ناهمگنی مولفه های واریانس رکوردهای روزآزمون تولید شیر و تاثیر آن بر پارامترهای ژنتیکی و ارزش اصلاحی گاوهای هلشتاین ایران

سابقه و هدف: یک جزء مهم در طراحی برنامه های اصلاح نژادی برآورد صحیح ارزش های اصلاحی می باشد. در بسیاری از کشورها معمولاً تصمیمات انتخاب در اصلاح نژاد حیوانات براساس ارزش های اصلاحی حاصل از روش بهترین پیش بینی نااریب خطی (blup) انجام می شود. کاربردهای اولیه مدل های مختلط خطی و روشblup برای ارزیابی ژنتیکی گاو شیری با فرض همگن بودن مولفه های واریانس همراه بوده است. اما مطالعات مختلفی نشان داده اند که برای تولید شیر واریانس های ژنتیکی و باقیمانده بین گله ها و سطوح مختلف تولیدی ثابت نیستند. مشکل واریانس های ناهمگن در ارزیابی گاو شیری این است که حیوانات با میانگین تولید بالا ممکن است در گله های متغیرتر بالاتر از حد ارزیابی شوند و نسبت به حالتی که واریانس ها همگن هستند نسبت زیادتری از حیوانات از این گله ها انتخاب شوند. سطح تولید گله، اعمال مدیریتی و تغذیه ای و استراتژی های اصلاح نژادی از عوامل ناهمگنی واریانس ها هستند. وقتی که ناهمگنی وریانس به درستی محاسبه نشود، تفاوت ها در مولفه های واریانس می تواند منجر به برآوردهای اریب ارزش های اصلاحی، رتبه بندی نادرست گاوهای نر و ماده ممتاز و کاهش پیشرفت ژنتیکی شود. در ارزیابی گاو شیری، یک روش ساده برای کاهش ناهمگنی واریانس، پیش از برازش مدل حیوانی، پیش تصحیح داده ها بر اساس واریانس فنوتیپی است. اهداف پژوهش حاضر، بررسی ناهمگنی مولفه های واریانس رکوردهای روزآزمون تولید شیر و همچنین تاثیر روش پیش تصحیح داده ها بر پارامترهای ژنتیکی، ارزش های اصلاحی و رتبه بندی گاوهای نر و ماده برتر در جمعیت گاوهای هلشتاین ایران بودند.مواد و روشها: در این تحقیق، ناهمگنی مولفه های واریانس صفت تولید شیر با استفاده از 1843985 رکورد روزآزمون شیر گاوهای هلشتاین شکم زایش اول بررسی شد. بدین منظور از رکوردهای مربوط به 301197 راس گاو شیری متعلق به 983 گله مختلف که طی سال های 1365 تا 1395 توسط مرکز اصلاح نژاد و بهبود تولیدات دامی کشور جمع آوری شده بود، استفاده گردید. داده ها براساس میانگین سطوح مختلف تولید گلهسال به سه گروه بالا، متوسط و پائین دسته بندی شدند. ناهمگنی واریانس ها با استفاده از آزمون لون بررسی شد. برای تصحیح ناهمگنی واریانس ها از روش پیش تصحیح داده ها استفاده شد. مولفه های واریانس، همبستگی های ژنتیکی، وراثت پذیری ها و همچنین ارزش های اصلاحی با استفاده از برنامه asreml و تحت مدل حیوانی برآورد شدند. همبستگی های رتبه ای و تغییر رتبه حیوانات نر و ماده ممتاز قبل و بعد از پیش تصحیح داده ها بررسی شد.یافته ها: نتایج آزمون لون برای رکوردهای روزآزمون تولید شیر معنی دار (0.001>p) بود که نشان دهنده ناهمگن بودن واریانس ها است. پیش تصحیح داده ها منجر به واریانس های همگن نشد اما مقدار ناهمگنی واریانس را تا 25 درصد کاهش داد. بکارگیری روش تصحیح باعث شد وراثت پذیری ها اندکی بالاتر باشند به طوریکه برآوردهای وراثت پذیری کل قبل و بعد از تصحیح ناهمگنی واریانس ها به ترتیب 0.007±0.319 و 0.009±0.351 بودند. تصحیح داده ها تاثیر قابل توجهی بر 1 درصد حیوانات ممتاز داشت و باعث شد به ترتیب 14 و 20 درصد گاوهای نر و ماده ممتاز در مقایسه با سناریوی واریانس همگن از لیست انتخاب خارج شوند. تفاوت قابل ملاحظه ای در تغییر رتبه حیوانات برتر اتفاق افتاد و بهترین گاوهای نر و ماده، به ترتیب رتبه های 8 و 23 را پس از تصحیح ناهمگنی واریانس داشتند. نتیجه گیری: نتایج نشان دادند که مولفه های واریانس رکوردهای روزآزمون شیر در جمعیت گاوهای هلشتاین ایران بر اساس سطوح مختلف تولید گلهسال همگن هستند و ناهمگنی واریانس ممکن است ارزیابی ژنتیکی و تغییر رتبه گاوهای نر و ماده ممتاز را تحت تاثیر قرار دهد.

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

Background and objectives: One major component in designing breeding programs is accurate assessment of breeding values. In most countries, selection decisions in animal breeding are usually based on predicted genetic values obtained using best linear unbiased predictors (BLUP). The first applications of BLUP and mixed linear models are associated with assuming homogeneous variance components. However, numerous studies have showed that there exists heterogeneity variance for milk yield and genetic and residual variances are not constant between herd and different production level. The level of herd production, management and nutritional practices and breeding strategies are heterogeneous variance factors. The problem of heterogeneous variances in genetic evaluation of dairy cows is that above average animals in the more variable herds may be over evaluated and larger proportion of animals is selected from these herds than when variance is homogeneous. When heterogeneity is not properly taken into account, differences in variance components can result in biased estimates of breeding values, incorrect ranking of sire and dams elite and reduced genetic progress. In evaluation of dairy cows, a simple method to reduce heterogeneous phenotypic variance, is preadjustment of records prior to fitting the animal model. The objectives of this study were to investigate the heterogeneity variance components for milk testday records as well as the impact of data preadjustment method on on genetic parameters, breeding values and reranking of the top sires and dams in the Iranian Holstein cows. Materials and methods: In this research, heterogeneity of variance components for milk production trait was investigated by using 1843985 testday records of first parity of Iranian Holstein cows. Collected records were including 199353 cows in 983 herds that were collected by the Animal Breeding Center and Promotion of Animal Products of Iran. According to the average of herdyear production three groups (high, medium and low) were identified. The heterogeneity of variances was studied using the Bartlett’s test. A precorrection method was used to correct heterogeneity of variance. Variance components, genetic correlations, heritabilities as well as animals’ breeding values (BVs) were estimated by ASreml program, using animal model. Spearman’s rank correlations and reranking of top sire and dam before and after data precorrection were estimated. The number of best sires and cows removed from top animal list after adjustment the heterogeneity of variance was obtained in order to investigate the benefit of this adjustment.Results: The results of Leven’s test for milk testday records before data precorrection were significant (P<0.001) which indicated the heterogenous of variances. Data correction did not result in homogeneity of variance across the herdyear classes but the heterogeneity of variance was decreased by 25%. Applying of the precorrection method resulted in slightly higher heritabilities so that estimates of total heritabilities were 0.319±0.007 and 0.351 ±0.009 before and after adjustment for heterogeneity of variance, respectively. Additive genetic correlations for milk testday records were estimated in the range of 0.345 to 0.985 before and 0.403 to 0.996 after precorrection, respectively. Adjustment of data had a considerable effects on the top 1% of animals and caused that 14% and 20% of top sires and dams, respectively, to be excluded from selection when compared to the homogenous variance scenario. Substantially different in reranking of top animals occurred and the best of sire and dam cows had rank 8 and 23 after adjustment of heterogeneity of varianceConclusion: The results showed that variance components of testday records based on different production levels in Holstein cow population are not homogeneous and heterogeneity of variance may influence the ranking and genetic evaluation of top animals.