PRINSIP DAN APLIKASI OUTBREEDING

Resume :

• Efek Genetik Out breeding dan heterosis

• Jenis dan Manfaat Outbreeding

Manfaat OB:1. adanya gen-gen komplementer antar populasi/breed

Contoh Breed Jantan : Sifat A

Breed Betina: Sifat B ----------- Breed BARU

2. Efek heterosis

3. Instrumen (tools) peningkatan kualitas genetik

Jenis OB:

1. Out Breed: 1 bangsa , beda lokasi asal

2. Outcross/ cross breed: persilangan antar bangsa

2

Outbreeding Systems• Outbreeding (or outcrossing) Is the mating of individuals

whose relationship is less than the average relationship in the herd or population.

• The effects of outbreeding are the opposite of those for inbreeding:

- Increase of genetic variance

- Possibility to obtain hybrid vigor (heterosis)

• As a mating strategey, outbreeding more commonly refers to crossbreeding or linecrossing:

1. Crossbreeding: mating of sires of one breed or a combination of breeds with dams from another breed or combination of breeds

2. Linecrossing: mating of sires of one line or a combination of lines with dams from another line or combination of lines

3

Crossbreeding

• In crossbreeding we look for “breed complementarity”

each breed is good for traits or characteristics

different from the other breed

• Maternal breed: excellent in maternal traits (fertility,

mothering ability, milk production, etc)

• Paternal breed: excellent in paternal traits (growth rate,

meat quality and carcass yield)

• Breed complementarity is achieved in “terminal sire

crossbreeding” systems in which maternal breed

females are mated to paternal-breed males to produce

progeny desired from market standpoint.

4

• The main objective of crossbreeding is to obtain

hybrid vigor or heterosis.

• Hybrid vigor (HV): an increase in the performance

of crossbred progeny over purebred progeny in traits

affected by non-additive factors (dominance,

overdominance and epistasis). It is an increase in

gene combination value (GCV) that results from the

increase in heterozygous genotypes due to

crossbreeding.

• Traits which generally show hybrid vigor in

crossbreeding are the same traits which show

inbreeding depression like fertility and survival traits.

MODAL YANG DIPERLUKAN “BREED MURNI”

No Kelebihan Kekurangan

1. Adaptasi kondisi lokal bagus

(klimat, sosek)

Rigiditas thd kondisi perubahan

permintaan pasar (ekonomi(

2. Homosigositas populasi dan

kesederhanaan manajemen

(tingkah laku, morfologi,

produksi) memeudahkan

manajemen

Efektifitas seleksi rendah (untuk

sifat dg h2 rendah)

3. Organisasi peternakan lebih

mudah( identifikasi breed,

kelompok peternak)

Kesulitan dalam seleksi simultan

untk. Bbrp sifat selakigus (untuk

sifat genetik berlawanan (mis

repro vs. prod.)

4. Program genetik “irreversible” Resiko menurunkan variabilitas

genetik ( krn seleksi atau pd

populasi kecil)

RANGKUMAN : STRATEGI OUT

BREEDINGBreed eksotik unggul

Breed silang („F1( ?

Proporsi

darah100 % eksotik

(gradding up)

< 100 %

H efek

(HE) ?

Tidak ada

HE

Pool gens

Breed sintetis/industri

Ada HE

Prod. F1

Ada HE Seleksi pd F1

Interkasi G+ E

Bagus ?

MACAM-MACAM OUT BREEDING

I. Tujuan Genetik:

a. Menghasilkan Breed Baru

Breed A X Breed B

F1 X F1

F2 X F2

Fn

Fn : Disebut breed baru:

• Ciri spesifik baru

• Tingkat homoginitas

tertentu

b. Perbaikan Genetik

Introduksi gen unggul pejantan

pada betina

Pejantan A X Induk

Fn

c. Gradding Up:

A X B

AB X B

ABB X B

“ + Breed B”

Waktu: perlu 4 – 5 Generasi: + 93.75-

96.85 %.

Sapi : 25 – 30 thn; Kb/Db; 20 thn

Babi: 10 th.

II. Tujuan Komersial

a. Persilangan Industri / terminal

A X B

F1 ------- potong

Gabungan: A sifar repro/prod

B sifat daging/susu/pert.

Kelebihan:

• Komplementer dr 2 breed

• Fenomena H efek: repro+ pertbh.

Kekurangan:

• Sulit pemilihan breed tetua:adaptasi

• Teknis pelaksanaan ( dg IB)

• Pemanfaatan F1 kurang untuk bibit

• Replecement betina, perlu

memelihara breed murni

b. Persilangan dua tingkat

A X B

AB X A/B/C/D

F2 ( dipotong)

Kelebihan:

• 2 Kali gen komplementaire (F1, F2)

• 2 Sumber H efek komulatif

Kekurangan:

• Persilangan kpmpleks

• Perlu breed murni banyak/org. peternak

c. Persilangan alternatif

A X B

AB x A

AAB X B

AABB X A dst.

Kelebihan: Tujuan doubel, kombinasi gen

Kekurangan : tak bisa untuk bibitpotong

Praktek Cross breeding

1. Back Cross:

A X B

F1:AB X A/B

F2

2. Criss Cross:

A X B

F1 X A

F2 X B

F3

3. Rotasi:

A X B

F1 X Breed X

F2 X Breed Y

F3 x Breed Z

Catatan: F1 dengan pejantan breed murni

scr. bergilirasn

4.I nterbreeding:

A X B

F1 X F1

F2 X F2

Fn

Catatan: disertasi program seleksi ketat

Catatan Umum Cross Breeding:

1. Perkawinan dr. bangsa

berbeda

2. Menggunakan breed murni

10

Terminal Sire Crossbreeding

Sire breed x Dam breed

A B

AB

(Crossbred progeny)

All progeny including females are

sold in the market for slaughter

11

Composite (Synthetic) breeds• A composite or synthetic breed is a breed made

up of various proportions of two or more breeds

designed to benefit from hybrid vigor.

A X B

AB X C

ABC X ABC

Breed of various proportions of A, B, and C

12

Foreign breed x Local breed

F L

F X 1/2F 1/2L

F X 3/4F 1/4L

F X 7/8F 1/8L

15/16F 1/16L

• Is the mating of males of high genetic merit with females of low genetic merit from the same breed or from a different breed.

• Mainly used to upgrade local females with males from foreign breeds.

• The hybrid females resulting from the cross are mated back to purebred males from the foreign breed.

Grading

up

Unit 4, Lesson 15 - Systems of

Breeding

13

Grading UpTaylo

r, R

obert

E.,

Scie

ntific F

arm

Anim

al P

roduction,

4th

ed.

Why would we want to use grading up?

In order to make a commercial cow herd a purebred cow herd. Once

an offspring has 7/8 or 15/16 of the genetic make up of the desired

breed, it is considered a purebred.

This would take several generations of breeding up, but may be

profitable when purebred females of high quality are very expensive.

14

Crossbreeding

Why would we want to use

crossbreeding?

By crossing breeds the strengths

and weakness of each breed will

compliment one another.

Also increases heterosis, which

increases the productivity of the

crossbred offspring above the

average of breeds that are

crossed.

Outcrossing/ Out

Breed

Why would we want to

use outcrossing?

Unrelated animals of

the same breed are

mated.

In order not to inbreed, but

have animals maintain

characteristics of the

breed.

Example – Unrelated

animals of the same

breed are mated.

BAGAIMANA PRAKTEK PERSILANGAN ANTAR SPESIES

No. Persilangan Fertilitas Keunggulan F1

Jantan Betina

1. BantengX Zebu - + Laju pertumbuhan

2. Keledai Xkuda - + Kerja + ketahanan

3. Sapi x Yak - - BB/Power/Susu

4. Bos taurusxB. Indicus + + Daging

5. Entog X Itik ? ? Daging ?/pertb.

Catatan:

•Bukan penghasil bibit

•Secara teknis memungkinkan, tetapi

•Tujuan utama bukan genetik .

Species CrossWhy would we want to do a species

cross?

If your desired outcome

will merit a species cross

Example – Horse bred to

a

donkey to get a mule.

EFEK GENETIK OUTBREEDING

DAN HETEROSIS (Hybrid Vigor)

Pertimbangan pemilihan sistim perkawinan:1. Tujuan peningkatan kualitas genetik

2. Karakteristik lingkungan

3. Potensi dan kemampuan manajemen

4. ekonomis

Contoh Implementasi:

1. Kualitas Genetik-LingkunganSapi-sapi di uji performans di stasiun riset (di Eropa, FH),

saat diuji sebarluaskan di lapang

kondisi riil, mis . Di afrika, berubah performans

Di kenal breed Taurin …. Kecil sekali, genetik sama dengan FH

2. Ekonomis-Manajemen

Sapi FH Di Valley Chinois (California) dan di Sharon (Israel), Emirat Arab:

Produksi sapi perah : 8500 l/laktasi

Bnadingkan dengan di Indonesia : 4500 l/laktasi

Out breeding, untuk mengatasi permasalahan2 seleksi:

1. Perubahan ekonomi (jenis permintaan produk yang selalu berubah)

2. Jika h2 rendah efektifitas seleksi rendah

3. Beberapa sifat sekaligus

4. Mengurangi resiko penurunan variabilitas genetik

Efek genetik out breeding

Efek Genetik Umum:1. Meningkatkan heterosigositas dan menurunkan efek inbreeding

2. Memanfaatkan heterosigositas

3. Mengkombinasikan sifat-sifat baik antar breed

4. Menghasilkan kemajuan genetik secara cepat dalam 1 – 2 generasi

(tidak mungkin dilakukan dengan seleksi)

EFEK Genetik Spesifik:

1. Out Breed (silang Luar) : 1 bangsa beda lokasi asal

Kapan dilakukan?:Jika permintaan pasar (preferensi) berubah

mis ; 2006- 2008: daging dg kadar lemak rendah

Standart seleksi, tidak realistis lagi

mis: 1980 ( prod 4500 liter); 2008 (10.000 liter)

Kondisi ?:Dilakukan, bila dikehendaki perubahan-perubahan drastis

(digunakan pada kelompok ternak bibit)

Penekanan pada sifat-sifat produksi yang ekonomis

Pada sifat dg h2 (sedang-tinggi)

(h2 tinggi, berkorelasi tinggi dengan fenotip),

sehingga cukup diseleksi pada fenotip indv.

EFEK Genetik Spesifik:

Out Cross (silang Luar) : antar bangsa

Tujuan Umum:Meningkatkan produktifitas secara maksimal

Pada peternakan komersial

(heterosis efek dan peningkatan frek. Gen yang dikehendaki)

Aspek Genetik:1. Menyilangkan antar bangsa cenderung untuk menutupi

gen-gen resesif

2. Meningkatkan heterosigositas

3. Produk pada F1,(efek heterosis)

4.pada sifat2 terkena tekanan silang dalam, pada breed murni)

HETEROSIS EFEK (Hybrid vigor)Performans hasil silangan melampui rata-rata tetua

Tinggi rendahnya EFEK HEHETOSIS diukur dengan Koefisien heterosis

(P persilangan –P rerata tetua)

% H = --------------------------------

P rerata tetua

Contoh: Persilangan Sapi Madura dengan Limousin

Misal ADG: Sapi Madura ( 0.4 kg)

ADG Sapi Limosin ( 0.8 kg)

ADG hasil silangan (F1) = 0.7 kg

Maka:

Rerata ADG tetua = 0.6

Jadi koefisien heterosis =

0.7 – 0.6

% H = -------------- x 100 % = 16 %

0.6

21

Measuring Hybrid vigor

%100% 1 XP

PPHV

P

PF

Average performance of

crossbred offspring

Average performance of parental

breeds (or lines)

HV can be expressed in % basis:

PF PPHV 1

• Example : Crossbreeding between two dairy breeds:

• Average milk production per year of breed A is 8000 kg

• Average milk production per year of breed B is 6000 kg

• Average of crossbred cows is 7400 kg.

• Calculate the resulting hybrid vigor on percentage basis.

%7.5%1007000

70007400%

XHV

BAGAIMANA PENGARUH LINGKUNGAN

THD HETEROSIS (hasil persilangan)?????

Jelek Baik

Performans lokal

lokal

Impor

Rerata

tetua

F1, silang

HET

AD

EF

HET: Heterosis. ADEF: Additive Effect

impor

Lokal

Rerata

tetua

F1, silangHET

AD

EF

Hubungan antara H dan h2

Reproduksi Pertumbuhan Karkas

1. h2 (heritabilitas) Jelek (0.0 –

0.15)

Sedang (0,2 –

0.4)

Tinggi (0.5 –

0.70)

Progres genetik

(seleksi)

Rendah Sedang Tinggi

2. H (efek heterosis) Tinggi ( 10 –

20 %)

Sedang ( 5 – 8

%)

0 %

Perbaikan genetik

(persilangan)

Tinggi Sedang 0

Catatan:

1. Progress genetik =h2 x DS

2. Pada babi banyak dilakukan persilangan,

meningkatkan litter size ?, kenapa

ESTIMASI PENYEBAB HETEROSIS

1. Dominansi:

ternak2 breed murni tidak seleuruhnya homosigot pada seluruh lokus

dengan persilangan akan terjadi pengurangan proporsi

lokus gen homosigot resesif

2. Over dominansi

Nilai heterosigot melampui nilai pasdangan gen-gen homosigotik

(pada sifat yg dipengaruhi oleh gen di banyak lokus)

3. Epistasi:

Interaksi gen dari kombinasi baru gen-gen dari lokus yang berbeda

Secara Ringkas:

% H = Σ dom (P F1 – P rerata tetua) 2,

Dimana: dom adalah faktor-faktor dominan