Population history and genetic variability of the American Shire horse

Summary

The American Shire horse breed is currently listed in “critical condition”, the most serious threat category assigned by the American Livestock Breeds Conservancy. Despite concern for the breed's future, however, a thorough genetic analysis of the breed has not been conducted to date. Pedigree data from 85 671 Shire horses born between 1806 and 2011 were used to determine current and historical genetic variability in the Shire horse since the first imported animals arrived from the United Kingdom to the United States. From this larger dataset, a reference population of 1 152 animals representing the most current generation was defined. Effective population size was 330.5, with 832 total founders and high pedigree completeness (98.2 percent) to five generations. Effective number of founders, ancestors and genomes were 104.5, 28.6 and 13.9, respectively. Average inbreeding coefficient was 2.4 percent from complete pedigree data and 1.3 percent when the most recent five generations were considered. Demographic analysis also revealed a population bottleneck in the 1950s. The ten most influential male and female ancestors contributed 48.5 percent and 11.6 percent, respectively, to the reference population, and only three foundation sires are responsible for 95.6 percent of all sire lines in the current generation. Although current assessment of genetic variability indicates a relatively healthy population, the small number of breeding animals, low birth rates and steady rise in inbreeding coefficients mark the American Shire as an at-risk breed for which conservation strategies should be considered.

Résumé

La race de cheval Shire Américain est actuellement répertoriée comme race en état critique, celle-ci étant la catégorie dans laquelle l'Association Américaine pour la Conservation des Races de Bétail classe les races les plus menacées. Néanmoins, malgré l'intérêt porté au futur de la race, une étude génétique exhaustive n'a pas encore été menée. Les données généalogiques de 85 671 chevaux Shire nés entre 1806 et 2011 ont été utilisées pour déterminer la variabilité génétique actuelle et historique de la race équine Shire depuis l'arrivée aux États-Unis des premiers animaux importés du Royaume-Uni. À partir de cette base de données, une population de référence de 1152 animaux a été créée pour représenter la génération la plus actuelle. La taille effective de la population a été de 330,5, avec 832 fondateurs au total et une généalogie assez complète (98,2 pour cent) jusqu'à cinq générations. Le nombre effectif de fondateurs, d'ancêtres et de génomes a été de 104,5, 28,6 et 13,9, respectivement. Le coefficient moyen de consanguinité a été de 2,4 pour cent pour l'ensemble de la généalogie et de 1,3 pour cent pour les cinq générations les plus récentes. L'analyse démographique a aussi révélé un goulot d'étranglement génétique dans la population dans les années 50 du XXème siècle. Les dix ancêtres mâles et femelles les plus influents ont apporté, respectivement, le 48,5 et 11,6 pour cent de la population de référence, et seulement trois étalons fondateurs sont responsables du 95,6 pour cent de toutes les lignées paternelles de la génération actuelle. Bien que la présente évaluation de la variabilité génétique laisse entrevoir que la population est relativement saine, le petit nombre d'animaux reproducteurs, les faibles taux de naissances et l'augmentation continue des coefficients de consanguinité situent la race équine Shire Américain dans un état de risque, comme quoi des stratégies de conservation devraient être prises en considération.

Resumen

La raza equina Shire Americano está actualmente catalogada como raza en situación crítica. La Asociación Americana para la Conservación de las Razas de Ganado clasifica así a las razas que se hallan más amenazadas. Pese al interés puesto en el futuro de la raza, no se ha llevado todavía a cabo un análisis genético exhaustivo de la raza. Se usaron los datos genealógicos de 85 671 caballos Shire, nacidos entre 1806 y 2011, para determinar la variabilidad genética actual e histórica del caballo Shire desde la llegada a Estados Unidos de los primeros animales importados del Reino Unido. A partir de esta base de datos, se definió una población de referencia más pequeña (1 152 animales) como representación de la generación más actual. El tamaño efectivo de la población fue de 330,5, con 832 fundadores totales y una alta compleción del pedigrí (98,2 por ciento) hasta cinco generaciones. El número efectivo de fundadores, de ancestros y de genomas fue de 104,5, 28,6 y 13,9, respectivamente. El coeficiente medio de endogamia fue del 2,4 por ciento para datos genealógicos completos y de 1,3 por ciento cuando se consideraron las cinco generaciones más recientes. El análisis demográfico también sacó a la luz un cuello de botella en la población en los años 50 del siglo XX. Los diez ancestros machos y hembras más influyentes aportaron, respectivamente, el 48,5 por ciento y el 11,6 por ciento de la población de referencia, y sólo tres machos fundadores son responsables del 95,6 por ciento de todas las líneas paternas de la generación actual. Si bien la presente evaluación de la variabilidad genética indica que la población está relativamente sana, el pequeño número de animales reproductores, las bajas tasas de natalidad y el continuo aumento de los coeficientes de consanguinidad hacen que el caballo Shire Americano se encuentre en una situación de riesgo y que se deban considerar estrategias para su conservación.