Bu yazı, Kanada Guelph Üniversitesi Veterinerlik Fakültesi Patobiyoloji Bölümü öğretim üyelerinden ve aynı zamanda Select Sires’ın Genetik Araştırma Direktörü olarak görev yapan Dr. Mehdi Sargolzaei tarafından kaleme alınmıştır. Genetik seleksiyon, sürü optimizasyonu ve genomik analiz alanlarında uluslararası düzeyde saygınlığa sahip bir araştırmacı olan Dr. Sargolzaei, hem akademik dünyada hem de hayvancılık sektöründe somut çözümler geliştiren öncü isimlerden biridir. “Inbreeding: Is the sky really falling?” başlıklı bu çalışmasında, sığır yetiştiriciliğinde akrabalı yetiştirme (inbreeding) konusunu bilimsel temellerle ele almakta; konuya dair yaygın kaygıların, kavramsal karmaşıklıkların ve metodolojik farkların altını çizerek hem teoriye hem uygulamaya ışık tutmaktadır. Bu çeviri ile, sektörde sıkça karşılaşılan akrabalı yetiştirme sorunsalına kavramsal netlik kazandırmak, güncel genomik ölçüm yaklaşımlarını tanıtmak ve işletmelerin uzun vadeli genetik sürdürülebilirlik çabalarına katkı sağlamak amaçlanmaktadır.
Akrabalı Yetiştirme: Gerçekten Felaket Kapıda mı?
Akrabalı yetiştirme karmaşık ama son derece önemli bir konudur. Nesilden nesile, sektör uzmanları ve akademisyenler bu konunun inceliklerini araştırmaya devam etmekte; her yeni çalışma, yeni bulgular ve bakış açıları sunmaktadır.
Akrabalı yetiştirme, genellikle felaket senaryoları eşliğinde sunulur; ancak bu konu olağanüstü derecede karmaşıktır. Sektörün bu konuyu dikkatle takip etmesi elzem olsa da, durum felaket boyutunda değildir.
Select Sires’ın bu üç bölümlük yazı dizisinde, akrabalı yetiştirme konusunu derinlemesine ele alacağız:
- İlk yazıda, bazı temel kavramları tanımlayacak ve sıkça sorulan bazı soruları yanıtlayacağız.
- İkinci yazıda, sürüdeki akrabalı yetiştirme seviyelerini yönetmenize yardımcı olabilecek yenilikçi ve incelikle geliştirilmiş araçları ele alacağız.
- Serinin son yazısında ise seleksiyon, akrabalı yetiştirme ve genetik çeşitlilik arasındaki ilişkiyi inceleyeceğiz.
Akrabalı Yetiştirme Nedir?
S: Akrabalı yetiştirme nedir?
C: Her hayvan, biri babadan, diğeri anneden olmak üzere iki gamet alır. Bu nedenle her genin hem anneye hem de babaya ait bir kopyası bulunur. Eğer bir genin iki kopyası aynı ise, bu birey o gen bölgesi için homozigottur. Eğer bu homozigotluk ortak bir ataya kadar takip edilebiliyorsa, bu hayvan söz konusu gen bölgesi için akrabalı yetiştirme göstermektedir.
Bu duruma atadan dolayı özdeşlik ya da İngilizce literatürdeki karşılığıyla identity by descent (IBD) denir. Tüm genom genelinde bu özdeşlik değerlerinin ortalaması, akrabalı yetiştirme katsayısı olarak adlandırılır.
Akrabalı yetiştirme katsayısı, bir hayvanda anne ve babadan gelen her bir alelin atadan özdeş olma olasılığını gösterir ve hayvanın genel akrabalı yetiştirme düzeyini yansıtır.
Temel Genetik Terimler
- Alel: Her gen, farklı işlevlere sahip çeşitli varyantlara sahip olabilir. Bu varyantlara alel adı verilir.
- Homozigotluk: Bir genin iki aleli aynı olduğunda, o lokus homozigot kabul edilir. Homozigot bir lokus, ya durum özdeşliği (IBS) ya da atadan özdeşlik (IBD) gösterebilir.
- Durum Özdeşliği (IBS): İki alel, tamamen tesadüfen aynı olduğunda oluşan özdeşliktir.
- Soy Bağıyla Özdeşlik (IBD): İki alelin, aynı ata alelinin kopyaları olması nedeniyle özdeş olması durumudur.
Akrabalı yetiştirme bağlamında ölçtüğümüz esas unsur IBD’dir. Bu, birbiriyle akraba hayvanların çiftleşmesi sonucu ortaya çıkar.
Bir birey her gen için iki alel miras alır; biri boğadan, diğeri inekten. Bu aleller, homolog kromozomlar üzerinde aynı konumda (lokus) bulunur.
- Homozigot (homozygous): Eğer bir genin her iki aleli de birbirinin aynısıysa, birey bu gen için homozigottur.
- Heterozigot (heterozygous): Eğer bir genin iki aleli birbirinden farklıysa, birey bu gen için heterozigottur.
Akrabalı Yetiştirme Nasıl Ölçülür?
S: Akrabalı yetiştirme (inbreeding) nasıl ölçülür?
C: Akrabalı yetiştirme, hayvanların pedigri kayıtlarından veya genotiplerinden hesaplanabilir.
Soyağacı Temelli Akrabalı Yetiştirme
Bu yöntemde, IBD olasılığı bilinen soyağacı üzerinden hesaplanır. Akrabalı yetiştirme, bu yöntemde bireylerin soylarında kaç ortak ata olduğu ve bu atalarla olan kuşak mesafelerine bağlı bir fonksiyondur.
Avantajları:
- Genom temelli yöntemlerde, soyağacı bilgisine ihtiyaç duyulmaz; dolayısıyla soy kayıtlarındaki hatalar bu yöntemi etkilemez.
- Gen ayrışımı farklılıkları dikkate alınır; örneğin tam kardeşler bu yöntemle farklı akrabalı yetiştirme düzeylerine sahip olabilir.
- Her bir kromozom bölgesi için ayrı ayrı akrabalı yetiştirme katsayısı hesaplanabilir; bu da yüksek riskli ve düşük riskli akrabalı yetiştirmeyi ayırt etmeyi sağlar.
Dezavantajları:
- Soyağacının eksikliği veya hataları hesaplama doğruluğunu düşürür.
- Üreme sırasında gerçekleşen gen ayrışımı farklılıkları tam olarak hesaba katılmaz; örneğin tam kardeşler bu yöntemle aynı akrabalı yetiştirme katsayısına sahip olarak hesaplanır.
Genomik Temelli Akrabalı Yetiştirme
Bu yöntemde, hayvanların genetik yapısına ait genotip verileri (tüm genomu eşit oranda kapsayan) kullanılarak IBD hesaplanır. Genotiplere dayalı akrabalı yetiştirme seviyesini hesaplamanın çeşitli yolları vardır. Yaygın kullanılan bir yöntem, genomda uzun homozygotluk bölgeleri olan runs of homozygosity (ROH) analizidir. ROH, gen ayrışımı farklılıklarını hesaba kattığı için pedigri temelli yöntemlere kıyasla daha doğru sonuçlar verir.
Avantajları:
- Soyağacı bilgisine ihtiyaç duyulmaz; dolayısıyla soy kayıtlarındaki hatalar hesaplamayı etkilemez.
- Gen ayrışımı farklılıkları dikkate alınır; örneğin tam kardeşlerin bu yöntemle farklı akrabalı yetiştirme düzeyleri olabilir.
- Her bir kromozom bölgesi için ayrı ayrı akrabalı yetiştirme katsayısı hesaplanabilir; bu da yüksek ve düşük riskli akrabalı yetiştirme bölgelerinin ayırt edilebilmesini sağlar.
Dezavantajları:
- Uygulaması daha karmaşıktır ve genotip verisi gerektirir.
- Genotipleme hataları hesaplamayı etkileyebilir; ancak genotipleme hata oranı genellikle çok düşüktür.
S: Akrabalı yetiştirmenin etkisi nedir?
C: Bireyde veya popülasyonda yüksek seviyede akrabalı yetiştirme, canlılıkta azalmaya ve dolayısıyla performans düşüşüne yol açabilir. Bu durum “akrabalı yetiştirme depresyonu” olarak adlandırılır.
S: Kabul edilebilir akrabalı yetiştirme düzeyi nedir?
C: Akrabalı yetiştirme için evrensel bir eşik değeri yoktur. İyileştirilmiş çevre koşulları, akrabalı yetiştirmenin olumsuz etkilerini belli bir ölçüde maskeleyebilir. Yani, genetik bozukluğu olmayan bir akraba birey, çevre yönetimi iyi olan bir sürüde belirgin bir performans düşüşü göstermeyebilir.
S: Akrabalı yetiştirme nasıl kontrol altına alınır?
C: Genel kural olarak, sürüde çeşitli boğalar kullanılmalıdır. Az sayıda boğanın sürü genetiğine hâkim olmasına izin verilmemelidir. Üretim hedeflerinize göre eşleştirmeleri optimize ederken, boğalar ile inekler arasındaki genomik/soyağacı ilişkilerini en aza indirmek için eşleştirme uygulamaları kullanılmalıdır. Ayrıca, kullanılan tohumlama boğaları arasındaki genetik ilişkiler de mutlaka takip edilmelidir.
Sonuç: ROH temelli akrabalı yetiştirme hesabından edinen katsayılar, soyağacı temelli hesaplardan elde edilen katsayılardan daha doğrudur. ROH sayesinde yüksek riskli (yaygın yakın atalara dayanan) akrabalı yetiştirme tespit edilebilir. Boğa çeşitliliği ve eşleştirme yazılımları, akrabalı yetiştirme oranını kontrol etmede etkili araçlardır.
