Mating System

1. Mating System Dr.WuttigraiBoonkum Department of Animal Science Faculty of Agriculture, KKU

2. Mating System Mating systemหรือ ระบบการผสมพันธุ์สัตว์ หมายถึง :: กระบวนการหรือวิธีการเลือกคู่ผสมพันธุ์ของสัตว์โดยมีการตัด สินใจที่ชัดเจน :: วัตถุประสงค์ของการวางระบบการผสมพันธุ์สัตว์ คือ 1.) เพื่อรักษาความเป็นธรรมชาติดั้งเดิม (uniform, wild animal) 2.) เพื่อสร้างสัตว์สายพันธุ์ใหม่ (New Animal,ล่อ liger) 3.) เพื่อรักษาความเป็นพันธุ์แท้ (Pure breed, native animal) 4.) เพื่อเพิ่มระดับเลือดของพันธุ์ (Up grading) 5.) เพื่อหลีกเลี่ยงเลือดชิด (Avoidable Inbreeding) 6.) เพื่อต้องการความดีเด่นเหนือพ่อแม่ (Heterosis)

3. Mating System Mating System Non-random mating Random mating Inbreeding Outbreeding Selfing Sibling Sire-offspring Linebreeding Outcrossing Linecrossing Grading Up Species crossing Crossbreeding Synthetic crossing Sequence crossing 2-Breed crossing 3-Breed crossing Backcross 2-Breed Rotational crossing 3-Breed Rotational crossing

4. Random matingvs Non-random mating Random mating คือ การผสมพันธุ์ที่สัตว์ทั้งตัวผู้และตัวเมียมีโอกาส ผสมพันธุ์กับสัตว์ตัวใดก็ได้ โดยเป็นไปอย่างสุ่ม Non - random mating คือ การผสมพันธุ์ที่สัตว์ทั้งตัวผู้และตัวเมียไม่มีโอกาส ผสมพันธุ์กับสัตว์ตัวใดก็ได้ อาจเกิดจากหลาย สาเหตุ เช่น

5. Non - random mating มีคนเข้าไปจัดการ เช่น การผสมเทียม การคัดเลือก โรคระบาด

6. Non - random mating การเลือกคู่ผสมพันธุ์ (positive assortive mating)

7. Non - random mating การเลือกคู่ผสมพันธุ์ (negative assortive mating)

8. Non - random mating เกิดขึ้นโดยบังเอิญ (by chance)

9. Non - random mating Non – random mating สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภทใหญ่คือ Inbreeding Outbreeding

10. Inbreeding Inbreedingคือ การผสมพันธุ์สัตว์ที่มีความสัมพันธ์ทางสายเลือด ข้อดี เพิ่มความเหมือนทางพันธุกรรม (homozygous) ข้อเสีย  เกิดความเสื่อมของลักษณะ(Inbreeding depression) หมายถึง เพิ่มโอกาสของการแสดงลักษณะด้อยที่ควบคุมด้วยยีนมรณะ หรือ ยีนที่ผิดปกติต่างๆ

11. Inbreeding Selfing หรือSelf-fertilization Cloning Sibling Sire – offspring Linebreeding Inbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ อะมีบา Human cloning Fullsib Halfsib Dolly sheep

12. Inbreeding Sire – offspring Linebreeding Inbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ Sire-daughter mating (frozen semen) Dam Line1 Line2 Daughter Grand Daughter Great-Grand Daughter

13. Outbreeding Outbreedingคือ การผสมพันธุ์สัตว์ที่ไม่มีความสัมพันธ์ทางสายเลือด ไม่เป็นเครือญาติกัน ไม่มีบรรพบุรุษร่วมกัน ข้อดี เพิ่มความแตกต่างทางพันธุกรรม (heterozygous)  สร้างสัตว์ที่มีลักษณะดีเด่นเหนือกว่าพ่อแม่ (heterosis or hybrid vigor) ข้อเสีย  พันธุกรรมดั้งเดิมสูญหายไป (genetic loss; AA, aa)

14. Outbreeding Outcrossing Crossbreeding** Linecrossing Grading up Species cross (hybridization) Outbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ Unknown > 4 ancestor Seedstock breeders or Pure breed

15. Outbreeding Outcrossing Crossbreeding Linecrossing Grading up Species cross (hybridization) Outbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ InBreedLine1 InBreedLine2 เป็นระบบการผสมพันธุ์แบบเพิ่มเลือดชิดภายในสาย จากนั้นจะนำแต่ละสายมาผสมพันธุ์กันเพื่อเป็นการ เพิ่ม heterosis เป็นระบบที่ดัดแปลงมาจากการผสมพันธุ์ข้าวโพด ใช้หลักการของ G = A + D + Iเข้ามาเกี่ยวข้อง

16. Outbreeding Outcrossing Crossbreeding Linecrossing Grading up Species cross (hybridization) Outbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ A: Sire 100% B: Dam 100% A: Sire 100% A: 50%B: 50% A: Sire 100% A: 75%B: 25% เป็นระบบการผสมพันธุ์เพื่อเพิ่มระดับสายเลือด สัตว์ลูกผสมจะมีระดับเลือดเพิ่มมากขึ้น จนกลายเป็นพันธุ์แท้ได้ ใช้พ่อพันธุ์เข้าผสมเลือด 100% ในแต่ละชั่วรุ่น

17. Outbreeding Outcrossing Crossbreeding Linecrossing Grading up Species cross (hybridization) Outbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ ass horse mule เป็นระบบการผสมพันธุ์สัตว์ต่าง speciesกัน สัตว์แต่ละ speciesจะผสมพันธุ์กันได้ต้องมีจำนวนโครโมโซมเท่ากัน มีสรีรวิทยาใกล้เคียงกัน จะได้สัตว์ลูกผสมสายพันธุ์ใหม่ แต่จะเป็นหมันไม่สามารถสืบพันธุ์ต่อได้

18. Outbreeding Outcrossing Crossbreeding** Linecrossing Grading up Species cross (hybridization) Outbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ เป็นระบบการผสมพันธุ์ที่นิยมมากระบบหนึ่ง เป็นระบบที่เหมาะสำหรับสร้างสัตว์ที่มีความดีเด่นกว่าพ่อแม่ เป็นระบบที่ต้องมีสัตว์อย่างน้อย 2 สายพันธุ์เข้ามาเกี่ยวข้อง หากต้องการพันธุกรรมของสัตว์พันธุ์ใดมากที่สุด ในลูกรุ่นสุดท้าย ควรจัดสัตว์พันธุ์นั้นเป็นสายพ่อพันธุ์ ควรพิจารณาถึง maternal effectและใช้เพศผู้เป็นน้ำเชื้อดีกว่า เพราะจัดการง่าย

19. Outbreeding 2-way crossing or 2-breed crossing 3-way crossing or 3-breed crossing Backcross Criss crossing or 2-breed rotational crossing 3-breed rotational crossing Crossbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ เป็นระบบการผสมพันธุ์ที่ใช้สัตว์ 2 สายพันธุ์มาผสมกัน เป็นระบบการผสมพันธุ์สำหรับใช้ผลิตสัตว์ที่มีความดีเด่นเหนือพ่อแม่

20. Outbreeding 2-way crossing or 2-breed crossing 3-way crossing or 3-breed crossing Backcross Criss crossing or 2-breed rotational crossing 3-breed rotational crossing Crossbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ A B C AB ABC เป็นระบบการผสมพันธุ์ที่ใช้สัตว์ 3 สายพันธุ์มาผสมกัน เป็นระบบการผสมพันธุ์สำหรับใช้ผลิตสัตว์ที่มีความดีเด่นเหนือพ่อแม่

21. Outbreeding 2-way crossing or 2-breed crossing 3-way crossing or 3-breed crossing Backcross Criss crossing or 2-breed rotational crossing 3-breed rotational crossing Crossbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ A B A AB ¾ A ½ B เป็นระบบการผสมพันธุ์ที่ใช้ลูกผสมชั่วแรกเพศเมีย ผสมกลับไปยังพ่อพันธุ์ตัวเดิม ใช้ผลิตสัตว์เพื่อขุนขายเป็นการค้า

22. Outbreeding 2-way crossing or 2-breed crossing 3-way crossing or 3-breed crossing Backcross Criss crossing or 2-breed rotational crossing 3-breed rotational crossing Crossbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ A B A ½ A ½ B B ¾ A ½ B เป็นระบบการผสมข้ามสลับระหว่างสัตว์ 2 สายพันธุ์ 3/8 A 5/8 B สลับพ่อพันธุ์ทั้ง 2 สายพันธุ์

23. Outbreeding 2-way crossing or 2-breed crossing 3-way crossing or 3-breed crossing Backcross Criss crossing or 2-breed rotational crossing 3-breed rotational crossing Crossbreedingสามารถแบ่งเป็นระบบการผสมพันธุ์ย่อยได้ดังนี้ A B C ½ A ½ B A ¼A¼B½C เป็นระบบการผสมข้ามสลับระหว่างสัตว์ 3 สายพันธุ์ ABC สลับพ่อพันธุ์ทั้ง 3 สายพันธุ์

24. Orther mating system ให้ความสำคัญที่ของสัตว์สายพันธุ์สุดท้าย Terminal crossing Synthetic crossing or Composite crossing A B ½ A ½ B ½ A ½ B C AB ABC ½ A ½ B

25. Inbreeding & Relationship evaluation Inbreeding coefficientหรือ อัตราเลือดชิด (F)คือ ค่าความน่าจะเป็นที่ยีนที่ได้รับมาจากพ่อจะเหมือนกันหรือคล้ายคลึงกับยีน ที่ได้รับมาจากแม่... สัตว์จะมีอัตราเลือดชิดได้ โดยมีการผสมพันธุ์ระหว่างพ่อแม่ที่มีความสัมพันธ์ ทางสายเลือด ซึ่งเรียกว่ามี “อัตราความสัมพันธ์ระหว่างเครือญาติ”(R) วิธีการคำนวณสามารถทำได้ 2 วิธี ได้แก่ 1.) การวิเคราะห์เส้นทาง (path analysis) 2.) การวิเคราะห์ตารางความสัมพันธ์ (tabular method)

26. Inbreeding & Relationship evaluation 1.) ความสัมพันธ์ทางสายเลือด ความสัมพันธ์ทางสายเลือด นิยมวิเคราะห์ในรูปของ “ค่าสัมประสิทธิ์ความ สัมพันธ์”(relationship coefficient) สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

27. Inbreeding & Relationship evaluation ค่าที่ได้จะอยู่ระหว่าง 0 1 (พื้นฐานมาจากค่าสหสัมพันธ์) หาก Xและ Yไม่มีอัตราเลือดชิด เราต้องเปลี่ยนสูตรการคำนวณเป็น ค่าความสัมพันธ์ทางสายเลือดมีชื่อเรียกอื่นๆ เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างเครือญาติ ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม Numerator relationship Additive generic relationship

28. Inbreeding & Relationship evaluation 2.) อัตราเลือดชิด จะเกิดขึ้นเมื่อสัตว์นั้นเกิดมาจากพ่อแม่ที่มีความสัมพันธ์ทางสายเลือดกัน พ่อแม่มีความสัมพันธ์ทางสายเลือดมาก อัตราเลือดชิดจะยิ่งสูง ดังสมการ เมื่อ เป็นความแปรปรวนร่วมระหว่างพ่อกับแม่ของสัตว์ที่ประ เมินอัตราเลือดชิด

29. Inbreeding & Relationship evaluation A B C D E F A B B C C C D E D E D E 3.) การวิเคราะห์เส้นทาง มีขั้นตอนดังนี้ 3.1 แปลงพันธุ์ประวัติ เป็นแผนภาพลูกศร 3.2 กำหนดคู่สัตว์ที่ต้องการหาความสัมพันธ์ สมมุติ Dและ E Path1 Path2 Path3

30. Inbreeding & Relationship evaluation A B C D E F 3.) การวิเคราะห์เส้นทาง มีขั้นตอนดังนี้ 3.3 คำนวณเลือดชิดของบรรพบุรุษร่วม จากโจทย์ A, B และ C เป็น บรรพบุรุษร่วมของสัตว์ D และ E จะเห็นว่าสัตว์ A และ B เป็นพ่อลูกกัน มีความสัมพันธ์ ½ ดังนั้น C มีเลือด ชิดเท่ากับ

31. Inbreeding & Relationship evaluation 3.) การวิเคราะห์เส้นทาง มีขั้นตอนดังนี้ 3.4 นับจำนวนลูกศรในแต่ละเส้นทาง แต่ละลูกศรมีค่าเท่ากับ ½ แทนค่า ในสูตร ได้ผลดังนี้ 1/สัตว์ที่ขีดเส้นใต้เป็นบรรพบุรุษร่วมในเส้นทาง 2/จำนวนลูกศรในแต่ละเส้นทาง

32. Inbreeding & Relationship evaluation 3.) การวิเคราะห์เส้นทาง มีขั้นตอนดังนี้ 3.4 นับจำนวนลูกศรในแต่ละเส้นทาง แต่ละลูกศรมีค่าเท่ากับ ½ แทนค่า ในสูตร ได้ผลดังนี้ ความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์ Dและ Eรวมทั้งอัตราเลือดชิดของ Cมีค่าดังนี้

33. FD?

34. Inbreeding ของสัตว์ D A B C D E F สัตว์ E ไม่มีเลือดชิดเนื่องจากไม่มีหมายเลขแม่ จึงไม่สามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างพ่อและแม่ได้ ส่วนสัตว์ D พบว่าเกิดจากพ่อ C และแม่ B ซึ่งมีความสัมพันธ์กันได้ผ่าน 2 เส้นทาง ได้แก่ A ½ + ¼ B B C C ดังนั้นอัตราเลือดชิดของ D มีค่า

35. Inbreeding & Relationship evaluation 4.) การวิเคราะห์ตารางความแปรปรวน (tabular method)มีข้อดีกว่าแผนภาพลูกศร คือ เป็นวิธีการที่สามารถวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของสัตว์ได้ทุกตัวพร้อมกัน ไม่ต้องสร้างแผนภาพลูกศรซึ่งอาจผิดพลาดได้ง่าย มีขั้นตอนดังนี้ 4.1 สร้างตารางความสัมพันธ์ของสัตว์ทุกตัว (เรียงลำดับ ก่อน-หลัง) 4.2 ลงหมายเลขพ่อแม่ของสัตว์แต่ละตัวไว้ที่หัวของตาราง 4.3 คำนวณความแปรปรวน และความแปรปรวนร่วม ของสัตว์ทุกตัว ดังตัวอย่าง

36. Inbreeding & Relationship evaluation 4.) การวิเคราะห์ตารางความแปรปรวน (tabular method)

37. Inbreeding & Relationship evaluation 4.) การวิเคราะห์ตารางความแปรปรวน (tabular method)

38. Inbreeding & Relationship evaluation 4.) การวิเคราะห์ตารางความแปรปรวน(tabular method)

39. Inbreeding & Relationship evaluation 4.) การวิเคราะห์ตารางความแปรปรวน(tabular method) ความสัมพันธ์ระหว่างสัตว์ Dและ Eและอัตราเลือดชิด Cมีค่าดังนี้

40. Heterosis Heterosis หรือHybrid vigor เป็นอิทธิพลหนึ่งที่ส่งผลต่อการแสดงออกของสัตว์ โดยเฉพาะระบบ crossbreeding โดยความหมาย: “การที่สัตว์ลูกผสมมีความสามารถในการแสดงออกที่ดีเด่นกว่าพ่อแม่” P = G + E Dominance gene effect G = BV + GCV Epistatic gene effect Additive gene effect

41. Heterosis Crossbreeding system • Merit of components ต้องการความดีเด่นอะไร จากสัตว์พันธุ์อะไร • Heterosis ระดับ heterosisที่จะได้มากน้อยแค่ไหน • Breed complementary ผสมพันธุ์สัตว์เพื่อเสริมความดีเด่นซึ่งกันและกันหรือไม่ • Replacement การหาสัตว์ทดแทนฝูงยากหรือง่าย • Accuracyความแม่นยำในการคัดเลือก

42. Heterosis Gene combination value (GCV) GCV จัดเป็นnon – additive gene effect(ไม่ใช่อิทธิพลที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม แต่ในการประมาณค่าทางพันธุกรรมหากมีค่านี้สูงจะทำให้ค่าประมาณทาง พันธุกรรมมีความแปรปรวนสูง (high genetic diversity) การเลือกจับคู่ผสมพันธุ์ระหว่างสัตว์ รวมทั้งการพิจารณาว่าสัตว์พันธุ์ใดควรจะเป็นพ่อหรือแม่จะส่งผลกระทบต่อ ปริมาณ heterosis ในรุ่นลูกสูง สามารถหาได้จาก GCV = G – BV หมายเหตุ: การจะคิด GCV ได้จะต้องทราบจำนวนยีน ค่าอิทธิพลที่ควบคุมแน่นอน ในความเป็นจริงจะทำได้ยากมาก

43. Heterosis XX, Xx, xx เป็น Genotype รูปแบบใดๆก็ได้ Genotype effects Additive gene effects

44. Heterosis Heterosis value (HV) คำนวณได้จากความแตกต่างระหว่างค่า average phenotypeของลูกกับค่าเฉลี่ยพ่อแม่ เมื่อ HV= heterosis valueหรือ hybrid vigor value, = phenotype of Sire = phenotype of Dam = phenotype of Offspring mean

45. Heterosis หากกำหนดให้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมมีค่าเท่ากับ 100 กรัม เท่ากันทุกตัว เนื่องจากเลี้ยงอยู่ในสภาพแวดล้อมเดียวกัน จาก P= G+Eดังนั้น phenotype ของ พ่อ แม่ และเฉลี่ยลูกจะมีค่า ดังนั้น กรัม

46. Heterosis ค่าHVดังกล่าวหากเทียบเป็นสัดส่วนกับค่าเฉลี่ยพ่อแม่จะเรียกว่า %heterosisซึ่งจะได้ว่า จากตัวอย่างค่า %heterosisมีค่าเท่ากับ

47. Heterosis การประเมิน Breed heterosis ใช้ในกรณีที่มีการผสมข้ามพันธุ์ของสัตว์ ตั้งแต่ 2 สายพันธุ์ขึ้นไป เพื่อประเมินหาความแตกต่างของยีนโดยรวมในสัตว์ทั้งสองสายพันธุ์ นิยมประเมินในรูปของ retain heterosis (RH) มีสูตรในการคำนวณดังนี้ เป็นระดับเลือดพันธุ์ A ในพ่อ และ เป็นระดับเลือด A ในแม่ เป็นระดับเลือดพันธุ์ B ในพ่อ และ เป็นระดับเลือด B ในแม่ เป็นระดับเลือด C ในแม่ เป็นระดับเลือดพันธุ์ C ในพ่อ และ

48. Heterosis หากผสมพันธุ์สัตว์พันธุ์แท้Aเข้ากับสัตว์พันธุ์แท้ B ได้ลูกผสม F1เป็น จะได้ว่า %RHในรุ่น F1มีค่าเท่ากับ

49. Heterosis แต่เมื่อผสมพันธุ์สัตว์รุ่น F1เข้าด้วยกัน จะได้ %RHในรุ่น F2ดังนี้

50. Heterosis การเกิดHeterosis value Parent x Parent F1 x F1 F2 x F2 F3 x F3 100 X 50 X X X X X Inter se mating Inter se mating Inter se mating