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The Effects of Inbreeding on the Canadian Jersey
The Effects of Inbreeding on the Canadian Jersey
Inbreeding has been happening for generations, and reversing its less desirable effects can’t be achieved overnight. By / par : Kathryn Roxburgh
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Inbreeding. A word that can be polarizing. A concept which is concerning, yet easily dismissed all at once. Inbreeding remains a relevant topic of discussion a full decade into the genomic era, as the practice has done a lot of good things for Jersey breed progress, but it has also caused some unwanted genes to flourish. There is no quick fix to the negative outcomes of inbreeding; it has been happening for many generations, and it won’t disappear immediately. But there are steps that breeders can take to slow the rate of inbreeding within the Canadian Jersey population.
Simply put, inbreeding is mating animals that are related to each other. Any time an individual animal appears more than once in a pedigree, this is an example of inbreeding. It may be that an animal shows up in the same generation (e.g. both the maternal grandsire and paternal grandsire are the same bull), or in different generations (e.g. when the sire and maternal grandsire are brothers, an example of a practice commonly referred to as “line-breeding”). Inbreeding can be managed, but it is not entirely avoidable.
In August 2020, Lactanet Canada released their annual update on inbreeding statistics for each dairy breed in Canada. As of the end of 2019, the Jersey breed has an inbreeding rate of 6.90%. Fifty years ago, in 1970, the rate of inbreeding was less than 2% for Jerseys. Jerseys are currently in the middle of the pack when it comes to average percent inbreeding, with rates for other Canadian dairy breeds ranging from 2.94% (Milking Shorthorn) to 9.16% (Canadienne).
Since the advent of genomic testing and genomic selection, the rate of inbreeding for all dairy breeds has increased. This is because genomic selection has led to concentration of certain family lines, as well as a shortened generation interval. As breeders use genomic indexes to maximize genetic gain for their herd, pedigrees are “stacked” more intensely. That is to say, the same cow family or sire line is likely to appear in both the sire and dam side of the pedigree.
Stacking pedigrees has resulted in significant genotypic and phenotypic gain for Canadian Jerseys over the past decade. Consider the change in average production for Jerseys from 2010 to 2019: an increase of 547 kg of milk, 45 kg of fat, and 26 kg of protein, and the average BCA increased by 22 points for milk, 31 points for fat, and 27 points for protein. Compare that to the preceding ten years: between 2000 and 2009, the Jersey production average increased by 168 kg of milk, five kilograms of fat, and four kilograms of protein. The average BCA increased by just eight points for milk, five points for fat, and seven points for protein. The genomics era has brought significant economical improvements to the performance of the average Canadian Jersey. Conversely, the loss of genetic diversity in the Canadian Jersey population will reduce fertility, longevity and disease resistance in the long-term. The more similarities between genetic lines being mated together, the greater the probability that two undesirable copies of a gene are likely to be inherited by the resulting offspring. Genes are transmitted as part of a larger group of alleles on a chromosome. A desirable gene may be closely positioned to an undesirable piece of DNA. When a portion of the chromosome is passed along, the unwanted DNA “hitchhikes” along with the sought after gene. The Jersey Haplotypes Affecting Fertility, namely JH1 and JH2, are transmitted by this kind of process.
Reducing the level of inbreeding in the Canadian Jersey herd will, in the long run, protect and improve fertility, longevity and disease resistance within the breed; all of which are hallmarks of the Canadian Jersey. But it won’t be achieved overnight, especially when building on the momentum of genetic gain for the breed. Jersey breeders will need to make a conscious effort to balance index and performance traits with outcross genetics when selecting herd sires. Perhaps this will mean opting for the bull with the lowest R-value (i.e. the lowest average genetic relationship to the rest of the population) among a group of bulls which meet the herd’s pre-determined selection criteria.
Balancing the short-term benefits of inbreeding (i.e. higher index and performance) with the long-term benefits of reducing the rate of inbreeding (i.e. improved fertility, longevity and disease resistance) will take commitment from every breeder across the country. It took many generations of intentional pedigree selection for the Jersey cow to reach her current level of performance, and it will take many generations of intentional pedigree selection for breeders to protect the Jersey’s advantages from the damaging effects of intense inbreeding.
References:
Makanjuola, B.O., Miglior, F., Abdalla, E.A., Maltecca, C., Schenkel, F.S., and C.F. Baes. (2020). Effect of genomic selection on rate of inbreeding and coancestry and effective population size of Holstein and Jersey cattle populations. J. Dairy Sci. 103:5183–5199. https://doi.org/10.3168/jds.2019-18013
Van Doormaal, B. (2020, August). Inbreeding Update. Lactanet. https://www.cdn.ca/document.php?id=543.
Yager, A. (2019, October 17). The truth about inbreeding in dairy cattle. Hoard’s Dairyman. https://hoards.com/article-26575-thetruth-about-inbreeding-in-dairy-cattle.html
Les effets de la consanguinité sur les Jerseys canadiennes
La consanguinité existe depuis plusieurs générations et renverser ses effets indésirables ne peut se faire du jour au lendemain.
La consanguinité. Un mot qui peut diviser. Un concept qui est inquiétant mais facilement écarté en même temps. La consanguinité demeure un sujet pertinent de discussion plus de dix ans depuis le début de l’ère génomique, car la pratique a apporté ses bonnes choses pour le progrès de la race Jersey mais a aussi fait que certains gènes indésirables ont pris de l’ampleur. Il n’y a pas de solution miracle pour réparer les résultats négatifs de la consanguinité; ça se passe depuis des générations et ça ne disparaîtra pas immédiatement. Mais, il y a des étapes que les éleveurs peuvent prendre pour ralentir le rythme de consanguinité à travers des Jerseys canadiens.
Simplement dit, la consanguinité est l’accouplement d’animaux qui sont apparentés. Chaque fois qu’un animal apparaît plus d’une fois dans une généalogie, vous avez un exemple de consanguinité. Il se peut que ce soit un animal qui apparaît dans la même génération (ex. le grandpère maternel et le grand-père paternel est le même taureau) ou dans différentes générations (ex. lorsque le père et le grand-père maternel sont des frères, un exemple d’une pratique communément appelée la « reproduction en lignée »). La consanguinité peut être gérée, mais n’est pas totalement évitable.
En août 2020, Lactanet Canada a publié sa mise à jour annuelle sur les statistiques de consanguinité pour chaque race au Canada. À la fin de 2019, la race Jersey avait un taux de consanguinité de 6,9 %. Il y a cinquante ans, en 1970, le taux de consanguinité était de moins de 2 % pour les Jerseys. Les Jerseys sont présentement au milieu du lot lorsqu’on parle du pourcentage moyen de consanguinité, le taux pour les autres races laitières canadiennes variant de 2,94 % (Shorthorn laitier) à 9,16 % (Canadienne).
Depuis la venue des tests et des sélections génomiques, le taux de consanguinité de toutes les races laitières a augmenté, parce que la sélection génomique a mené à la concentration de certaines lignées familiales ainsi qu’un plus court intervalle générationnel. Comme les éleveurs utilisent les index génomiques pour maximiser un certain gain génétique pour leur troupeau, les généalogies sont « remplies » plus intensément. Ceci veut dire que la même généalogie de taureaux peut vraisemblablement apparaître tant du côté de la mère que du père de la généalogie.
Des généalogies plus complètes ont apporté des gains génotypiques et phénotypiques significatifs pour les Jerseys canadiennes au cours de la dernière décennie. Considérez le changement dans la production moyenne pour les Jerseys entre 2010 et 2019 : une augmentation de 547 kg de lait, 45 kg de gras et 26 kg de protéine et la MCR moyenne a augmenté de 22 points pour le lait, 31 points pour le gras et 27 points pour la protéine. Comparativement aux dix années précédentes : entre 2000 et 2009, la production moyenne d’une Jersey a augmenté de 168 kg de lait, 5 kg de gras et 4 kg de protéine. La MCR moyenne n’a augmenté que de 8 points pour le lait, 5 points pour le gras et 7 points pour la protéine. L’ère génomique a apporté une amélioration économique significative à la performance de la Jersey canadienne moyenne.
Inversement, la perte de la diversité génétique dans les troupeaux Jerseys canadiens réduira à long terme la fertilité, la longévité et la résistance aux maladies. Plus il y aura de similarités entre les lignes génétiques accouplées, plus grande sera la probabilité que deux copies indésirables d’un gène soient transmis au rejeton obtenu. Les gènes sont transmis par de plus grands groupes d’allèles sur un chromosome. Un gène indésirable peut être positionné près d’un morceau d’ADN indésirable. Lorsqu’une portion du chromosome est transmise, le DNA non désiré « s’accroche » au gène désiré. Les haplotypes Jerseys affectant la fertilité, soit JH1 et JH2, sont transmis par ce genre de processus.
Réduire le niveau de consanguinité dans les troupeaux Jerseys canadiens servira, à long terme, à protéger et améliorer la fertilité, la longévité et la résistance aux maladies de la race – tout ce qui définit la Jersey canadienne. Mais ça n’arrivera pas du jour au lendemain, spécialement lorsqu’on vogue sur la vague du gain génétique pour la race. Les éleveurs de Jerseys devront fait un effort conscient pour équilibrer l’index et les traits de performance en choisissant des taureaux non apparentés. Peut-être que ceci signifiera d’opter pour un taureau avec une R-valeur plus basse (ex. la plus basse moyenne de relation génétique avec le reste du troupeau) parmi un groupe de taureaux qui rencontrent les normes prédéterminées de sélection du troupeau.
Équilibrer les bénéfices à court terme de la consanguinité (ex. plus haut index et meilleure performance) avec les bénéfices à long terme de la réduction de la consanguinité (ex. meilleure fertilité, longévité et résistance à la maladie) prendra un engagement de tous les producteurs au pays. Il a fallu plusieurs générations de sélection généalogique intentionnelle pour que la vache Jersey atteigne son niveau actuel de performance et il faudra plusieurs générations de sélection généalogique intentionnelle aux éleveurs pour protéger les avantages de la Jersey des effets dommageables de la consanguinité intensive.
Références:
Makanjuola, B.O., Miglior, F., Abdalla, E.A., Maltecca, C., Schenkel, F.S., and C.F. Baes. (2020). Effect of genomic selection on rate of inbreeding and coancestry and effective population size of Holstein and Jersey cattle populations. J. Dairy Sci. 103:5183– 5199. https://doi.org/10.3168/jds.2019-18013
Van Doormaal, B. (2020, August). Inbreeding Update. Lactanet. https://www.cdn.ca/document.php?id=543.
Yager, A. (2019, October 17). The truth about inbreeding in dairy cattle. Hoard’s Dairyman. https://hoards.com/article-26575-thetruth-about-inbreeding-in-dairy-cattle.html
