MTS spol. s r.o. NEJLEPŠÍ GENETIKA NEJLEPŠÍ KNOW-HOW Už více jak 20 let
Mezníky před zavedením do praxe. • Beckman a Soller (1983) • - genetické markery bude moţné vyuţít v praxi plemenářské práce • Lande a Thompson (1990) • - genetické markery budou vyuţity formou MAS • (selekce za asistence markerů)
• Meuwissen, Goddard, Hayes (2001) • - návrh selekce podle celkové analýzy genomu
Podklad, který sloužil kdysi pro výběr O Mana…
Počáteční vyuţití MAS • Selekce z vlastních sourozenců – Analýza rodokmenu – Analýza několika známých markerů (hledání resesivních jedinců)
– Selekční rozhodnutí
GENOMIKA DNES - další fáze boje proti recesivním genetickým vadám Brachyspina •Recessivní vada •cca ~6% populace •Cca jedno z 1000 připáření •nositel Sweet Haven Tradition a synové Cleituse) •Nosič - BY, Negativní - TY PROJEVY: - zvýšená embryonální mortalita - mrtvě rozená telata mají zkrácenou krční část páteře a prodloužené zadní končetiny Agerholm et al., 2006; Agerholm et al., 2000
Metoda MAS byla omezená: • Jen na selekci jedinců uvnitř rodin – Zvláště sourozenců
• Podmínkou heterozygotní rodiče (Aa) • Málo známých a vyuţitelných markerů
• Malý efekt vzhledem k časové náročnosti
Podmínky dalšího rozvoje MAS: • Další pokrok ve čtení Genomu skotu (2004) – Identifikace dalších markerů – Vytvoření mapy markerů •Známý vliv markeru na vlastnost – Zkoumání genomu jiţ napříč populací
• Technologické podmínky – přesnost – rychlost – Cenová přijatelnost
Single Nucleotide Polymorphisms
SNP • Využito polymorfismu nukleotidů • (dusíkatých bází DNA)
Image Credit: Wiggans and Cooper., 2010 DCRC Presentation
Technologické prostředky (čipy): • Např. Ilumina • – různě kapacitní verze: • Silikonový chip 54,001 SNP – (umí až 54 tis. markerů)
• 12 vzorků najednou • I k ověřování původu
• BovineSNP50 V2 – Stejný čip, verze 2 – Testační kapacita 24 vzorků – 54,609 SNP Photo Credit: Genetic Visions; Wiggans and Cooper, 2010
Technologické prostředky (čipy): • BovineSNP3K – 2,900 SNP markerů • Cca 2,706 vyuţito v analýzr
– jednodušší, cenově levnější – kapacita 32 vzorků najednou – Vhodné k mapování samičí populace či býků s následným dopočtem markerů metodou Imputation – Imputace – počítačový dopočet
• Bovine HD Bead Chip – 777,962 markerů – V humánní medicíně jiţ vyuţívány ještě výkonnějí čipy Illumina, 2011; Wiggans and Cooper, 2010
Technologické prostředky (analyzátory): • Kaţdý typ je unikátní • Vyuţití ultrafialového paprsku, čtečka • Přenos markerové mapy do počítače
• Přepočtový soubor mezi markery a genotypy
Photo credit for Illumina scanning equipment: Genetic Visions
REFERENČNÍ BÁZE 10000
Predictor
8000
Predictee
6000
Young
4000 2000
2010
2008
2006
2004
2002
2000
1998
1996
1994
1992
1990
1970
0
1950
Number of Animals
ČERVENÁ – doprověření býci, ŽLUTÁ – býci s první PH, ZELENÁ – býci dosud bez dcer
Year of Birth
Na podkladě genotypu a PH souboru doprověřených býků se následně provádí odhad gPH neprověřených jedinců. Wiggans , Cooper, 2010; Van Raden, USDA – AIPL, 2010
DOSAVADNÍ RODOKMENOVÁ HODNOTA
Photo Credit: Genetic Visions
GENOMICKÁ RODOKMENOVÁ HODNOTA
Photo Credit: Genetic Visions
IMPUTACE - Známé pořadí dusíkatých bází DNA v tripletu -Provedení analýzy na jednodušším - (levnějším) čipu - dopočet bílých míst počítačem
Image Credit: Li et al., 2009
SPOLEHLIVOST GENOMICKÝCH PH •
VanRaden et al., 2009 – Spolehlivost genomické RH je vyšší než tradiční RH – Největší nárůst spolehlivosti RH je u vlastností s nízkou dědivostí
– Spolehlivosti gRH 85% (současní býci po testaci) se dosáhne, až bude v referenční bázi doprověřených býků cca 25 000 SNP – Spolehlivost genomických PH je nejvíce ovlivněna: • Počtem genotypovaných jedinců • Spolehlivostí PH genotypovaných jedinců • Počtem vyhodnocených SNP markerů VanRaden et al., 2009
Vyuţití genomiky v šlechtění firem vlastnících World Wide Sires • Pro udrţení vedoucí pozice mezi firmami je potřeba: – Vyuţít maximálně zpřesnění OPH v důsledku genomiky • Nejen při selekci býků, ale i matek býků – Zkracování generačního intervalu • Vyuţití skupiny nejlepších genomických testantů jako OB – v rozsahu do ~50% – větší vyuţití genotypovaných jalovic jako MB – vyuţití elitních plemenic dosud nevyuţívaných velkých komerčních farem – hledání outcrosových kombinaci
ZÁKLADNÍ FAKTORY ŠLECHTĚNÍ
Původ g(RH)
Genotyp DNA
Testace KU, KD
VYUŢITÍ GENOMICKÝCH DAT CHOVATELEM • Pro chovatele především jednodušší a cenově dostupný čip ( < 3,000 SNP markerů) – Zpřesnění selekce jalovic • Top jalovice na ET a sexované sperma • Vyřazení nejhoršího % jalovic • Vyuţití horších jalovic jako recipientek
– Genomický připařovací plán • Práce počítače s genomickými PH býků (plemenic)
PŘÍNOS GENOMIKY SOUHRNEM: • Větší přesnost OPH • Zkvalitnění souboru testantů
• Zkrácení generačního intervalu – zvýšení genetického zisku • Zvýšená kontrola nad genetickými defekty
OMEZENÍ GENOMIKY: • Ani po zavedení genomiky nejsou PH 100% přesné
• Dynamický vývoj, zatím jsme na počátku - Vývoj stále dokonalejších čipů i čtení DNA pokračuje
• Přesnost ovlivněna: – Velikostí efektivní populace – Počtem jedinců v referenční bázi – Počtem analyzovaných SNP markerů
• Testace nadále nutná – Je jediným prostředkem k ověřování přesnosti a efektu nyní zaváděných novinek do oblasti šlechtění
