219

091 206

133

151

146 180

117

089

0,4 117 144

141

140

248

INRA023

ETH225

ETH10

ETH3

0,0 BM2113

115

51

083 081

TGLA227

125

0,1 BM1824

087

143

217

TGLA126

178

TGLA122

0,2

254 198

SPS115

0,3

Frekvence alel se u plemene galloway pohybovala od 0,0417 (BM 2113, alela 139 a TGLA 122, alela 143) do 0,6667 (ETH 3, alela 117). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 2, Tab. 35).

5. 3 Genetická variabilita plemene gasconne U plemene gasconne byl zjištěn největší počet alel u lokusu BM 2113 (8). Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,33333 (ETH 10) do 1,0000 (BM 1824, ETH 225 a TGLA 227), s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,72381. Heterozygotnost očekávaná se pohybovala od 0,43939 (ETH 10) do 0,86813 (BM 2113), s průměrnou hodnotou 0,68989(Tab. 19), Canón et al. (2001) uvádí heterozygotnost pozorovanou 0,630 a heterozygotnost očekávanou 0,708 Tab. 19 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - gasconne Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 4 1,00000 0,67949

BM 2113

8

0,57143

0,86813

ETH 3

3

0,57143

0,60440

ETH 10

3

0,33333

0,43939

ETH 225

4

1,00000

0,71429

INRA 023

5

0,83333

0,75758

SPS 115

4

0,50000

0,68182

TGLA 122

5

0,571433

0,72527

TGLA 126

3

0,85714

0,58242

TGLA 227 Průměr

6

1,00000

0,84615

4,500

0,72381

0,68989

Největší hodnota Ne byla zjištěna u lokusu BM 2113 (5,1579). Hodnota Shannonova indexu se u tohoto plemen pohybovala od 0,7215 (ETH 10) do 1,8662 (BM 2113) (Tab. 20).

52

Tab. 20 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE - gasconne Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

12

2,7692

1,1437

BM 2113

14

5,1579

1,8662

ETH 3

14

2,2791

0,8982

ETH 10

12

1,6744

0,7215

ETH 225

14

2,9697

1,1973

INRA023

12

3,2727

1,3522

SPS 115

12

2,6667

1,1269

TGLA 122

14

3,0625

1,3317

TGLA 126

14

2,1778

0,8760

TGLA 227

12

4,0000

1,4735

13

3,0030

1,1987

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

Z charakteristiky W&C, odhadu FIS jsme zjistili nadbytek heterozygotů v lokusech BM 1824, ETH 225, TGLA 126, TGLA 227, naopak nedostatek heterozygotů v lokusech BM 2113, ETH 10, SPS 115, TGLA 122. Výsledky W&C a R&H se u tohoto plemen poměrně liší. Plemeno gasconne má všechny lokusy v genetické rovnováze (Tab. 21). Tab. 21 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - gasconne Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,2496

-0,5000

-0,267

BM 2113

0,1222

+0,3600

+0,300

ETH 3

1

+0,0588

+0,032

ETH 10

0,2727

+0,2593

+0,039

ETH 225

0,5738

-0,4483

-0,275

INRA 023

1

-0,1111

-0,065

SPS 115

0,5152

+0,2857

+0,161

TGLA 122

0,0611

+0,2258

+0,045

TGLA 126

0,2541

-0,5319

-0,323

TGLA 227

1

-0,2500

-0,175

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

53

Hodnoty frekvence alel se u tohoto plemene pohybovala od 0,0714 (BM 2113, ETH 3, ETH 225, TGLA 122, TGLA 126) do 0,75 ( ETH 10, alela 217). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 3, Tab. 35). Graf 3 Frekvence alel – gasconne

143 139

150

137 135

0,6 182

125

217

0,4

210

252 151

208

081

140

206

248 149

127

BM2113

079

143

213

SPS115

125

ETH10

178

BM1824

0,1

115

TGLA126

117

TGLA122

180

089

131

0,2 0,0

117

146

ETH3

0,3

148

097 095

153

256

133

123

214

INRA023

0,5

260

188

0,7

161

218

ETH225

0,8

129 219

0,9

TGLA227

1,0

5. 4 Genetická variabilita plemene hereford U plemene hereford byl zjištěn největší počet alel u lokusu TGLA 227 (9). Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,30556 (INRA0,23) do 0,89474 (TGLA 227) s průměrnou hodnotou pro všechny alely 0,64865. Očekávaná heterozygotnost se pohybovala od 0,30822 (INRA 023) do 0,80911 (BM 2113) s průměrnou hodnotou 0,63320 (Tab. 22). Wiener et al. (2004) uvádějí průměrnou očekávanou i pozorovanou heterozygotnost 0,63. U tohoto plemene se naše výsledky shodují.

54

Tab. 22 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - hereford Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 4 0,57143 0,60720

BM 2113

7

0,79412

0,80911

ETH 3

3

0,60000

0,55061

ETH 10

4

0,65714

0,68089

ETH 225

5

0,75676

0,74232

INRA 023

3

0,30556

0,30822

SPS 115

6

0,73529

0,72464

TGLA 122

8

0,54286

0,53678

TGLA 126

5

0,62857

0,57192

TGLA 227 Průměr

9

0,89474

0,80035

5,400

0,64865

0,63320

Nejnižší hodnota Ne byla v lokusu INRA 023 (1,4440). Shannonův index se u tohoto plemene pohyboval od 0,5698 (INRA 023) do 1,7341 (TGLA 227), v průměru pro všechny lokusy činil 1,2257 (Tab. 23).

Tab. 23 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - hereford Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

70

2,5468

1,1010

BM 2113

68

4,8776

1,7152

ETH 3

70

2,1472

0,8688

ETH 10

70

2,9805

1,2102

ETH 225

74

3,7353

1,4510

INRA023

72

1,4440

0,5698

SPS 115

68

3,3362

1,3572

TGLA 122

70

2,1758

1,2013

TGLA 126

70

2,2706

1,0483

TGLA 227

76

4,5696

1,7341

71

3,0084

1,2257

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

55

U tohoto plemene jsme z hodnot FIS zjistili, že všechny lokusy mají optimální počet heterozygotů, tedy takový, jako za genetické rovnováhy. Také všechny lokusy jsou v genetické rovnováze (Tab. 24). Tab. 24 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - hereford Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,2988

+0,0736

+0,092

BM 2113

0,4990

+0,0160

-0,006

ETH 3

0,3086

-0,1087

-0,076

ETH 10

0,0742

+0,0255

+0,098

ETH 225

0,2801

-0,0197

+0,013

INRA 023

0,7330

+0,0204

+0,021

SPS 115

0,9206

-0,0351

-0,065

TGLA 122

0,3059

+0,0100

+0,001

TGLA 126

0,9782

-0,1090

-0,053

TGLA 227

0,0554

-0,1197

-0,047

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

Graf 4 Frekvence alel – hereford 183 169

125 150

0,8

139

260

221

0,7 182

137 135

254

133 178

215

ETH10

ETH3

0,0 BM2113

087

144 208

125

BM1824

089

217 117

140

56

115

248

206

INRA023

131

143

146

ETH225

0,1

117

252 180

0,2

093

256

219

0,4 0,3

097

091 214

148

0,5

123 121

119

SPS115

0,6

161 153 151 147

141

113

083 081 079

TGLA227

141

TGLA126

0,9

188

TGLA122

1,0

Hodnoty frekvence alel se u plemene hereford pohybovaly od 0,0143 (TGLA 122, alely 147, 153, 183 a TGLA 126, alela 113) do 0,8194 (INRA 023, alela 214). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 4, Tab. 35).

5. 5 Genetická variabilita plemene charolais U plemene charolais byl zjištěn největší počet alel u lokusů TGLA 122 a TGLA 227 (11) . Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,28571 (ETH 10) do 0,89286 (TGLA 227) s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,67861. Heterozygotnost očekávaná se pohybovala od 0,24952 (ETH 10) do 0,84717 (INRA 023) s průměrnou hodnotou 0,66738 (Tab. 25). Maudet et al., (2002) uvádějí průměrnou heterozygotnost očekávanou 0,661 a průměrnou heterozygotnost pozorovanou 0,640. Ve výsledcích očekávané heterozygotnosti se s Maudet et al., (2002) shodujeme, ale ve výsledcích heterozygotnosti pozorované se mírně lišíme. Tab. 25 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - charolais Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná (HO) 4 0,75000

Het. očekávaná (HE) 0,75290

BM 2113

7

0,87500

0,83768

ETH 3

6

0,55357

0,58333

ETH 10

3

0,28571

0,24952

ETH 225

4

0,64286

0,60602

INRA 023

9

0,78571

0,84717

SPS 115

6

0,63636

0,64619

TGLA 122

11

0,76786

0,79006

TGLA 126

5

0,59615

0,52146

TGLA 227 Průměr

11

0,89286

0,83945

6,600

0,67861

0,66738

Nejnižší hodnota Ne byla v lokusu ETH 10 (1,3285). Shannonův index se u tohoto plemene pohyboval od 0,4435 (ETH 10), do 1,9775 (INRA 023) v průměru pro všechny lokusy činil 1,3870 (Tab. 26).

57

Tab. 26 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE - charolais Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

112

3,9397

1,3782

BM 2113

112

5,8892

1,8491

ETH 3

112

2,3704

1,1307

ETH 10

112

1,3285

0,4435

ETH 225

112

2,5038

1,0344

INRA023

112

6,2345

1,9775

SPS 115

110

2,8048

1,2798

TGLA 122

112

4,6084

1,8235

TGLA 126

104

2,1233

0,9903

TGLA 227

112

5,8672

1,9628

111

3,7670

1,3870

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

U tohoto plemene jsme z hodnot FIS zjistili, že všechny lokusy mají optimální počet heterozygotů, tzn. jako za genetické rovnováhy, naopak u lokusu TGLA 227 jsme zjistili, že není v genetické rovnováze (Tab. 27). Tab. 27 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - charolais Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,8747

+0,0039

-0,003

BM 2113

0,2255

-0,0450

-0,024

ETH 3

0,6580

+0,0515

-0,001

ETH 10

0,6327

-0,1466

-0,075

ETH 225

0,9327

-0,0614

-0,055

INRA 023

0,1013

+0,0732

+0,069

SPS 115

0,6167

+0,0202

-0,028

TGLA 122

0,3631

+0,0283

+0,004

TGLA 126

0,1295

-0,1173

+0,006

TGLA 227

0,0002

-0,0642

-0,015

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

58

Hodnoty frekvence alel se u tohoto plemene pohybovala od 0,0089 (ETH 3, ETH 10, INRA 023, TGLA 122) do 0,8570 (ETH 10, alela 217). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 5, Tab. 35). Graf 5 Frekvence alel – charolais

0,7

135 182

150

212 208

123 119121

256

254

206 131

148 202

178

125

ETH10

ETH3

BM2113

BM1824

0,0

087 085

248 143

141

198

083 081 079 077

200

144 140

091

089

115

117 127

0,2

151

097 093

121 119 117

149 147

SPS115

180

179 177 159 157 155 123 153

252 250 217

0,4

0,1

216 214

133

0,5 0,3

125

218

INRA023

0,6

137

260

TGLA227

0,8

223 219

TGLA126

188

127

ETH225

0,9

139

TGLA122

1,0

5. 6 Genetická variabilita plemene limousin U plemene limousin byl zjištěn největší počet alel u lokusu TGLA 122 (10). Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,66129 (INRA 023) do 0,83824 (TGLA 227) s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,74572. Heterozygotnost očekávaná se pohybovala od 0,64631 (ETH 3) do 0,82222 (BM 2113) s průměrnou hodnotou 0,73129 (Tab. 28), Maudet et al. (2002) uvádí průměrnou heterozygotnost očekávanou 0,675 a průměrnou heterozygotnost pozorovanou 0,674.

59

Tab. 28 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – limousin Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 4 0,75000 0,66992

BM 2113

9

0,82090

0,82222

ETH 3

6

0,70588

0,64631

ETH 10

7

0,78689

0,76329

ETH 225

5

0,66176

0,71039

INRA 023

8

0,66129

0,71124

SPS 115

5

0,69492

0,67087

TGLA 122

10

0,82090

0,82112

TGLA 126

6

0,71642

0,68579

TGLA 227 Průměr

9

0,83824

0,81172

6,900

0,74572

0,73129

Hodnota Shannonova indexu se u tohoto plemene pohybovala od 1,1939 (ETH 3) do 1,9126 (TGLA 122). Největší hodnota Ne byla zjištěna u lokusu BM 2113 (5,4215), nejnižší hodnota u lokusu ETH 3 (2,8024), v průměru pro všechny lokusy činila 2,7982 (Tab. 29).

Tab. 29 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE - limousin Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

136

3,8543

1,1992

BM 2113

134

3,7777

1,8198

ETH 3

136

2,5886

1,1939

ETH 10

122

2,0673

1,5958

ETH 225

136

3,4357

1,3381

INRA023

124

3,8187

1,4937

SPS 115

118

2,0762

1,2399

TGLA 122

134

3,2197

1,9126

TGLA 126

134

2,5148

1,3912

TGLA 227

136

4,5943

1,8907

131

3,8829

1,5075

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

60

U plemene limousin jsme z hodnot FIS zjistili, že všechny lokusy mají optimální počet heterozygotů, tzn. jako za genetické rovnováhy (Tab. 30). Tab. 30 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – limousin Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,7513

-0,1200

-0,097

BM 2113

0,2252

+0,0010

-0,003

ETH 3

0,7184

-0,0902

-0,052

ETH 10

0,8795

-0,0282

-0,035

ETH 225

0,2317

+0,0710

+0,016

INRA 023

0,7175

+0,0706

+0,026

SPS 115

0,7610

-0,0460

-0,041

TGLA 122

0,8508

-0,0006

-0,012

TGLA 126

0,1503

-0,0409

-0,034

TGLA 227

0,9143

-0,0312

-0,048

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

Graf 6 Frekvence alel – limousin 141 139

131 127

225

0,9

138

125

223

123

119

0,6

221

135

148

180

153

121

151

248 202 200

217

087 085

127 125

143

215 213

083 081

113

SPS115

141

INRA023

ETH3

147

TGLA122

0,1

089

149 140

131

BM2113

091

115 117

BM1824

123

206

219

0,0

097 093

117

133

178

125

252

146 144

0,3 0,2

256 254

ETH225

0,4

182

260

208

137

0,7 0,5

150

179 177173 161

TGLA126

188

ETH10

0,8

218 216 214 212

077

TGLA227

1,0

Frekvence alel se u plemene limousin pohybovala od 0,0074 (ETH 3, alely 123 a 131) do 0,4925 (TGLA 126, alela 115). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 6, Tab. 35).

61

5. 7 Genetická variabilita plemene masný simentál U plemene masný simentál byl zjištěn největší počet alel u lokusů BM 2113 a TGLA 227 (10). Pozorovaná heterozygotnost se pohybovala od 0,50667 (SPS 115) do 0,81579 ( INRA 023) s průměrnou hodnotou pro všechny lokusy 0,64560. Heterozygotnost očekávaná se pohybovala od 0,52106 (SPS 115) do 0,79134 (TGLA 227) s průměrnou hodnotou 0,66934 (Tab. 31). Tab. 31 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – masný simentál Lokus BM 1824

Počet alel Het. pozorovaná Het. očekávaná (HO) (HE) 5 0,66667 0,74702

BM 2113

10

0,65823

0,73420

ETH 3

6

0,67500

0,61561

ETH 10

7

0,59211

0,52937

ETH 225

5

0,70000

0,71266

INRA 023

6

0,81579

0,74504

SPS 115

5

0,50667

0,52106

TGLA 122

8

0,57692

0,69520

TGLA 126

5

0,54667

0,60193

TGLA 227 Průměr

10

0,71795

0,79134

6,700

0,64560

0,66934

Hodnota Shannonova indexu se u plemene masný simentál pohybovala od 1,0195 (SPS 115) do 1,7666 (TGLA 227). Největší hodnota Ne byla zjištěna u lokusu TGLA 227 (4,5943), nejnižší hodnota u lokusu ETH 10 (2,0673) v průměru pro všechny lokusy činila 3,1947 (Tab. 32).

62

Tab. 32 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE – m. simentál Lokus

n

Ne

H'

BM 1824

156

3,8543

1,4201

BM 2113

156

3,7777

1,6492

ETH 3

158

2,5886

1,2282

ETH 10

150

2,0673

1,0949

ETH 225

158

3,4357

1,3713

INRA023

150

3,8187

1,4611

SPS 115

148

2,0762

1,0195

TGLA 122

154

3,2197

1,4248

TGLA 126

148

2,5148

1,0747

TGLA 227

154

4,5943

1,7666

153

3,1947

1,3510

Pozn.: Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964); H' - Shannonův informační index [Lewotin (1972)]; n - absolutní počet alel v populaci daného lokusu

U tohoto plemene jsme z hodnot FIS zjistili, že všechny lokusy mají optimální počet heterozygotů, pouze lokusy BM 1824 a TGLA 122 mají mírný nedostatek heterozygotů. Tyto lokusy a lokusy TGLA 126 a TGLA 227 nejsou v genetické rovnováze (Tab. 33). Tab. 33 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP– masný simentál Lokus

P - val

W&C

R&H

BM 1824

0,0198

+0,1052

+0,190

BM 2113

0,4523

+0,1055

+0,027

ETH 3

0,8634

-0,0929

-0,051

ETH 10

0,9754

-0,1194

-0,045

ETH 225

0,7696

+0,0150

+0,012

INRA 023

0,3256

-0,0972

-0,050

SPS 115

0,0984

+0,0200

+0,133

TGLA 122

0,0283

+0,1711

+0,262

TGLA 126

0,0159

+0,0976

+0,091

TGLA 227

0,0025

+0,0928

+0,069

Pozn.: P–val – pravděpodobnost, W&C - Odhady FIS podle Weir and Cockerham (1984), R&H - Odhady FIS podle Robertson and Hill (1984)

63

Hodnoty frekvence alel se u tohoto plemene pohybovala od 0,0064 (BM 2113, alely 121, 141) do 0,6733 (ETH 10, alela 217). Tyto hodnoty jsou uvedeny v (Graf 7, Tab. 35). Graf 7 Frekvence alel – masný simentál

119

217

095 093

153 117

091 089 087 083

248 115 147

206

213 215 127

ETH10

081

149

143 200 198

079 113

SPS115

109

INRA023

121125

ETH3

127

BM2113

BM1824

0,0

097

208

140 178

119

151

144

117

180

123

210

146 131

256 254 252

148

0,2 0,1

214

219

182

0,4 0,3

125

183 161 155

TGLA227

137 135 133

0,6 0,5

260 150

188

0,7

127

223 221

TGLA126

139

129

TGLA122

141

0,9 0,8

143

190

ETH225

1,0

5. 8 Interpopulační charakteristiky V souboru sedmi masných plemen (celkem 341 jedinců) bylo analyzováno celkem 87 různých alel. Největší počet alel (15) byl na lokusu TGLA 122. Největší hodnota Ne byla u lokusu BM 2113 (6,6295). Shannonův index se u celkového souboru pohyboval od 1,3342 (ETH 10) do 2,0505 (TGLA 227), v průměru pro všechny lokusy činil 1,6009 (Tab. 34).

64

Tab. 34 Souhrn statistik genetické variability pro všechny lokusy a všechny plemena Lokus

Velikost vzorku 658 660 662 644 670 644 622 656 646 660 652

BM 1824 BM 2113 ETH 3 ETH 10 ETH 225 INRA 023 SPS 115 TGLA 122 TGLA 126 TGLA 227

Na

Ne

H'

5 11 9 8 5 10 6 15 7 11 8,7

3,9716 6,6295 3,0705 2,9734 4,2148 4,6747 3,1181 4,1038 3,0877 6,3140 4,2158

1,4049 1,9981 1,3647 1,3342 1,5071 1,7933 1,3809 1,8294 1,3459 2,0505 1,6009

Pozn.: Na - počet alel, Ne - efektivní počet alel [Kimura and Crow (1964)], H'- Shannonův informační index [Lewontin (1972)]

Frekvence alel se pohybovala od 0,0064 u plemen aberdeen angus (ETH 10, alela 213) a masný simentál (BM 2113 alela 121 a 141) do 0,8571 u plemene charolais (ETH 10, alela 217) (Tab. 35). Tab. 35 Frekvence alel pro každý lokus a plemeno masného skotu, velikost vzorku populace je v závorkách, velikost alely je označena v párech bazí Lokus

AA

Gal

Gas

H

Ch

L

MS

BM 1824 178 180 182 188 190

(77) 0,3243 0,1351 0,2905 0,2500 0

(12) 0,4167 0,0833 0,5000 0 0

(7) 0,0833 0,4167 0,0833 0,4167 0

(37) 0,2857 0,0571 0,5429 0,1143 0

(56) 0,1964 0,2679 0,2679 0,2679 0

(69) 0,3529 0,1544 0,0662 0,4265 0

(79) 0,1218 0,2821 0,2564 0,3141 0,0256

BM 2113 121 125 127 131 133 135 137 139 141 143

(77) 0 0,1645 0,0395 0,0395 0,1447 0,2632 0,0789 0,1974 0,0724 0

(12) 0 0,3333 0 0 0,5417 0,0833 0 0,0417 0 0

(7) 0 0,0714 0,0714 0,3571 0,0714 0,1429 0,0714 0,1429 0 0,0714

(36) 0 0,1765 0 0,0294 0,1324 0,2794 0,0441 0,2647 0,0735 0

(56) 0 0,1786 0,0625 0,2500 0,1071 0,1786 0,1518 0,0714 0 0

(69) 0 0,0149 0,0448 0,2463 0,1119 0,2388 0,1716 0,1493 0 0,0149

(80) 0,0064 0,0256 0,1603 0,4423 0,0321 0,0769 0,0577 0,1795 0,0064 0,0128

65

Lokus

AA

Gal

Gas

H

Ch

L

MS

0

0

0

0

0

0,0075

0

ETH 3 109 117 119 121 123 125 127 129 131

(78) 0 0,4054 0,1284 0,1419 0 0,3041 0,0203 0 0

(12) 0 0,6667 0,0833 0,2500 0 0 0 0 0

(7) 0 0,4286 0 0 0 0,5000 0 0,0714 0

(38) 0 0,3429 0,5857 0 0 0,0714 0 0 0

(56) 0 0,5893 0,0625 0,0089 0,0268 0,2589 0,0536 0 0

(69) 0 0,4632 0,3529 0 0,0074 0,1250 0,0411 0 0,0074

(80) 0,0127 0,5759 0,1076 0 0 0,1582 0,1329 0,0127 0

ETH 10 127 213 215 217 219 221 223 225

(78) 0 0,0064 0,0192 0,4551 0,3141 0,2051 0 0

(11) 0 0 0 0,3636 0,6364 0 0 0

(6) 0 0,0833 0 0,7500 0,1667 0 0 0

(36) 0 0 0,0857 0,3143 0,1429 0,0714 0 0

(56) 0 0 0 0,8571 0,1339 0 0,0089 0

(62) 0 0,0082 0,0492 0,1230 0,2459 0,3689 0,1557 0,0492

(75) 0,0067 0,0467 0,0067 0,6733 0,1333 0,0933 0,0400 0

ETH 225 140 144 146 148 150

(78) 0,0395 0,2763 0,0789 0,3947 0,2105

(12) 0,1250 0,2083 0,3750 0,2083 0,0833

(7) 0,3571 0 0,0714 0,1429 0,4286

(37) 0,0946 0,1622 0,0946 0,4054 0,2432

(56) 0,0893 0,0268 0 0,4464 0,4375

(69) 0,3971 0,1176 0,0147 0,1618 0,3088

(80) 0,3987 0,0380 0,1266 01203 0,3165

INRA 023 198 200 202 206 208 210 212 214 216 218

(76) 0 0,0733 0,1533 0,5800 0,1267 0 0 0,0667 0 0

(12) 0,5417 0 0 0,1250 0,3333 0 0 0 0 0

(6) 0 0 0 0,4167 0,0833 0,0833 0 0,3333 0 0,0833

(37) 0 0 0 0,0417 0,1389 0 0 0,8194 0 0

(56) 0,0536 0,1071 0,1786 0,2768 0,0893 0 0,0714 0,0804 0,0089 0,1339

(64) 0 0,1613 0,0242 0,4677 0,1935 0 0,0161 0,1048 0,0161 0,0161

(78) 0,0067 0,0400 0 0,2267 0,2200 0,1267 0 0,3800 0 0

SPS 115 248 250 252 254 256 260

(76) 0,5347 0 0,1250 0,2708 0,0208 0,0486

(11) 0,0455 0 0 0,5455 0,2273 0,1818

(6) 0,5000 0 0,0833 0 0,0833 0,3333

(36) 0,2941 0 0,1471 0,0441 0,0882 0,4265

(56) 0,5273 0,0182 0,0545 0,1364 0,2364 0,0273

(61) 0,4831 0 0,1780 0,0254 0,0424 0,2712

(75) 0,6622 0 0,0203 0,0405 0,1757 0,1014

138

66

Lokus

AA

Gal

Gas

H

Ch

L

MS

TGLA 122 141 143 147 149 151 153 155 157 159 161 169 173 177 179 183

(77) 0,0135 0,1419 0 0,0135 0,6351 0 0,0608 0,0405 0 0,0676 0 0 0 0 0,0270

(12) 0,2083 0,0417 0 0 0,5833 0 0 0 0 0,1667 0 0 0 0 0

(7) 0 0,1429 0 0,0714 0,5000 0,2143 0 0 0 0,0714 0 0 0 0 0

(37) 0,0571 0,6571 0,0143 0 0,1000 0,0143 0 0 0 0,1143 0,0286 0 0 0 0,0143

(56) 0,0446 0,3125 0,0446 0,1250 0,3036 0,0357 0,0268 0,0714 0,0089 0 0 0 0,0089 0,0179 0

(68) 0,0149 0,1343 0,1343 0,0448 0,3284 0,1716 0 0 0 0,0597 0 0,0299 0,0075 0,0746 0

(77) 0 0,1753 0,0065 0,0195 0,4675 0,2403 0,0260 0 0 0,0455 0 0 0 0 0,0195

TGLA 126 113 115 117 119 121 123 125

(77) 0,0855 0,4671 0,3092 0 0,0132 0,1184 0,0066

(12) 0 0,2500 0,4167 0 0 0,3333 0

(7) 0 0,3571 0,5714 0 0 0,0714 0

(38) 0,0143 0,2714 0,6000 0 0,0571 0,0571 0

(56) 0 0,6346 0,0577 0,0096 0,0481 0,2500 0

(68) 0,1194 0,4925 0,0224 0 0,1194 0,2090 0,0373

(79) 0,0203 0,5000 0,3716 0,0135 0 0,0946 0

TGLA 227 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97

(77) 0,0068 0 0,2770 0 0 0,1284 0,2027 0,0473 0,1216 0 0,2162

(12) 0 0 0,0455 0,1364 0 0,1364 0,3182 0,0455 0 0,1818 0,1364

(7) 0 0 0,2500 0 0 0 0,2500 0,3333 0 0,0833 0,0833

(38) 0 0,0132 0,0921 0,0921 0 0,0395 0,2632 0,3421 0,1053 0 0,0526

(56) 0,0893 0,0357 0,1250 0,1429 0,0179 0,0268 0,3036 0,1429 0,0089 0 0,1071

(69) 0,0662 0 0,2794 0,0735 0,0368 0,0515 0,2941 0,0956 0,0588 0 0,0441

(80) 0 0,1169 0,3831 0,0065 0 0,0065 0,1039 0,1234 0,0519 0,0455 0,1623

Pozn.: AA - Aberdeen Argus; Gal – Galloway; Gas – Gasconne; H – Hereford; Ch – Charolais; L – Limousine; MS – Masný simentál

Nejnižší počet alel (2) byl zjištěn u lokusu ETH 10, u plemene galloway. Největší počet alel (15) na lokusu TGLA 227 byl zjištěn u plemene charolais. Plemeno z nejnižším celkovým počtem alel (38) je galloway. Naopak plemeno s největší celkovým počtem alel (71) je plemeno charolais (příloha č. 3, graf 8 – 17). 67

Průměrná pozorovaná heterozygotnost (HO) v celkovém souboru sedmi masných plemen byla nejnižší u plemene masný simentál (0,6453), nejvyšší pak u plemene limousin (0,7457). Největší průměrná očekávaná heterozygotnost byla zjištěna u plemene limousin (0,7315) a nejmenší u plemene hereford (0,6312). Největší hodnota genetické diverzity (HE=0,8681) byla zjištěna u plemene gasconne na lokusu BM 2113. Při hodnocení Hardy-Weinbergerovy rovnováhy (počítáno pomocí programu POPGENE) bylo zjištěno, že plemena gasconne a charolais mají všechny pozorované polymorfismy v HW rovnováze. U plemen galloway, hereford, limousin jsme zjistili, že pouze v jednom polymorfismu nesplňují HW rovnováhu, a to galloway v mikrosatelitu ETH 225, Hereford ETH 10, Limousin BM 2113. U plemene masný simentál jsme zjistili dokonce 4 mikrosatelity, které nejsou v HW rovnováze, z toho tři s vysokou průkazností (tj. P ≤ 0,01) a to BM 1824, SPS 115, TGLA 122 a TGLA 126 s průkazností P ≤ 0,05.

Tab. 36 Pozorované a očekávané heterozygotnosti s Χ2 testem genetické rovnováhy, signifikantní rozdíl (P ≤ 0,05) je vyznačen tučně (POPGENE). Aberdeen Angus

Galloway

Gasconne

Lokus

HetO

HetE

Χ2

HetO

HetE

Χ2

HetO

HetE

Χ2

BM 1824

0,7568

0,7346

9,1487

0,8333

0,5942

6,2606

1,0000

0,6970

5,4400

BM 2113

0,8158

0,8347

42,6638

0,6667

0,6123

11,8214

0,5714

0,8681

41,1000

ETH 3

0,7568

0,7110

5,1260

0,6667

0,5072

2,5666

0,5714

0,6044

1,2952

ETH 10

0,7051

0,6559

13,3772

0,3636

0,4848

0,7692

0,3333

0,4394

5,0000

ETH 225

0,6447

0,7205

12,8943

0,6667

0,7826

25,8051

1,0000

0,7143

4,4833

INRA 023

0,6533

0,6183

8,8357

0,6667

0,6051

6,8717

0,8333

0,7576

5,0000

SPS 115

0,7500

0,6267

17,9742

0,6364

0,6450

7,1284

0,5000

0,6818

3,8083

TGLA 122

0,5676

0,5693

172,3226

0,6667

0,6123

4,4475

0,5714

0,7253

13,4285

TGLA 126

0,6184

0,6690

22,1589

0,7500

0,6812

1,9825

0,8571

0,5824

3,2142

TGLA 227

0,7432

0,8073

30,0295

0,9091

0,8442

11,6666

1,0000

0,8182

6,2222

Průměr

0,7012

0,6947

32,5478

0,6826

0,6369

7,5948

0,7238

0,6888

8,7200

68

Hereford

Charolais

Limousine

Lokus

HetO

HetE

Χ2

HetO

HetE

Χ2

HetO

HetE

Χ2

BM 1824

0,5714

0,6161

4,8854

0,7500

0,7529

2,5873

0,7500

0,6703

3,8775

BM 2113

0,7991

0,8068

20,5186

0,8750

0,8377

22,9073

0,8209

0,8217

51,2641

ETH 3

0,6000

0,5420

3,7804

0,5536

0,5833

9,6154

0,7059

0,6479

7,5545

ETH 10

0,6571

0,6741

14,6844

0,2857

0,2495

1,4473

0,7869

0,7655

13,2557

ETH 225

0,7568

0,7423

11,6371

0,6429

0,6060

1,8438

0,6618

0,7120

15,4137

INRA 023

0,3056

0,3118

0,7914

0,7857

0,8472

37,7809

0,6613

0,7111

14,0936

SPS 115

0,7353

0,7107

5,2116

0,6364

0,6494

11,4768

0,6949

0,6646

5,9475

TGLA 122

0,5429

0,5482

27,7321

0,7679

0,7901

53,9526

0,8209

0,8204

33,9643

TGLA 126

0,6286

0,5677

1,7751

0,5962

0,5342

13,0900

0,7164

0,6885

18,1362

TGLA 227

0,8947

0,7916

29,9611

0,8929

0,8370

60,9382

0,8382

0,8131

27,2411

Průměr

0,6486

0,6312

9,9223

0,6786

0,6687

17,2272

0,7457

0,7315

17,2178

Masný simentál Lokus

HetO

HetE

Χ2

BM 1824

0,6667

0,7553

36,1227

BM 2113

0,6667

0,7400

31,1710

ETH 3

0,6709

0,6176

8,4027

ETH 10

0,5867

0,5197

6,9035

ETH 225

0,7089

0,7135

6,1543

INRA 023

0,8133

0,7431

14,6121

SPS 115

0,5135

0,5219

52,4165

TGLA 122

0,5714

0,6939

116,3164

TGLA 126

0,5405

0,6065

20,6413

TGLA 227

0,7143

0,7875

40,0418

Průměr

0,6453

0,6689

34,9161

Pozn.: HetO–pozorovaná heterozygotnost; HetE–očekávaná heterozygotnost; Χ2 – Chí kvadrát test

Z hodnot Neiovy míry genetické a standardní genetické vzdálenosti (Tab. 37) je patrné, že nejblíže jsou si plemena masný simentál a gasconne (0,9099), naopak nejdále jsou od sebe vzdálená plemena hereford a galloway. Wiener et al., (2004) uvádějí vzdálenost plemene aberdeen angus a hereford 0,5552, výpočet vzdálenosti těchto plemen v naší práci odpovídá hodnotě 0,6356. Výsledky Wiener et al., (2004) a naše výsledky se tomto případě mírně liší. 69

Tab. 37 Neiova (1972) míra genetické identity a standardní genetické vzdálenosti (distanci) A. Angus Galloway Gasconne Hereford Charolais Limousin Mas. Sim.

A. Angus

Galloway

Gasconne

Hereford

Charolais

Limousin

Mas. sim.

*** 0,3583 0,2459 0,4532 0,1882 0,2159 0,2276

0,6989 *** 0,6504 0,6538 0,5099 0,6387 0,5808

0,7820 0,5219 *** 0,4713 0,2019 0,2976 0,0944

0,6356 0,5201 0,6242 *** 0,5125 0,4619 0,4311

0,8285 0,6006 0,8172 0,5990 *** 0,2892 0,1680

0,8058 0,5280 0,7426 0,6301 0,7489 *** 0,2354

0,7964 0,5595 0,9099 0,6498 0,8454 0,7903 ***

Pozn.: Neiova genetická identita (nad diagonálou) a genetická vzdálenost (pod diagonálou).

Z hodnot Fis jsme zjistili, že všechny lokusy mají optimální počet heterozygotů, pouze lokus BM 1824 má mírný nadbytek heterozygotů. Tab. 38 Souhrn F-statistik pro všechny lokusy a všechny plemena (POPGENE) Lokus BM 1824 BM 2113 ETH 3 ETH 10 ETH 225 INRA 023 SPS 115 TGLA 122 TGLA 126 TGLA 227

Velikost vzorku 658 660 662 644 670 644 622 656 646 660 652

Fis -0,1343 0,0348 -0,0976 -0,0038 -0,0418 -0,0536 -0,0188 0,0310 -0,1122 -0,0782 -0,0467

Fit -0,0178 0,1254 0,0389 0,1864 0,0597 0,1554 0,1198 0,1448 0,0088 -0,0149 0,0800

Fst 0,1027 0,0940 0,1244 0,1895 0,0975 0,1984 0,1360 0,1175 0,1087 0,0587 0,1211

Nm * 2,1840 2,4108 1,7594 1,0695 2,3146 1,0103 1,5876 1,8784 2,0492 4,0098 1,8143

Pozn.: Nm = genový tok odhadovaný z Fst = 0.25(1 - Fst)/Fst.

Výsledný dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1972) ukazuje, že nejblíže jsou si plemena aberdeen angus s limousinem a plemeno gasconne s masným simentálem, poněkud vzdálenější je plemeno hereford a úplně nejvzdálenější je galloway. Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1978) sice ukazuje blízkost plemen gasconne a masný simentál, ale vzdálenost mezi aberdeen angusem a limousinem je zde větší. I v tomto dendrogramu je vzdálenější plemeno hereford a úplně nejvzdálenější galloway.

70

Obr. č. 8

Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1972): Metoda =

UPGMA – modifikovaná z procedury NEIGHBOR programu PHILIP verze 3.5

Obr. č. 9

Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1978): Metoda =

UPGMA – modifikovaná z procedury NEIGHBOR programu PHILIP verze 3.5

Při hodnocení HW rovnováhy (počítané pomocí programu GENEPOP) jsme zjistili, že plemena aberdeen angus, charolais a masný simentál nejsou v genetické rovnováze. Plemeno aberdeen angus má z deseti sledovaných lokusů tři lokusy, které nejsou v genetické rovnováze (Tab. 15). Masný simentál dokonce 4 lokusy mimo genetickou rovnováhu (Tab. 33) a plemeno charolais pouze jeden lokus, který není v genetické rovnováze (Tab. 27).

71

Tab. 39 HW – rovnováha, stanovená pomocí programu GENEPOP Plemeno aberdeen angus

(pravděpodobnost ≤0,05) 0.0030

galloway

0.4210

gasconne

0,4364

hereford

0,2942

charolais

0,0262

limousin

0,8817

masný simentál

0,0013

HW – rovnováha

Pozn.: Výpočet HW rovnováhy podle Fischerova modelu.

- populace není v HW rovnováze - populace je v HW rovnováze Při hodnocení Hardy-Weinbergerovy rovnováhy (počítáno pomocí programu POPGENE) bylo zjištěno, že plemena gasconne a charolais mají všechny pozorované polymorfismy v HW rovnováze. U plemen galloway, hereford, limousin jsme zjistili, že pouze v jednom polymorfismu nesplňují HW rovnováhu, a to galloway v mikrosatelitu ETH 225, hereford ETH 10, limousin BM 2113. U plemene masný simentál jsme zjistili dokonce 4 mikrosatelity, které nejsou v HW rovnováze, z toho tři s vysokou průkazností (tj. P ≤ 0,01) a to BM 1824, SPS 115, TGLA 122 a TGLA 126 s průkazností P ≤ 0,05 (Tab. 36).

72

Tab. 39 Srovnání HW – rovnováhy, stanovené pomocí programů GENEPOP a POPGENE Plemeno aberdeen angus

Popgene

Genepop

galloway gasconne hereford charolais limousin masný simentál - populace není v HW rovnováze - populace je v HW rovnováze Srovnání HW rovnováhy, vypočítané pomocí programu GENEPOP a POPGENE vidíme, že pouze u plemen aberdeen angus a masný simentál se shodují v nesplnění genetické rovnováhy. Naopak u jediného plemene gasconne se shodují ve splnění genetické rovnováhy.

73

6. ZÁVĚR Na základě molekulárních dat jsme hodnotili genetickou diverzitu 10-ti mikrosatelitních markerů: TGLA227, BM2113, ETH10, SPS115, TGLA126, TGLA122, INRA023, ETH3, ETH225, BM1824. Pro toto hodnocení byl získán soubor sedmi masných plemen skotu chovaných v České republice - aberdeen angus, galloway, gasconne, hereford, charolais, limousin, masný simentál. Celkem bylo analyzováno 341 jedinců. Z toho aberdeen angus 78 jedinců, galloway 12 jedinců, gasconne 7 jedinců, hereford 38 jedinců, charolais 56 jedinců, limousin 69 jedinců, masný simentál 81 jedinců. Detekce jednotlivých genotypů byla založena na multiplexní PCR reakci a elektroforetické separaci. Pro bioinformatické vyhodnocení jednotlivých mikrosatelitních markerů byly použity programy POPGENE 32, GENEPOP 3.4 a ARLEQUIN. V celkovém souboru sedmi plemen (celkem 341 jedinců) bylo zjištěno celkem 87 různých alel. Na lokusech BM 1824 a ETH 225 bylo zjištěno celkem 5 alel, na lokusu SPS 115 alel 6, na lokusu TGLA 126 7 alel, na lokusu ETH 10 bylo pozorováno 8 alel, na lokusu ETH 3 alel 9, na lokusu INRA 023 10 alel, na lokusu BM 2113 celkem 11 alel, na lokusu TGLA 227 rovněž 11 alel. Nejvíce alel (15) bylo zjištěno na lokusu TGLA 122. Průměrná pozorovaná heterozygotnost (HO) v celkovém souboru sedmi masných plemen byla nejnižší u plemene masný simentál (0,6453), nejvyšší pak u plemene limousin (0,7457). Největší průměrná očekávaná heterozygotnost (HE) byla zjištěna opět u plemene limousin (0,7315) a nejmenší u plemene hereford (0,6312). Nejvyšší průměrná hodnota efektivního počtu alel (3,8829) byla zjištěna u plemene limousin. Nejvyšší hodnota efektivního počtu alel (6,235) byla nalezena na lokusu INRA 023 u plemene charolais. U tohoto plemene na stejné alele byla nalezena i největší hodnota Shannonova indexu (1,9775). Průměrná hodnota tohoto indexu (1,5075) byla největší u plemene limousin. Největší hodnoty genetické diverzity byly zjištěny u plemene gasconne pro lokus BM 2113.

74

Při hodnocení Hardy-Weinbergerovy rovnováhy počítané pomocí programu POPGENE bylo zjištěno, že pouze plemena gasconne a charolais jsou v HW rovnováze. Z výsledků programu

GENEPOP

jsme zjistili, že v genetické

rovnováze jsou plemena galloway, gasconne, hereford a limousin. Srovnání HW rovnováhy, vypočítané pomocí programu GENEPOP a POPGENE jsme dospěli k výsledku, že pouze u plemen aberdeen angus a masný simentál se shodují v nesplnění genetické rovnováhy. Naopak u jediného plemene gasconne se shodují ve splnění genetické rovnováhy Frekvence alel se pohybovala od hodnoty 0,0064 u plemen aberdeen angus (ETH 10, alela 213) a masný simentál (BM 2113, alela 121 a 141) do 0,8571 u plemen charolais (ETH 10, alela 217). Z hodnot Neiovy míry genetické a standardní genetické vzdálenosti jsme zjistili, že nejblíže jsou si plemena masný simentál a gasconne (0,9099), naopak nejdále jsou od sebe vzdálená plemena hereford a galloway. Výsledný dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1972) ukazuje, že nejblíže jsou si plemena aberdeen angus s limousinem a plemeno gasconne s masným simentálem, poněkud vzdálenější je plemeno hereford a úplně nejvzdálenější je galloway. Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1978) sice ukazuje blízkost plemen gasconne a masný simentál, ale vzdálenost mezi aberdeen angusem a limousinem je zde větší. I v tomto dendrogramu je vzdálenější plemeno hereford a úplně nejvzdálenější galloway. Výsledky této diplomové práci mají přispět k poznání genetické struktury několika masných plemen skotu chovaných v České republice. Měly by sloužit ke genetickému zlepšení a pomáhat při sestavování šlechtitelských programů.

75

7. SEZNAM LITERATURY ANONYM 1. Recommended ISAG panels of markers for parentage verification: International Panel of Microsatellites for Cattle Parentage Testing (ISAG Panel), ISAG, [on line] 2005, [cit. 2007-3-26]: ANONYM 8. Základní charakteristika plemene – Gasconne, ČSCHMS, [on line] 2007, [cit. 2007-8-2]: ANONYM 9, Genepop, [on line] 2007, [cit. 2007-1-5]: BAXEVANIS, A. B., OUELLETTE, B. F. F., Bioinformatics a practical guide to the analysis of genes and proteins, third edition, Wiley – Interscience, 2005, s. 27, ISBN 0 – 471 – 47878 – 4. BIRKEL, P., Galloway, Cattle Network-EAAP, [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: CAÑÓN, J. et al., Genetic diverzity measures of local European beef cattle breeds for conservation purposes, Genet. Sel. Evol. 33 (2001) 311-332. CVRČKOVÁ, F., Úvod do praktické bioinformatiky, 1. vyd. Praha: Academia, 2006, ISBN 80-200-1360-1. DVOŘÁK, J., VRTKOVÁ, I., Malá genetika prasat II, MZLU v Brně, s. 21, ISBN 80 – 7157 – 521 – 6. EXCOFFIER L.,LAVAL G. and SCHNEIDER S. (2005) Arlequin ver. 3.0: An Integrated software

package for population

genetics data analysis.

Evolutionary bioinformatics Online 1: 47 – 50. FAO (2004). Measurement of Domestic Animal Diversity (MoDAD), Food and Agriculture Organization of the United Nations: Rome. FLEGR, M. Fylogenetika. In Evoluční Biologie. 1. vyd. Praha: Academia, 2005. Kapitola XXIII, s. 427-438. ISBN 80-200-1270-2. FLEGR, M. Molekulární Fylogenetika. In Evoluční Biologie. 1. vyd. Praha: Academia, 2005. Kapitola XXIV, s. 439-464. ISBN 80-200-1270-2. 76

GROSS, T., JENKINS, M. et al.. Biologická rozmanitost na Zemi: stav a perspektivy. Překlad z Global biodiversity Outlook. Přeložil Roth, P., Plesník, J., Sekretariát Úmluvy o biologické rozmanitosti, 2001, s. 51-58, ISBN 80-7183331-2. KIMURA, M., CROW, J., F., The number of allels that can be maintained in a finite population, Genetics 49:725-738. LESK, A. M., Introduction to Bioinformatics, sekond edition, Oxford University Press, 2006, s. 101 – 104, ISBN 0 – 19 – 927787 – 7. MAUDET, C. et al., Genetic diversity and assignment tests among seven French cattle breeds based on microsatellite DNA analysis, J. Animal Science. 2002. 80: 942-950. MEERMAN, J., Rapid Ecological Assessment, Columbia River Forest Reserve, Past Hurricane, Iris [on line] 2004, [cit. 2007-10-5]:


diversity.info/Downloads/CRFR_REA_report.pdf> NEI, M., Analysis of Gene Diversity in Subdivided Populations, Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 1973, vol. 70, 3321-3323. NEI, M., Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small numer of individuals, 1978, Genetics 89: 583-590. NEI, M., Genetic distance between populations, 1972, Am. Nat. 106:583-590. POZDÍŠEK, J. et al., Využití trvalých travních porostů chovem skotu bez tržní produkce mléka, UZPI, Praha, 2004, s. 23. ISBN 80–7271–153–9. RAYMOND, M., ROUSSET, F., Genpop (Version 1.2): Population Genetics Software for Exact Tests and Ecumenicism, The Journal of Heredity, 1995:86 (3), s. 248 – 249. RELICHOVÁ, J., Populační genetika, Masarykova Universita, Přírodovědecká fakulta, Brno, 1997. ROBERTSON, A., HILL, W.G., Deviations from Hardy-Weinberg proportions: sampling variances and use in estimation of inbreeding coefficients, 1984, Genetics 107: 703-718.

77

ŘÍHA, J., JAKUBEC, V., POLÁK, P., et al.. Využití diferencí mezi masnými plemeny k efektivní produkci. Rapotín, 2002. s.10-11. ISBN 80-903143-0-9. SAMBRAUS. H., H., Atlas plemen hospodářských zvířat. Přeložil Suchánek, B. et al., 1. vyd., Praha: Brázda 2006, ISBN 80-209-0344-5. TESLÍK, V. et al., Masný skot, Agrospoj, Praha, 2000, s. 27. VAČKÁŘ, D., Ukazatelé změn biodiverzity, Academia, 2006, ISBN 80-2001386-5. WEIR B.S., COCKERHAM C.C., Estimating F-statistics for the analysis of population structure, 1984, Evolution 38: 1358-1370. WESTON, P., H., CRIPS, M., D., Introduction to Phylogenetic Systematics, Society of Australian Systematic Biologists, [on line] 1998, [cit.2007-28-3]: WIENER, P. et al., Breed relationships and definition in British cattle: a genetic analysis, Heredity (2004) 93, 597-602. WILLIAMS, J. Genetic diversity in Cattle: Selected DNA Markers, Roslin Institut, [on line] 2002, [cit.2007-26-3]: WINTER P. C., HICKEY G. I., FLETCHER H. L. Instant notes in Genetics. Reprinted 2000, BIOS Scientific Publichers Limited. YEH. F. C., YANG. R. C., BOYLE. T. Quick user guide, popgene version 1.31. Centre for International Forestry Research, August 1999. ZIMA, J. Genetické metody v zoologii. Univerzita Karlova, Nakladatelství Karolinum, Praha, 2004, s.154. ISBN 80-246-0795-6. ZRZAVÝ,J., Fylogeneze živočišné říše, Scientia, 2006, s. 11-13, ISBN 80-8696008-0.

78

8. SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1 Býk plemene charolais (ANONYM 6. Breeds of Livestock – Charolais cattle, [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: ) Obr. 2 Býk plemene aberdeen angus (ANONYM 7. The Scotch Beef Shop, [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: ) Obr. 3 Býk plemene hereford (ANONYM 2. Livestock Picture – Hereford Bull. [on line] 2007, [cit. 2007-4-5]: < http://www.artbyforster.com/hereford02.html>) Obr. 4 Býk plemene masný simentál (ANONYM 3. MS – informace o skotuČMSCH. [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: ) Obr. 5 Býk plemene limousin (ANONYM 4. Breeds of Livestock – Limousin cattle. [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: ) Obr. 6 Býk plemene galloway (ANONYM 10., [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: <www.cattlenetwork.net/Breeds/galloway.htm.>) Obr. 7 Býk plemene gasconne (ANONYM 11. World class genetics, beef semen Online, [on line] 2007, [cit. 2007-8-5]: <www.beefsemenonline.co.uk/gasconne/emir.jpg>) Obr. č. 8

Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1972): Metoda =

UPGMA – modifikovaná z procedury NEIGHBOR programu PHILIP verze 3.5 Obr. č. 9

Dendrogram založený na genetické distanci (Nei, 1978): Metoda =

UPGMA – modifikovaná z procedury NEIGHBOR programu PHILIP verze 3.5

79

9. SEZNAM TABULEK A GRAFŮ Tab.1 Rozdělení organismů zemědělské biodiverzity Tab. 2 Kohoutková výška a hmotnost plemene charolais Tab. 3 Kohoutková výška a hmotnost plemene aberdeen angus Tab. 4 Kohoutková výška a hmotnost plemene hereford Tab. 5 Kohoutková výška a hmotnost plemene masný simentál Tab. 6 Kohoutková výška a hmotnost plemene limousin Tab. 7 Kohoutková výška a hmotnost plemene galloway Tab. 8 Používané software pro výpočty genetické vzdálenosti Tab. 9 Hardy-Weinbergova rovnováha Tab. 10 Počet vzorků od jednotlivých plemen Tab. 11 Základní údaje primery Tab. 12 Mikrosatelity používané LAMGENem Tab. 13 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – aber. angus. Tab. 14 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 – a. angus. Tab. 15 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – a. angus Tab. 16 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - galloway Tab. 17 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - galloway Tab. 18 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – galloway Tab. 19 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - gasconne Tab. 20 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - gasconne Tab. 21 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - gasconne Tab. 22 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - hereford Tab. 23 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - hereford Tab. 24 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - hereford Tab. 25 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN - charolais Tab. 26 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - charolais Tab. 27 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP - charolais Tab. 28 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – limousin Tab. 29 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 - limousin

80

Tab. 30 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP – limousin Tab. 31 Charakteristiky stanovené pomocí programu ARLEQUIN – masný simentál Tab. 32 Charakteristiky stanovené pomocí programu POPGENE 32 – m. simentál Tab. 33 Charakteristiky FIS stanovené pomocí programu GENEPOP–m. simentál Tab. 34 Souhrn statistik genetické variability pro všechny lokusy a všechny plemena Tab. 35 Frekvence alel pro každý lokus a plemeno masného skotu, velikost vzorku populace je v závorkách, velikost alely je označena v párech bazí Tab. 36 Pozorované a očekávané heterozygotnosti s Χ2 testem genetické rovnováhy, signifikantní rozdíl (P ≤ 0,05) je vyznačen tučně Tab. 37 Neiova (1972) míra genetické identity a standardní genetické vzdálenosti (distanci) Tab. 38 Souhrn F-statistik pro všechny lokusy a všechny plemena (POPGENE) Tab. 39 HW – rovnováha, stanovená pomocí programu GENEPOP Graf 1 Frekvence alel – aberdeen angus Graf 2 Frekvence alel – galloway Graf 3 Frekvence alel – gasconne Graf 4 Frekvence alel – hereford Graf 5 Frekvence alel – charolais Graf 6 Frekvence alel – limousin Graf 7 Frekvence alel – masný simentál Graf 8 Frekvence alel v lokusu BM 1824 pro jednotlivá plemena Graf 9 Frekvence alel v lokusu BM 2113 pro jednotlivá plemena Graf 10 Frekvence alel v lokusu ETH 3 pro jednotlivá plemena Graf 11 Frekvence alel v lokusu ETH 10 pro jednotlivá plemena Graf 12 Frekvence alel v lokusu ETH 225 pro jednotlivá plemena Graf 13 Frekvence alel v lokusu INRA 023pro jednotlivá plemena Graf 14 Frekvence alel v lokusu SPS 115 pro jednotlivá plemena Graf 15 Frekvence alel v lokusu TGLA 122 pro jednotlivá plemena Graf 16 Frekvence alel v lokusu TGLA 126 pro jednotlivá plemena Graf 17 Frekvence alel v lokusu TGLA 227 pro jednotlivá plemena 81

i

PŘÍLOHA Příloha č. 1 Analýza získaných dat prostřednictvím softwaru GeneScan 3.7 a Genotyper 3.7. – grafický výstup.

Příloha č. 2 Plemena hospodářských zvířat

ii Barevně je znázorněn počet užitkových plemen savců ve všech zemích světa. Záznamy o plemenech nejsou z celosvětového hlediska úplné. Koláčové grafy znázorňují podíl veškerých plemen savců, patřících ke každému regionu FAO

(zelené

linie), hodnocených

v kategorii

ohrožených

vyhubených (černá) plemen (Gross et al., 2001).

Příloha č. 3 Graf 8 Frekvence alel v lokusu BM 1824 pro jednotlivá plemena BM 1824 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

190 188 182 180

Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

178

Graf 9 Frekvence alel v lokusu BM 2113 pro jednotlivá plemena BM 2113 138

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

143 141 139 137 135 Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

133 131 127 125 121

(šedá)

nebo

iii Graf 10 Frekvence alel v lokusu ETH 3 pro jednotlivá plemena ETH 3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

131 129 127 125 123 Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

121 119 117 109

Graf 11 Frekvence alel v lokusu ETH 10 pro jednotlivá plemena ETH 10 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

225 223 221 219

Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

217 215 213 127

Graf 12 Frekvence alel v lokusu ETH 225 pro jednotlivá plemena ETH 225 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

150 148 146 144

Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

140

iv Graf 13 Frekvence alel v lokusu INRA 023pro jednotlivá plemena INRA 023 218

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

216 214 212 210

Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

208 206 202 200 198

Graf 14 Frekvence alel v lokusu SPS 115 pro jednotlivá plemena SPS 115 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

260 256 254

Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

252 250 248

Graf 15 Frekvence alel v lokusu TGLA 122 pro jednotlivá plemena 183

TGLA 122

179 177

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

173 169 161 159 157 Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

155 153 151 149 147

v Graf 16 Frekvence alel v lokusu TGLA 126 pro jednotlivá plemena TGLA 126 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

125 123 121 119 Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

117 115 113

Graf 17 Frekvence alel v lokusu TGLA 227 pro jednotlivá plemena TGLA 227 97

1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0

95 93 91 89 87 Masný Simentál

Limousine

Charolais

Hereford

Gasconne

Galloway

Aberdeen Angus

85 83 81 79 77