รวมข้อมูลจีโนมิกในการประเมินทางพันธุกรรมประจำ

ปริญญาเอก Dinesh Thekkoot

 

หลายปีที่ผ่านมาผู้ผลิตสุกรขึ้นอยู่กับลักษณะทางกายภาพและการประเมินฟีโนไทป์เพื่อเลือกสุกรเพื่อผลิตต่อไป ต่อมาวิธีการเพาะพันธุ์และการผสมพันธุ์โดยใช้ข้อมูลเชิงปริมาณเชิงปริมาณถูกนำมาใช้ในการประเมินคุณค่าทางพันธุกรรมของสัตว์ได้แม่นยำมากขึ้น

เมื่อปลายยุค 1980 ความก้าวหน้าทางพันธุกรรมเพิ่มขึ้นด้วยการแนะนำขั้นตอนทางสถิติใหม่ที่เรียกว่าการทำนายเชิงเส้นที่ดีที่สุด (BLUP) ซึ่งอนุญาตให้พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ใช้ข้อมูลประสิทธิภาพจากสัตว์หลายชนิดและรวมข้อมูลเหล่านี้เข้ากับข้อมูลทางสายเลือด (ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างสัตว์) กับการมาถึงของเครื่องหมายช่วยเลือก (MAS) พ่อพันธุ์แม่พันธุ์เริ่มที่จะรวมข้อมูลจากเครื่องหมายโมเลกุลด้วยวิธีการเชิงปริมาณแบบดั้งเดิม 

อุตสาหกรรมสุกรยังได้รับประโยชน์จากการตรวจดีเอ็นเอแต่ละชนิดเพื่อคัดกรองสัตว์สำหรับเครื่องหมายต่างๆเช่น RYR1 (PSE - เนื้อสัตว์ที่มีสารคัดหลั่งอ่อนซีด), MC4R (อัตราการเติบโต), ESR (ขนาดครอก), PRKAG3 (คุณภาพเนื้อ) ฯลฯ นอกเหนือจากก ตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงไม่กี่ตัวอย่างเครื่องหมายเหล่านี้ส่วนใหญ่อธิบายความแปรผันทางพันธุกรรมของลักษณะเหล่านี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นและประสบปัญหาในทางปฏิบัติในการผสมผสานกับขั้นตอนการประเมินทางพันธุกรรมตามปกติ ข้อบกพร่องเหล่านี้ส่วนใหญ่ได้รับการแก้ไขด้วยวิธีการที่เรียกว่า Genomic Selection (GS) ที่ Meuwissen et al เสนอเป็นครั้งแรก (2001). แต่เทคโนโลยีและข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการนำ GS ไปใช้จริงยังไม่มีให้บริการในเวลานั้น

การพัฒนาที่ตามมาสามข้อทำให้การปฏิบัติตาม GS เป็นไปได้

1.  ลำดับของจีโนมของสัตว์และการระบุความหลากหลายของนิวคลีโอไทด์หนึ่งล้าน (SNP) 
2. การพัฒนาเทคโนโลยี genotyping ผลผลิตสูงสำหรับการสร้าง genotyping ที่มีประสิทธิภาพของพัน SNPs และ 
3. การพัฒนาวิธีการทางสถิติใหม่เพื่อประเมินและรวมข้อมูล SNP ในการประเมินทางพันธุกรรมตามปกติ (Samore and Fontanesi, 2016)

ความก้าวหน้าเหล่านี้ส่งผลให้มีการใช้ GS ในเชิงปฏิบัติครั้งแรกในงาน 2009 ในโคนมในสหรัฐอเมริกา

การรวมข้อมูลจีโนมิกเข้ากับการประเมินทางพันธุกรรมในสุกรเป็นประจำเป็นไปได้ด้วยการค้นพบนวัตกรรมใหม่ ๆ

• การพัฒนาแผง SNP เชิงพาณิชย์ครั้งแรกสำหรับการสร้าง genotyping ในสุกรสูงและ
• ลำดับจีโนมของสุกรใน 2010

ต่อไปนี้ บริษัท genotyping ต่างๆได้เผยแพร่แผง SNP ตั้งแต่ 10k ถึง 650k สำหรับการสร้าง genotyping pigs ปัจจุบัน Genesus ใช้แผง SNP ที่กำหนดเองจาก Affymetrix ซึ่งมี SNP มากกว่า 55,000 สำหรับการสร้าง genotyping เป็นประจำ มีการพัฒนาวิธีทางสถิติต่างๆในช่วงเวลานี้เพื่อนำข้อมูลจีโนมเข้าสู่การประเมินผล Legarra และคณะ, (2009) และ Christensen and Lund (2010) ได้พัฒนาวิธีการที่เรียกว่า BLOCK แบบ single step genomic BLUP (SSBLUP) ซึ่งใช้จีโนมร่วมกับข้อมูลทางสายเลือดและประสิทธิภาพเพื่อประเมินคุณค่าทางพันธุกรรมของผู้สมัครที่เลือก ปัจจุบันวิธีการนี้ให้ความแม่นยำในการทำนายสูงสุดสำหรับค่าพันธุ์ (EBV) โดยประมาณของสัตว์เล็กและ Genesus ได้ดำเนินการนี้ในการประเมินทางพันธุกรรมตามปกติ การเพิ่มขึ้นของความถูกต้องของผลการคาดการณ์ในการเพิ่มขึ้นของยีนที่เพิ่มขึ้นต่อปี ความถูกต้องของ EBVs และผลกระทบต่อความได้เปรียบทางพันธุกรรมได้กล่าวถึงในรายละเอียดในบทความก่อนหน้านี้และสามารถอ่านได้  โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม.

Genesus ได้ทำการวิจัยในสาขา GS ตั้งแต่ปี 2011 เป็นต้นไป เราศึกษาลักษณะแต่ละอย่างโดยละเอียดโดยจำลองสถานการณ์การเลือก GS ต่างๆเลียนแบบโครงสร้างประชากรและข้อมูลจริง การศึกษาเหล่านี้ช่วยให้เราสามารถคาดการณ์และวิเคราะห์ข้อดีและปัญหาที่อาจเกิดขึ้นที่เราอาจเผชิญในระหว่างการใช้ GS การศึกษาของเราเพื่อตรวจสอบความถูกต้องที่เพิ่มขึ้นโดยใช้ SSBLUP แสดงให้เห็นว่าการใช้ SSBLUP ความแม่นยำในการทำนายโดยเฉลี่ยสำหรับลักษณะการเจริญเติบโต (อายุถึง 120 กก. ไขมันหลังและความลึกของเนื้อซี่โครงเป็นต้น) เพิ่มขึ้น 71%, 83% และ 76% สำหรับ Yorkshire , Landrace และ Durocs ตามลำดับ ในทำนองเดียวกันใน Durocs ความแม่นยำโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น 44% สำหรับลักษณะคุณภาพของเนื้อสัตว์ (สีหินอ่อนค่า pH ฯลฯ ) และ 88% สำหรับลักษณะซาก (ไขมันส่วนหลังของซากเนื้อซี่โครงและน้ำหนักของซากร้อน) ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้จะส่งผลให้ Genesus Durocs มีความสามารถในการเติบโตประสิทธิภาพซากและคุณภาพการกินที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง สำหรับแม่พันธุ์ (Yorkshire และ Landrace) โดยใช้ SSBLUP ขนาดครอกเฉลี่ยที่ความแม่นยำในการคลอดเพิ่มขึ้น 67% ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นทั้งหมดนี้จะสะท้อนให้เห็นในการตอบสนองทางพันธุกรรมของเราและการมีส่วนร่วมในการเพิ่มผลกำไรสูงสุดสำหรับลูกค้า Genesus

 

อ้างอิง

Christensen OF และ Lund, MS (2010) การทำนายจีโนมเมื่อสัตว์บางชนิดไม่ได้ถูกทำเป็นจีโนไทป์ วิวัฒนาการการเลือกพันธุกรรม 42, 2

Legarra A. , Aguilar I. และ Misztal I. (2009) ความสัมพันธ์ของเมทริกซ์รวมถึงการถ่ายทอดทางพันธุกรรมและข้อมูลเกี่ยวกับจีโนม J ของ Dairy Sci 92: 4656 - 4663

Meuwissen THE, Hayes BJ และ Goddard ME (2001) การทำนายค่าพันธุกรรมทั้งหมดโดยใช้แผนที่เครื่องหมายหนาแน่นของจีโนมกว้าง พันธุศาสตร์ 157: 1819 1929-

Samore AB และ Fontanesi L. (2016) การเลือกยีนในสุกร: สถานะและมุมมอง, วารสารวิทยาศาสตร์สัตว์อิตาลี, 15: 2, 211-

 

จัดหมวดหมู่: ข่าวเด่น, Global Tech

โพสต์นี้เขียนขึ้นโดย Genesus