Selección genómica en ganado lechero… Un año después

1. Selección genómica en ganado lechero… Un año después 19 de marzo de 2010 K. M. Olson

2. Historia de las Evaluaciones Genómicas

3. Antecedentes – Enfoques Tradicionales • Muchas carácterísticas económicamente imortantes son ejemplos de características “poligénicas” • Controladas por miles de genes • Programas de pruebas de progenie usan fenotipos de progenie para estimar el mérito genético de los toros para características poligénicas • Características controladas por genes simples (CVM, DUMPS, Polled, BLAD, mulefoot) • Algunas veces descubiertas durante pruebas de progenie • Pruebas de ADN pueden detectar estas características sin involucrar a la progenie

4. Antecedentes - selección basada en pruebas de progenie Antes del 2008, cerca de 1,200 toros Holstein obtenian pruebas de progenie anualmente en EEUU – de un total de cerca de 250,000 machos puros nacidos Aproximadamente 1 en 12 se graduaban como toros probados La confiabilidad de la prueba de progenie es una mayor ventaja Largos intervalos generacionales y caros

5. Datos genómicos revolucionan la crianza de ganado lechero - Resumen La confiabilidad de la selección antes de los datos de progenie aumenta de 35 a 60-70% para características de producción en Holsteins Aumentos en confiabilidad de selección para características de salud – vida productiva, SCS, fertilidad – pueden ser los más importantes Pueden cortar intervalos generacionales por la mitad Toros que entran en programas de pruebas de progenie son filtrados más cuidadosamente, incrementando las probabilidades de éxito

6. ¿Qué es Genómica? El estudio de los efectos en genes animales (ADN) Evaluaciones genéticas por genómica usan datos genómicos (basados en marcadores de ADN) junto con datos de rendimiento animal

7. Metas de Genómica Comparar el ADN real que es heredado Exacta relación entre parientes Localizar genes con grandes efectos Predecir toros jóvenes y vacas con mejor precisión

8. Fundamentos de la molécula de ADN • Es larga y compleja • Cuatro ácidos nucleicos: A, C, G, T • Pares de A con T y G con C • 3 mil millones de pares de bases (ganado) • 30 pares de cromosomas

9. ¿Qué es un SNP? Single nucleotide polymorphism – polimorfismo de nucleótido simple (pronunciado esnip) Lugar en el cromosoma donde los animales difieren en sus nucleotidos de ADN (A, C, T, o G) Con suficientes SNP, la asociación entre los alelos de SNP y QTL proporciona una útil evaluación genética SNP elegidos a ser distribuídos uniformemente y tienen ambos alelos bien representados en la población

10. El Chip Illumina Bovine SNP50 • Desarrollado cooperativamente entre científicos y la industria • Los derechos de propiedad applican para apoyar a grupos de la industria • ADN de hembras Holstein, Jersey y Pardo Suizo puede ser genotipado • Solo machos aprobados por compañías de IA patrocinadoras pueden ser genotipados por un período de cinco años que termina en enero 2013 (para Jerseys y Holsteins solamente)

11. Mapas de SNP - únicos para la mayoría de los individuos El Chip Illumina Bovine SNP50 es la norma de la industria en la actualidad.

12. Predicciones Genómicas • Genotipos de toros antiguos con muchas hijas son usados para desarrollar ecuaciones de predicción • Usan 43,385 SNP • Dependen de las relaciones genéticas y de la conexión a genes causativos • Efecto de añadir un SNP en un PTA al tener un “A” más (AB vs BB, AA vs AB) • 0 copias de A=0 1 copia=1 2 copias=2

13. Pedigree Tradicional

14. Pedigree Genómico

15. Pedigree por GenotipoCuenta numérica del segundo alelo 0 = homocigoto para primer alelo (alfabeticamente) 1 = heterocigoto 2 = homocigoto para segundo alelo (alfabeticamente)

16. Datos de genotipo para ElevationCromosoma 1 1000111220020012111011112111101111001121100020122002220111 1202101200211122110021112001111001011011010220011002201101 1200201101020222121122102010011100011220221222112021120120 2010020220200002110001120201122111211102201111000021220200 0221012020002211220111012100111211102112110020102100022000 2201000201100002202211022112101121110122220012112122200200 0200202020122211002222222002212111121002111120011011101120 0202220001112011010211121211102022100211201211001111102111 2110211122000101101110202200221110102011121111011202102102 1211011022122001211011211012022011002220021002110001110021 1021101110002220020221212110002220102002222121221121112002 0110202001222222112212021211210110012110110200220002001002 0001111011001211021212111201010121202210101011111021102112 2111111212111210110120011111021111011111220121012121101022 202021211222120222002121210121210201100111222121101

17. Datos de genotipo de un toro consanguíneoCromosoma 24 de Megastar 1021222101021021011102110112112211211002202000222020002020220 0000220020222202202000020020222222000020222200000220200002002 2002000000222200022220000000000020222022002000222020222220002 2022222222200002002202022202000200022000000002202220000002200 2020002222002020020020202220222222220222020002022022022220202 2202020202200022002220220022200000220200002002002000200222220 0022220202002220022202000020200000022222020200002002002222000 2022022220022000222202200222202020002202202222002220022000200 2202000002200220222000022000022000222202002222000220020020202 2020002220002220022202202200000220220020020020220002000222202 2002220020220200222202220000020220002020020202000220022000002 2022200202220200022002000200022002002000200220222220022022000 2000020002000020220020220200200002220000222002000200222000022 0220020022002202202020202020200022202000220200202202220220000 2020200002020200022222200222200020022022220000020220020200202 022022020200002000200220220002200

18. Megastar Consanguinidad cercana (F=14.7%): Doble nieto de Aerostar Aerostar Megastar Aerostar Cromosoma 24

19. ¿Cómo sabemos donde están los genes más importantes?

20. Predicción de leche de SNP a través de 29 cromosomas en Holsteins

21. Efectos de Marcadores SNP para Holstein o Holstein Rojo Calculado en Enero 2010 El valor absoluto de los efectos de marcadores para cada SNP incluído en las evaluaciones genéticas se muestra abajo. Marcadores en los mismos cromosomas tienen el mismo color y la versión más grande de cada gráfico puede obtenerse haciendo clic en la imagen o el nombre de la característica. Los efectos de marcadores son útiles para identificar cual SNP tiene un gran efecto en una característica. Ej., hay un marcador en el cromosoma 14 que está en cercana conexión con DGAT1 en Holsteins y Jerseys. Más detalles sobre estos gráficos pueden encontrarse en el estudio de Cole et al.’s (2009)

22. Ejemplo de PTA Cromosomal para Leche Badger-Bluff Fanny Freddie (Toro más alto para NM$)

23. Habilidad de Transmisión Predicha Cromosomal Calculado en Enero 2010

24. Genomics Extraordinaire, +3148 Net Merit $

25. Genotyped Animals (n=42,653)In North America as of February 2010

26. Pruebas de Confiabilidad Datos de Agosto 2006 usados para predecir datos de Agosto 2009

27. Ganancias en confiabilidades al añadir datos genómicos sobre el promedio de padres

28. Ganancias en confiabilidades al añadir datos genómicos sobre el promedio de padres

29. Ponderación de características en el índice de Mérito Neto $ (NM$) y el Índice de Rendimiento Total (TPI) 29

30. Prueba del Toro Jóven vs el Toro Antiguo • Predecir Enero 2009 • Se usaron los PTA Genómicos calculados de Nov 2004 • Se seleccionaron los 20 mejores toros antiguos y jóvenes basados en NM$ (Mérito Neto $) para PTA genómicos y PTA tradicionales

31. Selección basada en las combinaciones de datos genómicos y de progenie de toros jóvenes y probados en IA

32. Resultados de las 50,000 evaluaciones genómicas del último año • Altas correlaciones entre mérito genómico calculado de los datos de 2004 y los datos de agosto 2009 • El toro con el más alto NM$ genómico en Enero 2009 fue el más alto para NM$ en Enero 2010 • Información de hijas fue añadida

33. Mejores Toros Probados en 2006 33

34. Mejores Toros Jóvenes en 2006 34

35. Impacto • La pruebas de progenie están cambiando • Organizaciones de IA están comercializando toros más jóvenes • Las características de producción en toros jóvenes tienen una precisión de 65-70% • Igual que las pruebas de progenie tempranas en hijas de 1ra cosecha

36. Impacto (cont.) Aumento en ganancias genéticas El SNP estimado debe ser de las poblaciones elegidas Todavía se necesitan pruebas de progenie Las madres de toros serán probablemente probadas genómicamente

37. Trabajos Actuales/Futuros • Conjuntos de SNP más grandes/pequeños • Imputando genotipos faltantes

38. Conclusiones Las decisiones de selección basadas solo en pruebas de progenie han funcionado extremadamente bien y las pruebas de progenie son necesarias para refinar el proceso Información genómica es diferente de cualquier información disponible en el pasado sobre mérito genético Resultados genómicos NO son tan precisos como una completa prueba de progenie

39. Conclusiones Toros jóvenes con excepcionales pruebas genómicas tienen un papel mucho más importante en el mejoramiento del rebaño que en el pasado Más datos y más animales con genotipo significa mejores predicciones Predicciones genómicas son “trabajos en curso” - los procedimientos cambiarán y los resultados mejorarán