PRINSIP DAN APLIKASI OUTBREEDING Resume : • Efek Genetik Out breeding dan heterosis • Jenis dan Manfaat Outbreeding Jenis OB: 1. Out Breed: 1 bangsa , beda lokasi asal 2. Outcross/ cross breed: persilangan antar bangsa
Manfaat OB: 1. adanya gen-gen komplementer antar populasi/breed
Contoh Breed Jantan : Sifat A Breed Betina: Sifat B ----------- Breed BARU 2. Efek heterosis 3. Instrumen (tools) peningkatan kualitas genetik
Outbreeding Systems • •
• 1. 2.
Outbreeding (or outcrossing) Is the mating of individuals whose relationship is less than the average relationship in the herd or population. The effects of outbreeding are the opposite of those for inbreeding: - Increase of genetic variance - Possibility to obtain hybrid vigor (heterosis) As a mating strategey, outbreeding more commonly refers to crossbreeding or linecrossing: Crossbreeding: mating of sires of one breed or a combination of breeds with dams from another breed or combination of breeds Linecrossing: mating of sires of one line or a combination of lines with dams from another line or combination of lines 2
Crossbreeding • In crossbreeding we look for “breed complementarity” each breed is good for traits or characteristics different from the other breed • Maternal breed: excellent in maternal traits (fertility, mothering ability, milk production, etc) • Paternal breed: excellent in paternal traits (growth rate, meat quality and carcass yield) • Breed complementarity is achieved in “terminal sire crossbreeding” systems in which maternal breed females are mated to paternal-breed males to produce progeny desired from market standpoint.
3
• The main objective of crossbreeding is to obtain hybrid vigor or heterosis. • Hybrid vigor (HV): an increase in the performance of crossbred progeny over purebred progeny in traits affected by non-additive factors (dominance, overdominance and epistasis). It is an increase in gene combination value (GCV) that results from the increase in heterozygous genotypes due to crossbreeding. • Traits which generally show hybrid vigor in crossbreeding are the same traits which show inbreeding depression like fertility and survival traits. 4
MODAL YANG DIPERLUKAN “BREED MURNI” No
Kelebihan
Kekurangan
1.
Adaptasi kondisi lokal bagus (klimat, sosek)
Rigiditas thd kondisi perubahan permintaan pasar (ekonomi(
2.
Homosigositas populasi dan kesederhanaan manajemen (tingkah laku, morfologi, produksi) memeudahkan manajemen
Efektifitas seleksi rendah (untuk sifat dg h2 rendah)
3.
Organisasi peternakan lebih mudah( identifikasi breed, kelompok peternak)
Kesulitan dalam seleksi simultan untk. Bbrp sifat selakigus (untuk sifat genetik berlawanan (mis repro vs. prod.)
4.
Program genetik “irreversible”
Resiko menurunkan variabilitas genetik ( krn seleksi atau pd populasi kecil)
RANGKUMAN : STRATEGI OUT BREEDING Breed eksotik unggul
Interkasi G+ E
Breed silang („F1( ?
Bagus ?
< 100 %
Proporsi darah
(gradding up)
H efek (HE) ? Tidak ada HE Pool gens
Breed sintetis/industri
100 % eksotik
Ada HE
Prod. F1
Ada HE
Seleksi pd F1
MACAM-MACAM OUT BREEDING I.
Tujuan Genetik:
b. Perbaikan Genetik
a.
Menghasilkan Breed Baru
Introduksi gen unggul pejantan pada betina
Breed A X Breed B
Pejantan A X Induk Fn
F1
X
F1
c. Gradding Up: A
F2
X F2
X AB
B X
B
ABB
Fn Fn : Disebut breed baru: •
Ciri spesifik baru
•
Tingkat homoginitas tertentu
X B
“ + Breed B” Waktu: perlu 4 – 5 Generasi: + 93.7596.85 %. Sapi : 25 – 30 thn; Kb/Db; 20 thn Babi: 10 th.
II. Tujuan Komersial a. Persilangan Industri / terminal A
X
b. Persilangan dua tingkat A X
B
AB
B
X A/B/C/D F2 ( dipotong)
F1
------- potong
Gabungan: A sifar repro/prod B sifat daging/susu/pert. Kelebihan:
•
Komplementer dr 2 breed
•
Fenomena H efek: repro+ pertbh.
Kekurangan: •
Sulit pemilihan breed tetua:adaptasi
•
Teknis pelaksanaan ( dg IB)
•
Pemanfaatan F1 kurang untuk bibit
•
Replecement betina, perlu memelihara breed murni
Kelebihan: •
2 Kali gen komplementaire (F1, F2)
•
2 Sumber H efek komulatif
Kekurangan: •
Persilangan kpmpleks
•
Perlu breed murni banyak/org. peternak
c. Persilangan alternatif A
X B AB
x
A
AAB
X
B
AABB
X
A
dst.
Kelebihan: Tujuan doubel, kombinasi gen
Kekurangan : tak bisa untuk bibitpotong
Praktek Cross breeding 1. Back Cross: A X B F1:AB
2. Criss Cross: A X B F1 X A F2
X A/B F2
X B F3
3. Rotasi: A X B F1
X Breed X F2 X Breed Y F3 x Breed Z Catatan: F1 dengan pejantan breed murni scr. bergilirasn 4.I nterbreeding: A
X F1
Catatan Umum Cross Breeding: 1. Perkawinan dr. bangsa berbeda 2. Menggunakan breed murni
B X
F2
F1
X
F2
Fn Catatan: disertasi program seleksi ketat
Terminal Sire Crossbreeding
Sire breed A
x
Dam breed B
AB (Crossbred progeny) All progeny including females are sold in the market for slaughter 10
Composite (Synthetic) breeds • A composite or synthetic breed is a breed made up of various proportions of two or more breeds designed to benefit from hybrid vigor. AXB
AB X
C
ABC X ABC
Breed of various proportions of A, B, and C 11
Foreign breed x F
Grading up
Local breed L
F X 1/2F 1/2L
F X 3/4F 1/4L
F X 7/8F 1/8L
15/16F 1/16L
• Is the mating of males of high genetic merit with females of low genetic merit from the same breed or from a different breed. • Mainly used to upgrade local females with males from foreign breeds. • The hybrid females resulting from the cross are mated back to purebred males from the foreign breed. 12
Taylor, Robert E., Scientific Farm Animal Production, 4th ed.
Grading Up
Why would we want to use grading up? In order to make a commercial cow herd a purebred cow herd. Once an offspring has 7/8 or 15/16 of the genetic make up of the desired breed, it is considered a purebred. This would take several generations of breeding up, but may be profitable when purebred females of high quality are very expensive.
Unit 4, Lesson 15 - Systems of Breeding
13
Crossbreeding
Why would we want to use crossbreeding? By crossing breeds the strengths and weakness of each breed will compliment one another. Also increases heterosis, which increases the productivity of the crossbred offspring above the average of breeds that are crossed.
Outcrossing/ Out Breed Why would we want to use outcrossing? Unrelated animals of the same breed are mated. In order not to inbreed, but have animals maintain characteristics of the breed. Example – Unrelated animals of the same breed are mated.
14
BAGAIMANA PRAKTEK PERSILANGAN ANTAR SPESIES No.
Persilangan
Fertilitas
Keunggulan F1
Jantan
Betina
1.
BantengX Zebu
-
+
Laju pertumbuhan
2.
Keledai Xkuda
-
+
Kerja + ketahanan
3.
Sapi x Yak
-
-
BB/Power/Susu
4.
Bos taurusxB. Indicus
+
+
Daging
5.
Entog X Itik
?
?
Daging ?/pertb.
Species Cross Why would we want to do a species cross? If your desired outcome will merit a species cross Example – Horse bred to a donkey to get a mule.
Catatan: •Bukan penghasil bibit •Secara teknis memungkinkan, tetapi •Tujuan utama bukan genetik .
EFEK GENETIK OUTBREEDING DAN HETEROSIS (Hybrid Vigor) Pertimbangan pemilihan sistim perkawinan: 1. 2. 3. 4.
Tujuan peningkatan kualitas genetik Karakteristik lingkungan Potensi dan kemampuan manajemen ekonomis
Contoh Implementasi:
1. Kualitas Genetik-Lingkungan Sapi-sapi di uji performans di stasiun riset (di Eropa, FH), saat diuji sebarluaskan di lapang kondisi riil, mis . Di afrika, berubah performans Di kenal breed Taurin …. Kecil sekali, genetik sama dengan FH 2. Ekonomis-Manajemen Sapi FH Di Valley Chinois (California) dan di Sharon (Israel), Emirat Arab: Produksi sapi perah : 8500 l/laktasi Bnadingkan dengan di Indonesia : 4500 l/laktasi
Efek genetik out breeding Out breeding, untuk mengatasi permasalahan2 seleksi:
1. 2. 3. 4.
Perubahan ekonomi (jenis permintaan produk yang selalu berubah) Jika h2 rendah efektifitas seleksi rendah Beberapa sifat sekaligus Mengurangi resiko penurunan variabilitas genetik
Efek Genetik Umum: 1. 2. 3. 4.
Meningkatkan heterosigositas dan menurunkan efek inbreeding Memanfaatkan heterosigositas Mengkombinasikan sifat-sifat baik antar breed Menghasilkan kemajuan genetik secara cepat dalam 1 – 2 generasi (tidak mungkin dilakukan dengan seleksi)
EFEK Genetik Spesifik: 1. Out Breed (silang Luar) : 1 bangsa beda lokasi asal Kapan dilakukan?: Jika permintaan pasar (preferensi) berubah mis ; 2006- 2008: daging dg kadar lemak rendah Standart seleksi, tidak realistis lagi mis: 1980 ( prod 4500 liter); 2008 (10.000 liter)
Kondisi ?: Dilakukan, bila dikehendaki perubahan-perubahan drastis (digunakan pada kelompok ternak bibit) Penekanan pada sifat-sifat produksi yang ekonomis Pada sifat dg h2 (sedang-tinggi) (h2 tinggi, berkorelasi tinggi dengan fenotip), sehingga cukup diseleksi pada fenotip indv.
EFEK Genetik Spesifik: Out Cross (silang Luar) : antar bangsa Tujuan Umum: Meningkatkan produktifitas secara maksimal Pada peternakan komersial (heterosis efek dan peningkatan frek. Gen yang dikehendaki)
Aspek Genetik: 1. Menyilangkan antar bangsa cenderung untuk menutupi gen-gen resesif 2. Meningkatkan heterosigositas 3. Produk pada F1,(efek heterosis) 4.pada sifat2 terkena tekanan silang dalam, pada breed murni)
HETEROSIS EFEK (Hybrid vigor) Performans hasil silangan melampui rata-rata tetua Tinggi rendahnya EFEK HEHETOSIS diukur dengan Koefisien heterosis
%H=
(P persilangan –P rerata tetua) -------------------------------P rerata tetua
Contoh: Persilangan Sapi Madura dengan Limousin Misal ADG: Sapi Madura ( 0.4 kg) ADG Sapi Limosin ( 0.8 kg) ADG hasil silangan (F1) = 0.7 kg Maka: Rerata ADG tetua = 0.6 Jadi koefisien heterosis = 0.7 – 0.6 % H = -------------- x 100 % = 16 % 0.6
Measuring Hybrid vigor
HV PF1 PP Average performance of crossbred offspring
Average performance of parental breeds (or lines)
HV can be expressed in % basis:
PF1 PP % HV X 100% PP
• • • •
Example : Crossbreeding between two dairy breeds: Average milk production per year of breed A is 8000 kg Average milk production per year of breed B is 6000 kg Average of crossbred cows is 7400 kg.
•
Calculate the resulting hybrid vigor on percentage basis.
7400 7000 % HV X 100% 5.7% 7000
21
BAGAIMANA PENGARUH LINGKUNGAN THD HETEROSIS (hasil persilangan)????? Baik
Jelek
impor F1, silang HET
Rerata tetua
HET Impor AD EF
F1, silang
Rerata tetua
AD EF Lokal
lokal
Performans lokal
HET: Heterosis.
ADEF: Additive Effect
Hubungan antara H dan h2
1.
2.
Reproduksi
Pertumbuhan Karkas
h2 (heritabilitas)
Jelek (0.0 – 0.15)
Sedang (0,2 – 0.4)
Tinggi (0.5 – 0.70)
Progres genetik (seleksi)
Rendah
Sedang
Tinggi
H (efek heterosis)
Tinggi ( 10 – 20 %)
Sedang ( 5 – 8 0 % %)
Perbaikan genetik (persilangan)
Tinggi
Sedang
Catatan: 1. Progress genetik =h2 x DS 2. Pada babi banyak dilakukan persilangan, meningkatkan litter size ?, kenapa
0
ESTIMASI PENYEBAB HETEROSIS 1. Dominansi: ternak2 breed murni tidak seleuruhnya homosigot pada seluruh lokus dengan persilangan akan terjadi pengurangan proporsi lokus gen homosigot resesif 2. Over dominansi Nilai heterosigot melampui nilai pasdangan gen-gen homosigotik (pada sifat yg dipengaruhi oleh gen di banyak lokus) 3. Epistasi: Interaksi gen dari kombinasi baru gen-gen dari lokus yang berbeda
Secara Ringkas: % H = Σ dom (P F1 – P rerata tetua) 2,
Dimana: dom adalah faktor-faktor dominan
