Strategien zur Maximierung des langfristigen genetischen Gewinns in der genomischen Ära

Dinesh Thekkoot PhD, Genesus Inc.

Die genomische Selektion (GS) ist eine neue Methode zur Verbesserung der ökonomischen Merkmale in Tierpopulationen durch Nutzung von Informationen aus molekularen Markern, Phänotypen und Stammbaum. Diese Methode bietet die Möglichkeit, die Zuchtwerte von Selektionskandidaten genauer und viel früher im Leben und für schwer messbare Merkmale wie Schlachtkörper- und Gesundheitsmerkmale zu schätzen. Aus diesem Grund gilt es als Paradigmenwechsel für die Tierzucht und wird von den meisten Tierhaltungsbetrieben weltweit angenommen. In der gegenwärtigen kommerziellen Tierzuchtlandschaft werden genomische Informationen meist verwendet, um die Zuchtwerte von Selektionskandidaten vorherzusagen. Es gibt einige andere Komponenten im Züchtungsschema, die durch Aufnahme genomischer Informationen beeinflusst werden können. Diese Komponenten interagieren miteinander und müssen daher optimiert werden, um die langfristige genetische Antwort zu maximieren. Einige dieser für die Schweinezucht spezifischen Komponenten sind nachstehend aufgeführt

Phänotypisierungs- / Genotypisierungsstrategien

Der Erfolg eines GS-Programms hängt von der Größe der Population von Tieren ab, die sowohl Genotypen als auch Phänotypen (bezeichnet als Referenzpopulation) haben, die zur Vorhersage der genomischen Zuchtwerte der jungen Selektionskandidaten verwendet werden. Um die hohen Vorhersagegenauigkeiten der genomischen Auswertung beizubehalten, muss die Referenzpopulation regelmäßig aktualisiert werden. Die Anzahl der Phänotypen / Genotypen, die in einem Zuchtprogramm gesammelt werden können, ist jedoch begrenzt und hängt ab von (a) den Kosten der Phänotypisierung / Genotypisierung: Aufgrund der hohen Kosten wird es nicht möglich sein, Phänotypen / Genotypen an allen Tieren zu sammeln und für alle Merkmale im Auswahlindex. Auch die zur Messung von genauen Phänotypen erforderlichen Einrichtungen sind möglicherweise begrenzt. (b) Die abnehmenden Grenzerträge, wenn wir mehr Ressourcen für zusätzliche Phänotypen / Genotypen zuweisen, dh wenn die Anzahl von Phänotyp / Genotyp zunimmt, nimmt der Nutzen der Zugabe eines zusätzlichen Phänotyps / Genotyps ab, obwohl die Kosten für das Sammeln dieses Phänotyps / Genotyps weiterhin bestehen gleich. All diese Faktoren können den genetischen Gewinn in einem Zuchtprogramm beeinflussen und sollten daher optimiert werden, um den langfristigen genetischen Gewinn zu maximieren.

Cross-Informationen nutzen

Kreuzung wird in der Schweineindustrie weit verbreitet verwendet, und das genetische Verbesserungsziel besteht darin, die Kreuzungsleistung unter kommerziellen Bedingungen zu verbessern, während die Selektion auf reinrassiger Leistung in den Kern- / Vermehrungsherden basiert. Im Allgemeinen ist die genetische Korrelation zwischen dem gleichen Merkmal, das im Kern aufgezeichnet wurde, und kommerziellen Herden niedriger als 1, was darauf hindeutet, dass die genetische Kontrolle des Merkmals zwischen dem Nukleus und kommerziellen Herden (dh Umgebungen) unterschiedlich sein kann. Für Merkmale mit einer genetischen Korrelation von 0.7 oder weniger wird vorgeschlagen, dass Daten von kommerziellen Farmen in genetische Evaluierungsprogramme integriert werden, um größere genetische Antworten in den Kreuzungs-Populationen zu erhalten. Die Verwendung genomischer Informationen wird helfen, die Kreuzungsinformationen in die Routineauswertung einzubeziehen, wodurch die Genauigkeit geschätzter Zuchtwerte der Kreuzungsleistung aus reinrassigen Daten erhöht wird und der langfristige genetische Gewinn maximiert wird (Dekkers 2007).

Stammbaum-Validierung

Stammbaumfehler können die Rate des genetischen Gewinns verringern. Genomische Informationen können verwendet werden, um den Stammbaum zu bestätigen und zu korrigieren und dadurch den langfristigen genetischen Gewinn zu maximieren.

Auswahlindizes neu bewerten

Um den langfristigen genetischen Gewinn zu maximieren, können wir daran denken, die Zuchtziele zu ändern. Mit der Verfügbarkeit genomischer Informationen haben wir die Möglichkeit, das Zuchtziel zu ändern, indem wir Merkmale wie Gesundheit und Fitness sowie angemessene ökonomische Werte für diese Merkmale integrieren. Da die genomische Selektion die Rate des genetischen Gewinns erhöht, müssen wir die Zuchtziele häufiger neu bewerten und neu definieren (Henryon et al., 2014).

Auswahlstrategien

Genomische Information kann verwendet werden, um Selektionsmethoden neu zu gestalten, um den langfristigen genetischen Gewinn zu maximieren, indem die Inzuchtraten kontrolliert werden, eine ausreichende genetische Variation beibehalten wird, die Größe der Zellpopulation angepasst wird, die Intensität der Selektion erhöht wird (Details können gefunden werden) hier), Etc.

Paarungsstrategien

Im Allgemeinen erhalten Paarungsdesigns weniger Aufmerksamkeit als andere Komponenten, während sie an die Maximierung langfristiger genetischer Gewinne denken. Jede Erhöhung, die durch Modifizierung eines Paarungsdesigns bewirkt wird, kann als zusätzlicher Vorteil für jedes Züchtungsschema betrachtet werden, da die meisten Änderungen des Paarungsschemas ohne zusätzliche Kosten oder logische Einschränkungen eingeführt werden können. Genomische Informationen werden uns helfen, die Paarungsmuster zu modifizieren, um den genetischen Beitrag effektiver zu verteilen, indem wir die Rate der Inzucht reduzieren (Henryon et al., 2014).

Genesus forscht auf dem Gebiet der genomischen Bewertung (GE) und Selektion ab 2011, indem es in Technologie investiert, um schwierige Merkmale genau zu messen, große Populationen von Tieren mit Genotypen und allen Phänotypen zu schaffen, verschiedene GS-Szenarien zu simulieren und reale Populationsstrukturen nachzuahmen und Daten und Validierung der GE- und GS-Programme. Kürzlich hat Genesus GE und GS in ihre Zuchtprogramme aufgenommen, um die langfristige genetische Reaktion zu maximieren und dadurch die Profitabilität der Genesus-Kunden zu maximieren.