پديد آورندگان :
بزي، حسين دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي , طهمورث پور، مجتبي دانشگاه فردوسي مشهد - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي , ركوعي، محمد دانشگاه زابل - دانشكده كشاورزي - گروه علوم دامي
كليدواژه :
معماري ژنتيكي , صفات آستانه اي , صحت ارزيابي , روشهاي بيزين , انتخاب ژنومي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: انتخاب ژنومي كه نوعي انتخاب به كمك نشانگرهاي ژنتيكي مي‌باشد، اثر همه نشانگرهاي ژنتيكي پراكنده در سرتاسر ژنوم را به‌طور هم‌زمان برآورد مي‌كند. درنتيجه انتخاب ژنومي به‌طور بالقوه توانايي توجيه همه واريانس ژنتيكي صفت را دارد. اساس كار در انتخاب ژنومي عدم تعادل پيوستگي بين نشانگر و جايگاه صفات كمي مي‌باشد. با توجه به كمتر مورد توجه قرار گرفتن ارزيابي ژنومي صفات داراي توزيع فنوتيپي گسسته كه اكثراً داراي وراثت‌پذيري پائين هم مي باشند، در اين تحقيق صحت ارزيابي هاي ژنومي صفات آستانه اي و صفات پيوسته حيوانات در قالب سناريوهاي مختلفي با استفاده از شبيه سازي رايانه‌اي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت
مواد و روشها: در اين مطالعه ژنومي حاوي 1000 نشانگر تك نوكلئوتيدي دو آللي با تراكم 0/1 سانتي مورگان بصورت تصادفي روي كروموزومي به طول 100 سانتي مورگان شبيه‌سازي شد. تعداد QTLهاي10، 50 و 100 و سطوح وراثت‌پذيري 0/1، 0/2 و 0/3 براي صفات آستانهاي و پيوسته در نظر گرفته شد. صفات آستانهاي با سطوح فنوتيپي دو، چهار، هشت و شانزده و صفات پيوسته به‌عنوان شاهد در سه جمعيت 1000، 2000 و 5000 با سه روش آماري بيز A، بيزB و بيز C مورد ارزيابي قرار گرفت. پياده سازي سناريوهاي مورد نظر در اين مطالعه با استفاده از بسته هاي hypred و BGLR در محيط نرم افزار R انجام گرفت.
يافته ها:
مقادير صحت ارزشهاي اصلاحي ژنومي صفات مختلف در همه سناريوهاي مورد بررسي نشان از افزايش همبستگي بين ارزش هاي اصلاحي برآورد شده با ارزش هاي اصلاحي واقعي با افزايش تعداد سطوح فنوتيپي در صفات آستانه اي دارد. دامنه تغييرات صحت هاي بدست آمده در سناريوهاي مختلف براي صفت آستانه اي با دو گروه فنوتيپي از همه صفات ديگر بيشتر بوده است. البته با افزايش تعداد گروه بندي ها تفاوت بين صفات با 2 گروه فنوتيپي با صفات با چهار گروه فنوتيپي قابل محسوس تر مي باشد. ولي از 4 سطح فنوتيپي هر چه بالاتر مي رويم مقادير بدست آمده نزديكتر به هم مي باشد. صحت هاي پيش‌بيني شده در روشهاي مورد مطالعه بدليل تشابه ماهيت محاسباتي به هم نزديك بوده ولي تغيير صحت ها نسبت به تغيير تعداد QTL ها براي صفات آستانهاي و صفات پيوسته در روش آماري بيز C منظم تر مشاهده مي شود. با افزايش وراثت‌پذيري صفت، صحت برآورد اثرات آللي و متعاقب آن پيش‌بيني ارزشهاي اصلاحي ژنومي افزايش يافت. كمترين و بيشترين مقادير صحت ارزش هاي اصلاحي ژنومي به ترتيب براي صفات آستانهاي دوسطحي آناليز شده با روش بيز B در سطح وراثت‌پذيري 0/1 و صفات پيوسته آناليز شده با روش بيزA در سطح وراثت‌پذيري 0/3 ثبت شد. براي پيش‌بيني ارزشهاي اصلاحي ژنومي در انتخاب ژنومي نياز به برآورد اثرات آللي (SNP) در جمعيت مرجع مي‌باشد. لذا افزايش تعداد QTLها از 10 به 100 و افزايش تعداد افراد جمعيت مرجع از 1000 به 5000 فرد منجر به افزايش ميزان صحت پيش‌بيني ارزشهاي اصلاحي ژنومي در همه صفات آستانهاي و صفات پيوسته گرديد.
نتيجه گيري: براي ارزيابي ژنومي صفات آستانهاي استفاده از روشهاي آستانهاي را مي توان جايگزين روشهاي استاندارد كرد. چون ارزيابي ژنومي صفات آستانهاي با روشهاي استاندارد منجر به كاهش صحت ارزيابي‌هاي ژنومي مي‌گردد، حتي براي صفات با 16 گروه فنوتيپي هم استفاده از روشهاي آستانه اي در همه سناريوها منجر به دقت بيشتر ارزشهاي اصلاحي ژنومي نسبت به روشهاي استاندارد گرديد. افزايش گروه‌بندي صفات آستانهاي منجر به افزايش صحت ارزش هاي اصلاحي ژنومي مي گردد، ولي بيش از 8 سطح فنوتيپي براي صفات آستانه اي توصيه نمي شود، چون تأثير چنداني در افزايش صحت ارزيابي‌هاي ندارد.
چكيده لاتين :
Background and objectives:
Genomic selection
,
as
a type of genetic marker
-
assisted selection
,
estimates simultaneously the effect of all gene
tic markers distributed throughout the genome.
Therefore, genomic selection can potentially explain all the genetic variance of
a
trait. The basis
of genomic selection is linkage disequilibrium
between marker and quantitative trait loci
. Since
l
ess attention has been paid to the genomic evaluation of traits with discrete phenotypic
distribution which mostly have low heritability, the aim of the present
study
was to
assess the
accuracy of genomic evaluations of threshold and continuous traits of a
nimals in the form of
various scenarios by using computer simulation.
Materials and
m
ethods
: In this study, a genome containing 1000 single nucleotide
polymorphisms
with two alleles at
a
density of 0.1 cM was randomly simulated on a
chromosome with
the length of 100 cM. A number of 10, 50 and 100
QTL
s with heritability
levels of 0.1, 0.2, and 0.3 were considered for continuous and threshold traits. Threshold traits
with phenotypic levels of 2, 4, 8, and 16 and continuous traits as control were eva
luated in three
populations of 1000, 2000, and 5000 by using three statistical methods of Bayes A, B, and C.
Implementation of intended scenarios in this study was performed by using
hypred
and
BGLR
packages in R software.
Results:
The accuracy of genomic
breeding values of different traits in all the studied scenarios
indicates an increase in the correlation between estimated breeding values and true breeding
values by increasing the number of phenotypic levels in threshold traits.
The range of changes in
accuracies obtained in different scenarios was the highest for threshold traits with two
phenotypic groups among all other traits.
However, by increasing the number of groupings, the
difference between traits with
two
phenotypic groups and traits with
fou
r
phenotypic groups
was
more pronounced, but this difference
was
not significant in phenotypic levels higher than
four
and the values
were
closer to each other. The results of the present study showed that the
accuracy of prediction of all the methods stud
ied was close to each other due to similarity in
computational nature, but Bayes C method showed higher regular sensitivity in relation to the
number of
QTL
s for threshold and continuous traits. The increase in heritability resulted in the
increase in p
rediction accuracy of allelic effects and consequently enhancement in the prediction
of genomic breeding values. Furthermore, the lowest accuracy of prediction was due to the
two
-
level threshold traits analyzed by Bayes B at heritability level of 0.1, whil
e the highest accuracy
was related to continuous traits analyzed by Bayes A at heritability level of 0.3.
Hence,
increase
in the number of
QTL
from 10 to 100 and population size from 1000 to 5000 led to the increase
in the accuracy of genomic breeding v
alues prediction in all threshold and continuous traits. Conclusion
: For genomic evaluation of threshold traits, it is recommended to use threshold
traits
instead
of standard methods,
since
genomic evaluation of threshold traits by using
standard method
s led to the reduction in the accuracy of evaluations, and even for traits with 16
phenotypic levels, use of threshold methods in all the scenarios resulted in greater accuracy of
genomic breeding values compared to the standard methods. Increase in phenot
ypic levels of
threshold traits resulted in an increase in the accuracy of genomic breeding values, but it is not
recommended for traits with phenotypic levels over
eight
because it
did
not have
any
significant
effect on accuracy of evaluations.
