MTS spol. s r.o. NEJLEPŠÍ GENETIKA NEJLEPŠÍ KNOW-HOW Už více jak 20 let

Transkript

1 MTS spol. s r.o. NEJLEPŠÍ GENETIKA NEJLEPŠÍ KNOW-HOW Už více jak 20 let

2 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

3 Počáteční vyuţití MAS Selekce z vlastních sourozenců Analýza rodokmenu Analýza několika známých markerů (hledání resesivních jedinců) Selekční rozhodnutí

4 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

5 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

6 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

7 Single Nucleotide Polymorphisms SNP Využito polymorfismu nukleotidů (dusíkatých bází DNA) Image Credit: Wiggans and Cooper., 2010 DCRC Presentation

8 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

9 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

10 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

11 Number of Animals REFERENČNÍ BÁZE ČERVENÁ doprověření býci, ŽLUTÁ býci s první PH, ZELENÁ býci dosud bez dcer Predictor Predictee Young 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

12 DOSAVADNÍ RODOKMENOVÁ HODNOTA Photo Credit: Genetic Visions

13 GENOMICKÁ RODOKMENOVÁ HODNOTA Photo Credit: Genetic Visions

14 IMPUTACE - Známé pořadí dusíkatých bází DNA v tripletu -Provedení analýzy na jednodušším - (levnějším) čipu - dopočet bílých míst počítačem Image Credit: Li et al., 2009

15 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 SNP Spolehlivost genomických PH je nejvíce ovlivněna: Počtem genotypovaných jedinců Spolehlivostí PH genotypovaných jedinců Počtem vyhodnocených SNP markerů VanRaden et al., 2009

16 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

17 ZÁKLADNÍ FAKTORY ŠLECHTĚNÍ Původ g(rh) Genotyp DNA Testace KU, KD

18 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)

19 PŘÍNOS GENOMIKY SOUHRNEM: Větší přesnost OPH Zkvalitnění souboru testantů Zkrácení generačního intervalu zvýšení genetického zisku Zvýšená kontrola nad genetickými defekty

20 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