Genetic variability in three Italian beef cattle breeds derived from pedigree information

摘要

Abstract The aim of the present work was to estimate genetic variability in Chianina (CH), Marchigiana (MC) and Romagnola (RO) breeds using pedigree information. Different approaches based on probability of identity-by-descent (effective population size through an increase in inbreeding N_e) or probability of gene origin (total number of founders f, effective number of founders f_e, ancestors f_a and founder genomes f_g) were used. Reference populations were defined using female animals born between 1996 and 2000 where both parents are known. Generation intervals were 5.35, 4.93 and 5.15 years for CH, MC and RO, respectively. The total number of founders were 7092, 11947, 3928, for CH, MC and RO, respectively. Complete generation equivalent showed the relative high quality of pedigree information: 5.66 for CH, 4.54 for MC and 4.95 for RO. For CH, MC and RO, respectively, a f_e value of 152.1, 70.9 and 89.8, a f_a value of 73.6, 48.0 and 59.5 and a f_g value of 39.5, 25.0 and 38.5, were calculated. When inbreeding was used effective population sizes were 138, 122 and 124 for CH, MC and RO, respectively. Parameters derived from the probabilities of gene origin were variable among the investigated breeds and the results for MC demonstrate the need to pay specific attention to breeding strategies. Riassunto Scopo del presente lavoro è stato stimare la variabilità genetica delle razze bovine da carne Chianina (CH), Marchigiana (MC) e Romagnola (RO) usando le informazioni derivanti dai pedigree. Sono stati utilizzati due differenti metodi il primo basato sulla probabilità di identità per discendenza mendeliana (numero effettivo di popolazione stimato attraverso l’aumento di consanguineità N_e) ed il secondo sulla probabilità di origine genica (numero totale di fondatori f, numero effettivo di fondatori f_e, ancestrali f_a e numero rimanente genomi fondatori f_g). La popolazione di riferimento è stata definita come tutti i soggetti femmina nati tra il 1996 ed il 2000 con i due genitori conosciuti. L’intervallo medio di generazione è risultato di 5,35, 4,93 e 5,15 anni per CH, MC e RO, rispettivamente. Il numero totale dei fondatori è risultato essere di 7092, 11947, 3928, per le tre razze nell’ordine, CH, MC e RO. Il valore delle generazioni equivalenti complete evidenzia una buona qualità delle informazioni da pedigree: 5,66 generazioni per CH, 4,54 per MC e 4,95 per RO. Il numero effettivo di fondatori ha presentato valori di 152,1, 70,9 e 89,8, per CH, MC e RO mentre il numero effettivo di ancestrali ed il numero rimanente di genomi fondatori sono stati pari a 73,6, 48,0 e 59,5 ed a 39,5, 25,0 e 38,5, rispettivamente per CH, MC e RO. La dimensione effettiva di popolazione stimata attraverso l’aumento di consanguineità è stato pari a 138, 122 e 124 per CH, MC e RO, rispettivamente. I parametri derivanti dalle probabilità di origine genica sono risultati differenti tra le razze studiate ed in particola modo per la razza Marchigiana sembra necessaria una specifica attenzione nelle strategie selettive.