ناهمگني مؤلفه هاي واريانس ركوردهاي روزآزمون توليد شير و تأثير آن بر پارامترهاي ژنتيكي و ارزش اصلاحي گاوهاي هلشتاين ايران

Heterogeneity of variance components for milk yield test-day records and their effects on genetic parameters and breeding values of Iranian Holstein cows

سابقه و هدف: يك جزء مهم در طراحي برنامه هاي اصلاح نژادي برآورد صحيح ارزش هاي اصلاحي مي باشد. در بسياري از كشورها معمولاً تصميمات انتخاب در اصلاح نژاد حيوانات براساس ارزش هاي اصلاحي حاصل از روش بهترين پيش بيني نااريب خطي (BLUP) انجام مي شود. كاربردهاي اوليه مدل هاي مختلط خطي و روشBLUP براي ارزيابي ژنتيكي گاو شيري با فرض همگن بودن مؤلفه هاي واريانس همراه بوده است. اما مطالعات مختلفي نشان داده اند كه براي توليد شير واريانس هاي ژنتيكي و باقيمانده بين گله ها و سطوح مختلف توليدي ثابت نيستند. مشكل واريانس هاي ناهمگن در ارزيابي گاو شيري اين است كه حيوانات با ميانگين توليد بالا ممكن است در گله هاي متغيرتر بالاتر از حد ارزيابي شوند و نسبت به حالتي كه واريانس ها همگن هستند نسبت زيادتري از حيوانات از اين گله ها انتخاب شوند. سطح توليد گله، اعمال مديريتي و تغذيه اي و استراتژي هاي اصلاح نژادي از عوامل ناهمگني واريانس ها هستند. وقتي كه ناهمگني وريانس به درستي محاسبه نشود، تفاوت ها در مؤلفه هاي واريانس مي تواند منجر به برآوردهاي اريب ارزش هاي اصلاحي، رتبه بندي نادرست گاوهاي نر و ماده ممتاز و كاهش پيشرفت ژنتيكي شود. در ارزيابي گاو شيري، يك روش ساده براي كاهش ناهمگني واريانس، پيش از برازش مدل حيواني، پيش تصحيح داده ها بر اساس واريانس فنوتيپي است. اهداف پژوهش حاضر، بررسي ناهمگني مؤلفه هاي واريانس ركوردهاي روزآزمون توليد شير و همچنين تأثير روش پيش تصحيح داده ها بر پارامترهاي ژنتيكي، ارزش هاي اصلاحي و رتبه بندي گاوهاي نر و ماده برتر در جمعيت گاوهاي هلشتاين ايران بودند. مواد و روشها: در اين تحقيق، ناهمگني مؤلفه هاي واريانس صفت توليد شير با استفاده از 1843985 ركورد روزآزمون شير گاوهاي هلشتاين شكم زايش اول بررسي شد. بدين منظور از ركوردهاي مربوط به 301197 رأس گاو شيري متعلق به 983 گله مختلف كه طي سال هاي 1365 تا 1395 توسط مركز اصلاح نژاد و بهبود توليدات دامي كشور جمع آوري شده بود، استفاده گرديد. داده ها براساس ميانگين سطوح مختلف توليد گله-سال به سه گروه بالا، متوسط و پائين دسته بندي شدند. ناهمگني واريانس ها با استفاده از آزمون لون بررسي شد. براي تصحيح ناهمگني واريانس ها از روش پيش تصحيح داده ها استفاده شد. مؤلفه هاي واريانس، همبستگي هاي ژنتيكي، وراثت پذيري ها و همچنين ارزش هاي اصلاحي با استفاده از برنامه ASreml و تحت مدل حيواني برآورد شدند. همبستگي هاي رتبه اي و تغيير رتبه حيوانات نر و ماده ممتاز قبل و بعد از پيش تصحيح داده ها بررسي شد. يافته ها: نتايج آزمون لون براي ركوردهاي روزآزمون توليد شير معني دار (0.001>p) بود كه نشان دهنده ناهمگن بودن واريانس ها است. پيش تصحيح داده ها منجر به واريانس هاي همگن نشد اما مقدار ناهمگني واريانس را تا 25 درصد كاهش داد. بكارگيري روش تصحيح باعث شد وراثت پذيري ها اندكي بالاتر باشند به طوريكه برآوردهاي وراثت پذيري كل قبل و بعد از تصحيح ناهمگني واريانس ها به ترتيب 0.007±0.319 و 0.009±0.351 بودند. تصحيح داده ها تاثير قابل توجهي بر 1 درصد حيوانات ممتاز داشت و باعث شد به ترتيب 14 و 20 درصد گاوهاي نر و ماده ممتاز در مقايسه با سناريوي واريانس همگن از ليست انتخاب خارج شوند. تفاوت قابل ملاحظه اي در تغيير رتبه حيوانات برتر اتفاق افتاد و بهترين گاوهاي نر و ماده، به ترتيب رتبه هاي 8 و 23 را پس از تصحيح ناهمگني واريانس داشتند. نتيجه گيري: نتايج نشان دادند كه مؤلفه هاي واريانس ركوردهاي روزآزمون شير در جمعيت گاوهاي هلشتاين ايران بر اساس سطوح مختلف توليد گله-سال همگن هستند و ناهمگني واريانس ممكن است ارزيابي ژنتيكي و تغيير رتبه گاوهاي نر و ماده ممتاز را تحت تأثير قرار دهد.

Background and objectives: Numerous studies have reported heterogeneous genetic, residual, and phenotypic variances for production traits based on geographical region and herd production level. Ignoring the heterogeneity of variances will lead to improper ranking and selection of top sires and dams, loss of expected genetic gain and decreased efficiency of breeding programs. The objective of this study was to investigate the heterogeneity of variance components for milk test-day records as well as the impact of data pre-adjustment method on reducing the heterogeneity of variance, breeding values and changing the rank of top animals in population of Holstein cows in Iran. Materials and methods: The data set consisted of 1,843,985 milk test day records from 199,353 first lactation cows in 983 herds calved between 1986 and 2016. Data had been collected by the National Breeding Center and improvement of animal production of Iran. Records were classified into three different groups based on the average of herd-year production level. The heterogeneity of variances was studied using the Leven’s test. In order to reduce or remove the heterogeneity of variances, a pre-correction method was used. Variance components, heritabilities and breeding values were estimated using the ASREML program and animal model. Results: The results of Leven’s test before data pre-correction were significant (P < 0.01) which indicated the heterogeneity of variance. Data correction did not result in homogenous variances; but variance heterogeneity decreased up to 25%. Applying the pre-correction method resulted in slightly higher heritabilities so that heritability estimates were 0.319 0.007 and 0.351 0.009 before and after adjustment for heterogeneity of variance, respectively. Adjustment of data had a considerable effect on top animals, such that 14% and 20% of top sires and dams, respectively, were excluded from the top 1% listed animals when compared to the homogenous variance scenario. A substantial difference was observed in changing the rank of the top animals and ranking previously top-ranked sire and dam as 8 and 23 ranks after adjustment of heterogeneity of variance, respectively. Conclusion: Variance components of milk test-day records in Holstein cows were heterogeneous. Therefore, it could be suggested that the effects of heterogeneity of variance to be considered during evaluating and selecting genetically superior sires and dams.