Strategie per massimizzare il guadagno genetico a lungo termine nell'era della genomica

Dinesh Thekkoot PhD, Genesus Inc.

La selezione genomica (GS) è un nuovo metodo per migliorare i tratti economici nelle popolazioni animali utilizzando informazioni da marcatori molecolari, fenotipi e pedigree. Questo metodo offre l'opportunità di stimare i valori riproduttivi dei candidati alla selezione in modo più preciso e molto più precoce nella vita e per tratti difficili da misurare come le caratteristiche della carcassa e della salute. Per questo motivo, è considerato un cambio di paradigma per l'allevamento degli animali e viene adottato dalla maggior parte delle industrie del bestiame in tutto il mondo. Nell'attuale panorama zootecnico commerciale, l'informazione genomica viene principalmente utilizzata per prevedere i valori genetici dei candidati alla selezione. Ci sono molti altri componenti nello schema di riproduzione che possono essere influenzati dall'integrazione di informazioni genomiche. Questi componenti interagiscono tra loro e quindi devono essere ottimizzati per massimizzare la risposta genetica a lungo termine. Alcuni di questi componenti specifici per l'allevamento dei suini sono elencati di seguito

Fenotipizzazione / strategie di genotipizzazione

Il successo di un programma GS dipende dalle dimensioni della popolazione di animali che hanno sia genotipi e fenotipi (chiamati come popolazione di riferimento), che sono usati per predire i valori genomici di selezione dei giovani candidati alla selezione. Per mantenere l'alta precisione di previsione della valutazione genomica, la popolazione di riferimento deve essere aggiornata regolarmente. Ma il numero di fenotipi / genotipi che possono essere raccolti in un programma di allevamento è limitato e dipende da (a) Il costo della fenotipizzazione / genotipizzazione: a causa dell'alto costo non sarà possibile raccogliere fenotipi / genotipi su tutti gli animali e per tutti i tratti dell'indice di selezione. Inoltre, le strutture necessarie per misurare fenotipi accurati potrebbero essere limitate. (b) I rendimenti marginali decrescenti man mano che allociamo più risorse per fenotipi / genotipi addizionali, ovvero all'aumentare del numero di fenotipi / genotipi, il beneficio dell'aggiunta di un fenotipo / genotipo in più diminuisce, anche se il costo della raccolta di quel fenotipo / genotipo rimane il stesso. Tutti questi fattori possono influenzare il guadagno genetico in un programma di allevamento, e quindi dovrebbero essere ottimizzati per massimizzare il guadagno genetico a lungo termine.

Utilizzando informazioni incrociate

Il crossbreeding è ampiamente utilizzato nell'industria suina e l'obiettivo di miglioramento genetico è quello di migliorare le prestazioni di crossbred in condizioni commerciali, mentre la selezione si basa sulle prestazioni purosangue nel gregge nucleo / moltiplicazione. In generale, la correlazione genetica tra lo stesso tratto registrato nel nucleo e le mandrie commerciali è inferiore a 1, il che indica che il controllo genetico del tratto può differire tra il nucleo e le mandrie commerciali (cioè gli ambienti). Per i tratti con una correlazione genetica di 0.7 o inferiore, si suggerisce che i dati provenienti da allevamenti commerciali vengano incorporati nei programmi di valutazione genetica per ottenere risposte genetiche più elevate nelle popolazioni ibride. L'uso di informazioni genomiche aiuterà a incorporare le informazioni incrociate nella valutazione di routine, aumentando così l'accuratezza dei valori di allevamento stimati delle prestazioni incrociate dai dati di razza e massimizzando il guadagno genetico a lungo termine (Dekkers 2007).

Convalida del pedigree

Gli errori del pedigree possono ridurre il tasso di guadagno genetico. Le informazioni genomiche possono essere utilizzate per confermare e correggere il pedigree, e lì possono massimizzare il guadagno genetico a lungo termine.

Rivalutare indici di selezione

Per massimizzare il guadagno genetico a lungo termine, possiamo pensare di modificare gli obiettivi di allevamento. Con la disponibilità di informazioni genomiche, abbiamo l'opportunità di modificare l'obiettivo di allevamento incorporando tratti come la salute e l'idoneità insieme a valori economici appropriati per questi tratti. Inoltre, poiché la selezione genomica aumenta il tasso di guadagno genetico, abbiamo bisogno di rivalutare e ridefinire gli obiettivi di allevamento più spesso (Henryon et al., 2014).

Strategie di selezione

Le informazioni genomiche possono essere utilizzate per ridisegnare i metodi di selezione per massimizzare il guadagno genetico a lungo termine controllando i tassi di consanguineità, per mantenere una variazione genetica sufficiente, per regolare le dimensioni della popolazione del nucleo, aumentare l'intensità della selezione (i dettagli possono essere trovati qui), eccetera.

Strategie di accoppiamento

Generalmente, i disegni di accoppiamento ricevono meno attenzione degli altri componenti mentre pensano a massimizzare i guadagni genetici a lungo termine. Qualsiasi aumento apportato modificando un progetto di accoppiamento può essere considerato come un ulteriore vantaggio per qualsiasi schema di allevamento poiché la maggior parte dei cambiamenti nello schema di accoppiamento può essere introdotta senza costi aggiuntivi o vincoli logici. Le informazioni genomiche ci aiuteranno a modificare i disegni di accoppiamento in modo da disperdere il contributo genetico in modo più efficace riducendo il tasso di consanguineità (Henryon et al., 2014).

Genesus ha condotto ricerche nel campo della valutazione genomica (GE) e selezione da 2011 in poi, investendo in tecnologia per misurare con precisione tratti difficili, creando vaste popolazioni di animali con genotipi e tutti i fenotipi, simulando vari scenari GS, imitando strutture reali della popolazione e dati e validazione dei programmi GE e GS. Recentemente, Genesus ha incorporato GE e GS nei loro programmi di allevamento per massimizzare la risposta genetica a lungo termine e quindi massimizzare la redditività dei clienti Genesus.