Selecci

1
Selección genómica en ganado lechero Un año
después

• 19 de marzo de 2010
• K. M. Olson

2
Historia de las Evaluaciones Genómicas
Evento Año
Depósito de ADN (Lechero) 1992
Ganado con genoma secuenciado 2004
Illumina 50,000 SNPChip a la venta 2007
Evaluaciones Genómicas preliminares Abril 2008
Evaluaciones Genomicas oficiales (Holsteins, Jerseys) Enero 2009
Evaluaciones Genomicas oficiales (Brown Swiss) Agosto 2009
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)

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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 A0 1 copia1 2 copias2

13
Pedigree Tradicional

Abuelo Paterno
Padre
Abuela Paterna
Animal
Abuelo Materno
Madre
Abuela Materna

14
Pedigree Genómico
15
Pedigree por GenotipoCuenta numérica del segundo
alelo

121101011110
111211120200
101121101111
122221121111
101101111102
011111012011
121120011010

0 homocigoto para primer alelo
(alfabeticamente) 1 heterocigoto 2 homocigoto
para segundo alelo (alfabeticamente)
16
Datos de genotipo para Elevation
Cromosoma 1
10001112200200121110111121111011110011211000201220
02220111 12021012002111221100211120011110010110110
10220011002201101 12002011010202221211221020100111
00011220221222112021120120 20100202202000021100011
20201122111211102201111000021220200 02210120200022
11220111012100111211102112110020102100022000 22010
00201100002202211022112101121110122220012112122200
200 0200202020122211002222222002212111121002111120
011011101120 0202220001112011010211121211102022100
211201211001111102111 2110211122000101101110202200
221110102011121111011202102102 1211011022122001211
011211012022011002220021002110001110021 1021101110
002220020221212110002220102002222121221121112002 0
11020200122222211221202121121011001211011020022000
2001002 000111101100121102121211120101012120221010
1011111021102112 211111121211121011012001111102111
1011111220121012121101022 202021211222120222002121
210121210201100111222121101
17
Datos de genotipo de un toro consanguíneoCromosom
a 24 de Megastar
10212221010210210111021101121122112110022020002220
20002020220 00002200202222022020000200202222220000
20222200000220200002002 20020000002222000222200000
00000020222022002000222020222220002 20222222222000
02002202022202000200022000000002202220000002200 20
20002222002020020020202220222222220222020002022022
022220202 2202020202200022002220220022200000220200
002002002000200222220 0022220202002220022202000020
200000022222020200002002002222000 2022022220022000
222202200222202020002202202222002220022000200 2202
00000220022022200002200002200022220200222200022002
0020202 202000222000222002220220220000022022002002
0020220002000222202 200222002022020022220222000002
0220002020020202000220022000002 202220020222020002
2002000200022002002000200220222220022022000 200002
00020000202200202202002000022200002220020002002220
00022 02200200220022022020202020202000222020002202
00202202220220000 20202000020202000222222002222000
20022022220000020220020200202 02202202020000200020
0220220002200
18
Megastar
Consanguinidad cercana (F14.7) 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 (n42,653)In North America as
of February 2010
26
Pruebas de Confiabilidad
HO JE BS
Predictor
Toros nacidos lt2002 5,794 1,559 611
Vacas con datos 1,281 239 41
Total 7,075 1,798 652
Predicho
Toros nacidos gt2002 2,038 313 103
Datos de Agosto 2006 usados para predecir datos
de Agosto 2009
27
Ganancias en confiabilidades al añadir datos
genómicos sobre el promedio de padres
Característica HO JE BS
Mérito Neto 23 12 13
Leche 32 9 10
Grasa 36 8 9
Proteína 28 3 18
Grasa 54 38 15
Proteína 41 28 13
28
Ganancias en confiabilidades al añadir datos
genómicos sobre el promedio de padres
Característica HO JE BS
Vida Productiva 33 19 13
Puntaje de Cel Somáticas 25 17 18
Tasa Preñez en Hijas 20 32 -4
Puntaje Final 24 10 8
Profundidad de Ubre 42 17 -1
Angulo de Pezuña 15 24 13
29
Ponderación de características en el índice de
Mérito Neto (NM) y el Índice de Rendimiento
Total (TPI)
Característica NM TPI
Proteína 16 26
Grasa 19 23
Leche 0 0
Vida Productiva 22 14
Puntaje de Células Somáticas -10 -5
Ubre 7 10
Patas y Pezuñas 4 5
Tamaño Corporal -6
Tasa de Preñez en Hijas 11 10
Habilidad de Parto 5 3
Compuesto de Tipo 10
Forma Lechera -1
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
Toros Selección (basada en datos de 2004) NM (2009) Diferencia en NM
Joven Tradicional (PA) 395 -278
Joven Genómica 516 -130
Antiguo Tradicional (PTA) 381 -96
Antiguo Genómica 463 -30
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
Mérito Neto (aj) 2006 Mérito Neto (aj) 2006 Mérito Neto (aj) 2006 NM 2010 NM 2010
Hijas Trad Gen Hijas Gen
O Man 1,317 653 646 54,573 729
O Brian 94 385 496 877 448
Billion 73 470 461 1,687 249
Jet Stream 108 444 458 7,439 417
Alton 108 484 452 5,142 506
33
34
Mejores Toros Jóvenes en 2006
NM (aj) 2006 NM (aj) 2006 Mérito Neto 2010 Mérito Neto 2010 Mérito Neto 2010
Nombre Trad Gen Hijas Trad Gen
Freddie 467 762 70 801 824
Awesome 472 731 90 513 637
Garrett 509 688 126 604 589
Fortunato 523 669 97 475 556
Logan 521 646 101 617 642
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