Abbiamo bisogno di un nuovo standard per stimare il COI dai dati genealogici

Quando si calcola il coefficiente di consanguineità dai dati del pedigree, quante generazioni di dati si dovrebbero usare? Chiedetelo a dieci allevatori e mi aspetto che otterrete almeno cinque risposte diverse.

Molti fanno semplicemente come vedono fare agli altri, alcuni hanno solo dati limitati sul pedigree e usano quello che hanno a disposizione, e spesso gli allevatori si affidano a siti web che forniscono COI basati sui dati nel database di quel sito, ma per un numero modesto di generazioni (solitamente 8 o 10).

Sospetto che molti allevatori non sappiano che il numero di generazioni usate in realtà conta.

Be', lo fa? Il coefficiente di consanguineità è probabilmente la statistica più utile per l'allevamento degli animali.

Vi dice il grado di omozigosi dovuto all'eredità di due copie di un allele da un antenato su entrambi i lati del pedigree. La cosa fondamentale da sapere a riguardo è che l'omozigosi conta nell'allevamento degli animali. Per molti geni, lo stato eterozigote di un allele (ad esempio, Aa, rispetto ad AA o aa) è il più vantaggioso, una situazione chiamata " sovradominanza ". La consanguineità comporta la perdita di eterozigosi, producendo genotipi omozigoti, AA o aa. Di conseguenza, i vantaggi dell'eterozigosi vengono persi e le conseguenze deleterie risultanti per la funzione sono note come depressione da consanguineità.Gli allevatori di animali hanno documentato gli effetti negativi della depressione da consanguineità oltre un secolo fa. Hanno anche capito che l'incrocio incrociato migliorava la depressione da consanguineità riducendo l'omozigosi, i cui benefici sono chiamati "eterosi" o vigore ibrido. Consapevoli che il livello di consanguineità nei loro animali influenzava il loro profitto, gli allevatori di animali hanno sostenuto lo sviluppo del coefficiente di consanguineità da parte di Sewell Wright negli anni '20, che poteva stimare il livello di consanguineità di qualsiasi animale dai dati del pedigree. Ancora oggi, il COI rimane uno degli strumenti più efficaci nella progettazione di piani di allevamento che bilanciano gli effetti negativi della consanguineità con i vantaggi in termini di coerenza e qualità.

Quando il COI viene calcolato dai dati genealogici, la qualità del database è fondamentale. Il COI non può prevedere la consanguineità dovuta a un antenato che non è presente nel database genealogico che stai utilizzando. Nei cani, gran parte della consanguineità più significativa si è verificata molto presto nello sviluppo della razza. Molte razze hanno anche subito crolli di popolazione durante le guerre, in particolare la seconda guerra mondiale. Nelle piccole popolazioni, è difficile evitare la riproduzione, quindi questi eventi definiscono le risorse genetiche della razza per sempre nel futuro finché il libro genealogico è chiuso. I cani che abbiamo oggi portano i geni trasmessi dagli animali prima di loro. Gli animali persi per riproduzione a causa di un collo di bottiglia sono geneticamente irrilevanti. Se siamo interessati alla genetica dei cani di oggi, solo la prole prodotta che ha continuato dopo un collo di bottiglia conta. Il pool genetico è quindi ampio e diversificato come non mai e, se il libro genealogico rimane chiuso, parte di quella diversità andrà persa ogni generazione.

Registrazioni negli anni

Le registrazioni di alcune razze di cani da caccia si sono ritirate intorno al 1910. Ci sono due cali evidenti della popolazione. Uno negli anni '40 che probabilmente riflette l'effetto delle guerre. L'altro è intorno al 1975 e la causa è sconosciuta, ma potrebbe essere un artefatto della raccolta dati o un cambiamento nei modi in cui i cani venivano registrati.

Sia la storia che la genetica indicano che il numero di generazioni di dati genealogici utilizzati per calcolare il COI dovrebbe essere importante, e in effetti lo è. Ma il numero di generazioni utilizzato per il COI nei cani è sia variabile che apparentemente arbitrario. Se siamo interessati a ridurre al minimo gli effetti deleteri della consanguineità, allora dovremmo lavorare con dati COI che ci informano sui livelli effettivi di omozigosi, non in relazione ad altri cani o tramite un'opinione soggettiva di cosa sia "buono" o "cattivo" . Se vogliamo informazioni utili sulla consanguineità, dobbiamo produrre valori COI che ci informino sui livelli effettivi di omozigosi.

[Questo è un po' un inciso, ma è di fondamentale importanza qui. Idealmente, gli allevatori dovrebbero avere dati genealogici completi fino ai fondatori. A causa di una qualche negligenza dei club di razza o di allevamento, la maggior parte delle razze non ha un database completo fino ai fondatori. Ciò impedisce agli allevatori di calcolare quale sarebbe la stima più accurata della consanguineità utilizzando i dati per la storia genetica. Questo è un problema che potremmo (e dovremmo) risolvere e dovrebbe essere una priorità per tutte le parti interessate. Di certo, i club di allevamento potrebbero fare molto per aiutare in questo, dal momento che mantengono l'effettivo libro genealogico. Non c'è alcun vantaggio nel bloccare l'accesso a queste informazioni, quindi dobbiamo chiederci perché lo fanno. Sono sicuro che molti solleciterebbero i club di allevamento a seguire il programma e sbloccare una risorsa di enorme valore in modo che gli allevatori, e altri tra cui ricercatori e scienziati, possano accedervi. ]

Pertanto, se consideriamo la natura dei dati genealogici (un registro di ascendenza e storia della popolazione) insieme alla necessità di informazioni sulle conseguenze delle strategie di allevamento sulla genetica della popolazione e degli individui, la profondità dei dati genealogici utilizzati nei calcoli COI dovrebbe basarsi su elementi che contano per la genetica, non su un numero arbitrario di generazioni. 

Quando non è disponibile un database completo di pedigree fino ai fondatori, propongo che la profondità di pedigree più utile e non arbitraria che dovrebbe essere utilizzata nelle stime di consanguineità dovrebbe riflettere la tempistica dei colli di bottiglia storici o la dimensione storica più bassa della popolazione per le razze riconosciute (o sviluppate) più di recente. Ciò individua una popolazione di cani (e i loro geni) come antenati noti da cui discendono tutti i discendenti successivi. Gli allevatori devono rendersi conto che il COI calcolato da questa popolazione presuppone che la generazione più vecchia (la nostra popolazione di colli di bottiglia) sia composta da cani che non sono consanguinei e non imparentati. Ciò significa che la prima generazione di discendenti da quei cani avrà calcolato COI pari a zero. Per la maggior parte delle razze, sappiamo che questo non è vero, ma questa è la stessa ipotesi utilizzata in qualsiasi calcolo del COI dai dati di pedigree. Ciò significa, tuttavia, che il COI che calcoliamo da questi dati rappresenta la consanguineità verificatasi da quella generazione fino al presente. Ciò definisce una profondità specifica del pedigree per i calcoli del COI. Poiché molte razze hanno attraversato colli di bottiglia contemporaneamente, consente il confronto dei tassi storici di consanguineità tra razze. 

L'altro problema che questa specifica generazione di "collo di bottiglia" per il calcolo del COI risolve è quello del COI "scorrevole". Se si utilizza un numero arbitrario di generazioni nel calcolo del COI, come sarebbe il caso per i database online e per molti allevatori che gestiscono i propri database (ad esempio, 5 o 8 o 10), aggiungendo la generazione più recente (nuova) al database si elimina la generazione più vecchia per mantenere invariato il numero di generazioni. Il calcolo del COI deve includere la consanguineità storica, quindi tagliare i colli di bottiglia e altre generazioni in cui c'era molta consanguineità si tradurrà in COI inferiori nei cani di oggi. Ricorda, il calcolo del COI presuppone che la generazione più vecchia di cani non sia imparentata e non sia consanguinea, il che non è vero. Generazione dopo generazione, man mano che perdi le prime generazioni di consanguineità, sembrerà che la consanguineità stia diminuendo nella tua razza, il che ovviamente non è vero, portando alla conclusione errata (e spesso dichiarata) che "gli allevatori stanno facendo un ottimo lavoro nel ridurre la consanguineità". (Se non lo sapevi sul calcolo del COI, devi immergerti nello studio. Non sai cos'altro non sai e dovresti essere in grado di vedere come commettere un semplice errore può portare a una sciocchezza quando in realtà pensi di essere attento e responsabile.

Coifficienti negli Imbreeding

Dati genealogici per Basenji. *Anno di riconoscimento della razza da parte dell'American Kennel Club (AKC). (da Dreger et al 2016 Sequenza del genoma intero, chip SNP e struttura del pedigree: creazione di profili demografici nelle razze canine domestiche per ottimizzare la mappatura dei tratti genetici.)

Dovremmo usare i colli di bottiglia storici come "generazione di partenza" nei calcoli del COI dai dati genealogici. Sarebbe più informativo avere dati genealogici fino ai fondatori, ma finché i Kennel Club del mondo non decidono che il futuro stesso delle razze che registrano dipende dalle decisioni intelligenti degli allevatori che impediranno un ulteriore deterioramento dei pool genetici. Con una generazione di partenza fissa, possiamo davvero vedere se gli allevatori stanno adottando strategie di allevamento che stanno riducendo il tasso di consanguineità o, nel caso di razze sottoposte a salvataggio genetico, gli allevatori possono monitorare i progressi senza una grande spesa per l'analisi del DNA.Di nuovo, finché i Kennel Club non si faranno avanti per fornire i dati, spetta agli allevatori lavorare alla creazione di database completi fino ai colli di bottiglia, ma otterrebbero uno strumento prezioso per prendere decisioni di allevamento che ridurranno il rischio di depressione da consanguineità e proteggeranno la salute del pool genetico.

IL World Dog Federation sta lavorando affinchè si possa offrire agli allevatori uno strumento di studio valido attraverso un database mondiale unificato.