Genomisk seleksjon i høst

Genomisk seleksjon i høst

Fra høsten 2012 vil Norsvin sette i gang med genomisk seleksjon, et nytt og viktig avlstiltak for ytterligere forbedring av avlsprogrammet. Nedenfor kan du lese om hva genomisk seleksjon er til forskjell fra dagens tradisjonelle avl.

Vi forteller også litt om hvilke fordeler og muligheter som genomisk seleksjon gir for framtidig genetisk framgang i Norsvinpopulasjonene våre.

Hva er nytt?

Målet med avlsarbeidet er å forandre det genetiske potensialet til dyrene for dermed å forbedre egenskapene deres. Dette er imidlertid ikke en genetisk manipulering av dyret selv, men snarere en utvelgelse av de genetisk beste dyrene i en populasjon. Så langt har seleksjonen blitt utført på basis av den registrerte fenotypiske produksjonen som gir en indikasjon på det medfødte produksjonspotensialet. Det ville vært mye bedre hvis dyrets produksjonspotensiale (og dyrets evne til sykdomsresistens, holdbarhet, mm) kunne bli funnet direkte fra den genetiske informasjonen til dyret, uten å alltid gå den lange veien om indirekte fenotypeinformasjon. Evaluering og seleksjon basert på genomavlsverdi er nå en mulighet. Selv om grisens arvemateriale nå er sekvensert (avdekket), vet vi kun en brøkdel om genenes posisjoner og effektivitet for de ulike egenskapene. Genomavlsverdien baserer seg derfor ikke direkte på informasjon om gener, men på bruk av genetiske markører (SNP-markører).

SNP- markører

For å få et bilde av den genetiske variasjonen over hele genomet (alt DNA-materialet) bruker vi såkalte SNP («single nucleotide polymorphism») – markører. Alle SNP-markørene representerer en enkelt base-endring (A, T, C eller G) i DNA sekvensen. Hvert dyr har genetisk informasjon i form av et dobbelt kromosomsett, et sett fra far og et sett fra mor. Resultatet er at hver SNP-markør fra et dyr kan ha tre kombinasjoner, f.eks.: homozygot CC, homozygot CG eller heterozygot GG. Heterozygot CG betyr at dyret mottok forskjellige varianter av markøren fra far og mor. Når vi skal sjekke hvilke varianter de ulike dyrene har kaller vi dette genotyping.

Genotyping

Mange hundretusener av slike SNP-markører er nå kjent hos gris. Det store gjennombruddet i DNA-forskningen innen analyse av arvematerialet er at det nå er mulig å gjennomføre en enorm mengde SNP-markørtester samtidig til en relativt beskjeden kostnad. Vi vil benytte rundt 60 000 SNP’er som er vanlig forekommende i begge SNP-varianter (se over) i populasjonen, og plassert slik at hele genomet dekkes relativt av jevnt av SNP-markører. Dette gjøres ved at SNP’ene er plassert på en «chip» som dekkes med dyrets DNA og alle markørene analyseres samtidig med en egen metodikk utviklet for dette formålet (Illumina Inc., San Diego, USA). Litt av dyrets DNA brukes til genotypingen, og siden alle celler i dyret inneholder arvemateriale (DNA) kan blod, semin eller vevsprøver benyttes. Vi har valgt å bruke en liten prøve fra øret, siden dette er svært skånsomt for dyret.

Enkel forklaring av genomisk seleksjon

Selv om det høres mystisk ut, er genomisk seleksjon egentlig ganske enkelt. I dagens tradisjonelle avlsprogram beregner vi det genetiske potensialet til et ungt dyr basert på foreldrenes gjennomsnitt og informasjon om prestasjoner på andre slektninger. Vi har ingen måte å avgjøre om dette dyret fikk et utvalg av gener fra sine foreldre som var bedre enn gjennomsnittet eller dårligere enn gjennomsnittet. Vi har heller ikke noe annet valg enn å bruke slektningene sine prestasjoner på egenskaper som ikke kan måles på seleksjonskandidaten selv ( rånetestgrisene), det vil si kjøttkvalitetsegenskaper, purkeegenskaper, mm. Nå har vi derimot muligheten til å finne det genetiske potensialet til seleksjonskandidatene for alle egenskaper. Dette er fordi forholdet mellom SNP-markører og viktige funksjonelle gener som vi observerer i et dyr opprettholdes i flere generasjoner (før rekombinasjon bryter ned disse genetiske koblingene), og vi kan endelig få et glimt inn i krystallkulen og se hva fremtiden vil bringe for et bestemt dyr. Det er nå mulig å kombinere dyrets slektskapsinformasjon med genominformasjon for å få en “genomavlsverdi” (GEBV). Dette gitr større sikkerhet om dyrets genetiske potensiale enn det vi får i dag. Som et resultat av at svært mange SNP-markører er spredt over hele genomet, antas det at i nærheten av hvert gen (som påvirker en eller flere av avlsmålsegenskapene) er en av de 60 000 markørene. Dette betyr at markørene nedarves (fra far/mor til avkom) sammen med de aktuelle genene som vi er interessert i å selektere på. Vi vet imidlertid ikke spesifikt hvilke gener dette er, og effekten av dem. For å finne ut hvilke SNP-markører som er koblet med hvilken egenskap må SNP’ene først sammenliknes med de aktuelle egenskapene. På denne måten kan vi bestemme hvilke SNP’er som har betydning for egenskapen(e), og hvor mye. I tillegg finner vi nøyaktig slektskap mellom alle slektninger basert på genetisk sammensetning. Dyrene som brukes til å beregne disse SNP-effektene kalles en referansepopulasjon, og resultatene vi får er senere bakgrunn for beregninger av genomavlsverdiene. Landsvinrånemødrene fra testråneleverandørene blir nå en viktig del av denne referansepopulasjonen. Dess flere dyr som er med i referansepopulasjonen, dess sikrere kan vi beregne SNP-effekten for de aktuelle egenskapene. 

Genomavlsverdienes potensiale

For gris gir genomisk seleksjon i første omgang en større sikkerhet i forhold til at vi selekterer de beste avlsrånene til videre avl. Genomisk seleksjon gir unike muligheter for å forbedre avlsprogrammene hos gris, ved blant annet å fjerne begrensninger for når, hvor, og hvilke egenskaper som registreres. Dette gir bedre muligheter for å øke/opprettholde seleksjonsresponsen, redusere innavlsraten og/eller generasjonsintervallet, og forbedre seleksjonen for «vanskelige» egenskaper (f.eks. sykdom, egenskaper registrert på krysningsdyr, enkelte kjøttkvalitetsegenskaper). Man ser for seg at mange nye og nyttige genom-relaterte verktøy, noen som man ennå ikke kan forestille seg, vil bli utviklet i det neste tiåret. Et tema av stor interesse er utviklingen av lavpris-systemer som kan brukes for utbredt genotyping av dyr (f.eks ved utrangering av purker) på kommersielle gårder. Et slikt produkt kan også brukes til screening av krysningsdyr for å beregne SNP-effekter på produksjonsegenskaper for å bedre effekten av krysningdyr i avlskjernen.