Depressione da consanguineità in produzione zootecnica: un primo modo di affrontarla con la selezione

In un articolo precedente, avevamo affrontato il problema della depressione da consanguineità in produzione zootecnica e di quanto questa potesse impattare il futuro di una popolazione e il reddito dell’allevatore.

Se da una parte ci potrebbe essere una perdita di produttività e benessere, questa potrebbe rimanere impercettibile perché moderata e mascherata dal progresso genetico che riesce a compensare la depressione da consanguineità. Tuttavia, potrebbe giungere un punto in cui la variabilità genetica disponibile si esaurisce.

Dall’altra parte, la depressione da consanguineità si potrebbe risolvere “da sola” con la selezione contro varianti geniche, per un processo chiamato “purging“. La bassa fitness degli individui portatori di queste varianti ne limita la capacità riproduttiva, impedendo la diffusione delle mutazioni deleterie nella popolazione.

Avevamo anticipato che le associazioni di razza si stanno muovendo da tempo per proporre schemi selettivi e piani di accoppiamento che limitino la perdita di diversità genetica nella popolazione e contengano l’accumulo di consanguineità negli individui. In questo articolo, vedremo come la consanguineità possa essere controllata allo stadio di selezione. Più avanti vedremo quale ruolo possano avere gli accoppiamenti.

Allo stadio di selezione, sia in Italia che in USA, si è adottato l’approccio di penalizzare i riproduttori maschi che siano troppo vicini alla popolazione femminile in riproduzione. La penalizzazione si applica sulla classifica per un dato indice.

Ma partiamo dall’inizio.

Da una parte abbiamo il problema di un toro che potrebbe essere usato su una vacca benché questi mostrino un certo grado di parentela. Questa pratica è spesso in uso qualora si voglia “fissare un carattere“, ma funziona bene per i caratteri qualitativi (come il colore del mantello) e poco per quelli quantitativi (come la produzione di latte); inoltre, può essere deleteria per i caratteri quantitativi a bassa ereditabilità (come la fertilità).

Quindi, in generale, un toro non dovrebbe essere usato su una vacca parente.

Il risultato potrebbe essere deleterio per la progenie, con un aumento di consanguineità e quindi la conseguente depressione. Inoltre, ne potrebbe risentire la popolazione per una perdita di diversità genetica. Individui parenti verosimilmente portano le stesse varianti geniche e alleliche, e quindi la progenie si ritroverebbe le stesse varianti mentre le altre andrebbero perse.

Ma in una popolazione ampia come quelle della razze da latte, come si può sapere quale sia la parentela tra un toro e una vacca?

Le associazioni allevatori calcolano la parentela tra tutti gli individui e spesso la mettono a disposizione degli allevatori. Che questa sia basata su informazioni da pedigree o dati genomici, può essere facilmente calcolata. Ma tale calcolo dovrebbe essere preso in considerazione ancora prima di avere una vacca da accoppiare e dovrebbe essere considerato al momento della scelta di un torello da ammettere alla riproduzione tramite inseminazione artificiale.

E allora, ad un certo punto è stato pensato di inserire la parentela tra le varie componenti di un indice genetico per un toro candidato.

Il primo passo consiste nel calcolare la parentela tra il toro candidato e la popolazione in selezione. Quest’ultima può essere rappresentata da tutte le vacche in riproduzione, da una parte di queste, o addirittura dagli altri tori (in riproduzione).

Nell’ultimo caso, il toro non può di certo essere accoppiato con gli altri tori, ma questi sono rappresentativi della popolazione femminile, in quanto padri di vacca.

I tori candidati con valori più alti di parentela nei confronti della popolazione in riproduzione saranno considerati più “vicini”; al contrario, i più “lontani” presenteranno valori di parentela minori. Questa misura va a indicare quale sia la probabilità che quel toro candidato porti le stesse varianti alleliche o geniche del resto della popolazione.

Viene da sé che sarebbe auspicabile che queste non fossero troppo sovrapposte, proprio per un rischio di alta consanguineità della progenie e perdita di variabilità genetica nella popolazione.

Una volta ottenuto un valore di parentela tra il toro candidato e il resto della popolazione, lo si inserisce nel calcolo dell’indice genetico dando un “peso negativo“, come se fosse un carattere per il quale “meno è meglio” come ad esempio accade per le cellule somatiche.

In questo modo, i tori candidati più “vicini” alla popolazione in riproduzione riceveranno una penalizzazione maggiore, mentre quelli più “distanti” riceveranno un vantaggio. Con questa procedura, si abbassa la probabilità che un toro geneticamente simile alla popolazione di vacche compaia in cima alle classifiche e venga usato molto, con conseguente alta consanguineità nella progenie e forte perdita di variabilità genetica nella popolazione.

Alcune associazioni allevatori e enti selezionatori si sono già mossi in questa direzione. In USA, il Council of Dairy Cattle Breeding (CDCB) si occupa delle valutazioni genetiche delle principali razze da latte, e da tempo applica questa penalizzazione. In Italia, ANAFIBJ si è mossa in questa direzione inserendo una penalizzazione del PFT (van Kaam, et al., 2024).

In generale, il problema della depressione da inbreeding e della perdita di variabilità genetica è molto sentito nel mondo della selezione.

Nel prossimo articolo vedremo come questo possa essere gestito anche a livello aziendale con degli accoppiamenti mirati.

Bibliografia

Sun, C., VanRaden, P.M., O’connell, J.R., Weigel, K.A. and Gianola, D., 2013. Mating programs including genomic relationships and dominance effects. Journal of dairy science, 96(12), pp.8014-8023.

van Kaam, J.B., Dadousis, C., Tiezzi, F. and Cassandro, M., 2024. Next-Level Genomic Selection: Mitigating Inbreeding. Interbull Bulletin, (60), pp.23-28.