Aktualisierung Genomische Selektion April 2019

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Der Prozess der Genomischen Selektion basierte bisher auf einem System mit rund 50’000 (50K) Markern (SNP). Seit rund 4 Jahren werden Tiere für den Trainingsdatensatz der genomischen Selektion jedoch mit dem sogenannten 150K-Chip mit rund 150’000 SNPs genotypisiert.

In der zweiten Jahreshälfte 2018 wurde ausserdem durch die Wissenschaft ein neues Referenzgenom für das Rind veröffentlicht. Beide Argumente zusammen machten eine Aktualisierung der Genomischen Selektion nötig, welche ab April 2019 umgesetzt wird.

Auswirkungen im SNP-Prozess

Die Anpassung des Referenzgenoms und die Anpassung im Chip-System hinterlassen Spuren im SNP-Prozess. Einerseits ändern sich die Positionen der SNPs auf Grund des neuen Referenzgenoms. Andererseits ändert sich die Zielgrösse des Datensatzes. Bisher war diese bei rund 50’000 SNPs. Da Tiere für den Trainingsdatensatz aber bereits seit mehr als vier Jahren mit dem dichteren 150K Chip untersucht werden, haben wir nun mit rund 110’000 SNPs eine neue Zielgrösse für die genomische Selektion definiert.

Junge Selektionskandidaten werden auch weiterhin mit dem LD-Chip untersucht. Es kommt also zu keinen Anpassungen bei der Auftragsstellung durch Sie als Züchter. Jedoch erreichen wir im neuen System auf der Ebene der Genotypen eine höhere Imputationsgenauigkeit als bisher. Grund dafür ist eine bessere Überlappung zwischen dem LD- und dem 150K-Chip. Das neue Referenzgenom, also die neue Positionierung der Marker, unterstützt diese positive Entwicklung. Gemäss unseren Auswertungen liegt die Imputationsgenauigkeit im neuen System für alle Populationen über 99%. Verglichen mit dem bisherigen System bedeutet dies eine Steigerung um rund 1%.

Abbildung: Imputationsgenauigkeit innerhalb Brown Swiss (LO), Original Braunvieh (HI) sowie populationsübergreifend (GE) ausgedrückt als Genotyp-Konkordanz (Conc) und Genotyp-Korrelation (Corr).

Auswirkungen in der Genomik

In den vergangenen Wochen haben wir ebenfalls die Auswirkungen auf die genomischen Zuchtwerte untersucht. Dabei haben wir versucht, den Effekt der neuen Rindersequenz getrennt vom Effekt der neuen SNP-Dichte auszuwerten. Dazu haben wir das bestehende 50K System zuerst bezüglich der Positionen der SNPs angepasst und mit dem bisherigen System verglichen. In einem zweiten Schritt haben wir den Effekt des neuen Chips ausgewertet. Zusätzlich haben wir untersucht, wie sich die Berücksichtigung weiterer Marker aus besonders wichtigen Abschnitten im Erbgut (QTL) auswirkt. Die Daten dafür standen uns aus dem Sequenzierungsprojekt SLIG zur Verfügung, welches von 2013 bis 2016 unter Beteiligung von Qualitas durchgeführt wurde.

Während mit dem neuen System für einzelne Merkmale (z.B. Non-Returnrate Rind) leicht tiefere DGZW-Genauigkeiten ausgewiesen werden als bisher, steigen die DGZW-Genauigkeiten im Durchschnitt über alle Merkmale und Populationen um 1 bis 3%. Es wurde ausserdem beobachtet, dass diese Steigerung hauptsächlich durch die grössere SNP-Dichte und die zusätzliche Abdeckung der QTL erreicht wird. Die veränderte Positionierung der Marker war weniger entscheidend. Darüber hinaus wurden die DGZW vom letzten Publikationstermin mit den DGZW des neuen Systems verglichen. Die Korrelationen liegen für BS / HO über 0.95, für OB / SF zwischen 0.9 und 0.95. Wenn bisher DGZW zwischen zwei aufeinander folgenden Publikationsterminen verglichen wurden, haben wir Korrelationen im Bereich von 0.97 und höher beobachtet. So möchten wir darauf aufmerksam machen, dass beim Vergleich der DGZW April 2019 gegenüber den DGZW Dezember 2018 grössere Veränderungen auftreten werden, als es bisher zwischen zwei Publikationsterminen der Fall war.

 

Zusammenfassung

Das neue System ist dem bisherigen auf zwei Ebenen überlegen: einerseits in der Genauigkeit des SNP-Prozesses und andererseits auf der Stufe der Genauigkeit des DGZW. Beide Effekte ermöglichen eine exaktere Vorselektion der Jungstiere verglichen mit dem bisherigen System.

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