กลยุทธ์เพื่อเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมระยะยาวในยุคจีโนม

Dinesh Thekkoot PhD, Genesus Inc.

การเลือกยีน (Genomic selection - GS) เป็นวิธีการใหม่ในการปรับปรุงลักษณะทางเศรษฐกิจของประชากรสัตว์โดยการใช้ข้อมูลจากเครื่องหมายโมเลกุลฟีโนไทป์และสายเลือด วิธีนี้เป็นโอกาสที่จะประเมินค่าการผสมพันธุ์ของผู้สมัครคัดเลือกได้อย่างแม่นยำและมากขึ้นในชีวิตและสำหรับลักษณะที่ยากต่อการวัดเช่นซากและลักษณะทางสุขภาพ ด้วยเหตุนี้จึงถือว่าเป็นกระบวนทัศน์ในการปรับปรุงพันธุ์สัตว์และได้รับการยอมรับจากอุตสาหกรรมปศุสัตว์ทั่วโลกส่วนใหญ่ ในสายพันธุ์การเพาะเลี้ยงสัตว์ในเชิงพาณิชย์ปัจจุบันข้อมูลเกี่ยวกับจีโนมส่วนใหญ่จะถูกใช้ในการทำนายค่าการผสมพันธุ์ของผู้คัดเลือก มีองค์ประกอบอื่น ๆ อีกหลายอย่างในโครงการปรับปรุงพันธุ์ซึ่งอาจได้รับผลกระทบจากการใช้ข้อมูลจีโนมิก ส่วนประกอบเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับแต่ละอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้จำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มการตอบสนองทางพันธุกรรมในระยะยาว ส่วนประกอบเหล่านี้บางส่วนที่เฉพาะเจาะจงสำหรับสุกรมีดังต่อไปนี้

กลยุทธ์การสร้างฟีนิคส์ / genotyping

ความสำเร็จของโครงการ GS ขึ้นอยู่กับขนาดของประชากรสัตว์ที่มีทั้ง genotypes และ phenotypes (เรียกว่าเป็นประชากรอ้างอิง) ที่ใช้ในการทำนายค่าการผสมพันธุ์ของยีน (genomic breeding values) ของผู้คัดเลือกเยาวชน เพื่อรักษาความแม่นยำสูงในการทำนายของการประเมินจีโนมประชากรอ้างอิงต้องได้รับการปรับปรุงเป็นประจำ แต่จำนวนของ phenotypes / genotypes ที่สามารถรวบรวมได้ในโปรแกรมการเพาะพันธุ์มีข้อ จำกัด และขึ้นอยู่กับ (a) ค่าใช้จ่ายของการสร้าง phenotyping / genotyping: เนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงจะไม่สามารถรวบรวม phenotypes / genotypes และสำหรับลักษณะทั้งหมดในดัชนีการเลือก นอกจากนี้สิ่งอำนวยความสะดวกที่จำเป็นในการวัดค่าฟีโนไทป์ที่ถูกต้องอาจมีข้อ จำกัด (b) ผลตอบแทนที่น้อยลงเมื่อเราจัดสรรทรัพยากรมากขึ้นสำหรับฟีโนไทป์ / genotypes เพิ่มเติมเช่นเมื่อจำนวนของการเพิ่มขึ้นของฟีโนไทป์ / จีโนไทป์ผลประโยชน์ของการเพิ่มฟีนอล / genotype จะลดลงแม้ว่าต้นทุนในการเก็บรวบรวมฟีโนไทป์ / genotype นั้นยังคงเป็น เหมือนกัน. ปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมดสามารถมีอิทธิพลต่อผลประโยชน์ทางพันธุกรรมในโครงการปรับปรุงพันธุ์และด้วยเหตุนี้ควรได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมระยะยาว

การใช้ข้อมูลข้ามพันธุ์

การผสมข้ามพันธุ์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมสุกรและเป้าหมายการปรับปรุงพันธุกรรมคือการปรับปรุงประสิทธิภาพของลูกผสมระหว่างสภาพการค้าขณะที่การคัดเลือกดังกล่าวขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการทำงานของสายพันธุ์แท้ในนิวเคลียส / ฝูงการคูณ โดยทั่วไปความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างลักษณะเดียวกันที่บันทึกไว้ในนิวเคลียสและฝูงเชิงพาณิชย์ต่ำกว่า 1 แสดงให้เห็นว่าการควบคุมลักษณะทางพันธุกรรมของลักษณะอาจแตกต่างกันระหว่างนิวเคลียสและฝูงเพื่อการค้า (เช่นสภาพแวดล้อม) สำหรับลักษณะที่มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของ 0.7 หรือน้อยกว่ามีข้อเสนอแนะว่าข้อมูลจากฟาร์มเชิงพาณิชย์จะรวมเข้ากับโปรแกรมการประเมินทางพันธุกรรมเพื่อให้ได้ผลตอบสนองทางพันธุกรรมมากขึ้นในประชากรพันธุ์ลูกผสม การใช้ข้อมูลจีโนมจะช่วยในการรวมข้อมูลลูกผสมในการประเมินผลเป็นประจำซึ่งจะช่วยเพิ่มความแม่นยำในการประมาณค่าการผสมพันธุ์ของประสิทธิภาพลูกผสมจากข้อมูลลูกผสมและเพื่อเพิ่มผลทางพันธุกรรมในระยะยาว (Dekkers 2007)

การตรวจสอบโคตร

ความผิดพลาดในสายเลือดสามารถลดอัตราการได้รับยีน สามารถใช้ข้อมูลจีโนมเพื่อยืนยันและแก้ไขสายเลือดและสามารถเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมได้ในระยะยาว

ประเมินดัชนีการคัดเลือกใหม่

เพื่อเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมในระยะยาวเราสามารถคิดปรับเปลี่ยนวัตถุประสงค์การเพาะพันธุ์ได้ ด้วยความพร้อมของข้อมูลจีโนมเรามีโอกาสที่จะปรับเปลี่ยนวัตถุประสงค์ในการเพาะพันธุ์ด้วยการผสมผสานลักษณะเช่นสุขภาพและสมรรถภาพพร้อมด้วยคุณค่าทางเศรษฐกิจที่เหมาะสมสำหรับลักษณะเหล่านี้ นอกจากนี้การคัดเลือกจีโนมิกจะเพิ่มอัตราการเพิ่มทางพันธุกรรมเราจำเป็นต้องประเมินและกำหนดวัตถุประสงค์การเพาะพันธุ์ซ้ำอีกครั้ง (Henryon et al., 2014)

กลยุทธ์การเลือก

ข้อมูลจีโนมสามารถนำมาใช้ในการออกแบบวิธีการคัดเลือกเพื่อเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมในระยะยาวโดยการควบคุมอัตราการผสมข้ามสายพันธุ์เพื่อรักษาความแปรปรวนทางพันธุกรรมให้เพียงพอเพื่อปรับขนาดของนิวเคลียสให้เพิ่มความหนาแน่นของการเลือก (รายละเอียดสามารถพบได้) โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม) ฯลฯ

กลยุทธ์การจับคู่

โดยทั่วไปการออกแบบผสมพันธุ์ได้รับความสนใจน้อยกว่าส่วนประกอบอื่น ๆ ในขณะที่คิดว่าการเพิ่มผลประโยชน์ทางพันธุกรรมระยะยาว การเพิ่มขึ้นใด ๆ ที่เกิดขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนการออกแบบผสมพันธุ์อาจถือได้ว่าเป็นประโยชน์เพิ่มเติมสำหรับโครงการปรับปรุงพันธุ์ใด ๆ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแผนการผสมพันธุ์ส่วนใหญ่สามารถนำมาใช้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมหรือข้อ จำกัด เชิงตรรกะ ข้อมูลเกี่ยวกับจีโนมจะช่วยให้เราสามารถปรับเปลี่ยนการออกแบบการผสมพันธุ์เพื่อลดการทำงานของพันธุกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการลดอัตราการผสมข้ามสายเลือด (Henryon et al., 2014)

Genesus ได้ดำเนินการวิจัยในด้านการประเมินจีโนม (GE) และการคัดเลือกจาก 2011 เป็นต้นไปโดยการลงทุนในเทคโนโลยีเพื่อวัดลักษณะที่ยากลำบากได้อย่างแม่นยำสร้างประชากรที่ใหญ่ขึ้นของสัตว์ด้วย genotypes และ phenotypes ทั้งหมดจำลองสถานการณ์ต่างๆของ GS โดยเลียนแบบโครงสร้างประชากรที่แท้จริง และข้อมูลและการตรวจสอบโปรแกรม GE และ GS เมื่อเร็ว ๆ นี้ Genesus ได้รวม GE และ GS ไว้ในโปรแกรมปรับปรุงพันธุ์เพื่อเพิ่มการตอบสนองทางพันธุกรรมในระยะยาวและเพื่อเพิ่มผลกำไรสูงสุดให้กับลูกค้าของ Genesus