Gebruik van SNP-merkers in fokwaardeschatting

Inleiding Wat is de genetische aanleg van een pasgeboren veulen voor een willekeurig kenmerk? Omdat we alleen de fokwaarden van de ouders als informatiebron hebben, is het gemiddelde van de fokwaarde van de ouders de beste schatting. Dit noemen we de verwachte fokwaarde van het veulen. Alle andere veulens uit deze ouders zullen dezelfde verwachte fokwaarde hebben.

Inleiding De werkelijke fokwaarde van het veulen kan verschillen van het oudergemiddelde Dat wordt pas zichtbaar als er extra informatie over de genetische aanleg beschikbaar komt. De extra informatie kan een meting of prestatie van het dier zelf zijn. Met de extra informatie kunnen we dichter bij de werkelijke fokwaarde komen De fokwaarde wordt dan nauwkeuriger Maar: Hoe lang moeten we wachten op de meting of prestatie van het dier zelf? Kunnen we de meting wel aan het dier zelf doen?

Wat kan genomische informatie daarbij doen? De benodigde extra informatie voor een nauwkeuriger fokwaarde kan ook geleverd worden als we informatie over het genoom hebben Hoe dan? In deze applicatie wordt dit nader uitgelegd

Inhoud We beginnen met fokwaardeschatting voor een veulen op basis van de ouders Wat is de verwachte fokwaarde en wat is de werkelijke fokwaarde? Dan laten we zien in welke vorm genomische informatie kan worden gebruikt En wat het effect is op de fokwaardeschatting Tot slot laten we zien hoe in de praktijk genomische fokwaarden worden gemaakt

Gebruik van SNP-merkers in fokwaardeschatting Voorbeeld Fokwaardeschatting voor schofthoogte op moment van geboorte

De fokwaarde voor schofthoogte 24 31 26 32 29 22 32 28 27 33 24 32 FW = 164 FW = 176 Stel, schofthoogte wordt bepaald door 3 genen. De fokwaarde van een paard is de optelsom van de 3 geneffecten

De fokwaarde van een veulen 24 31 26 32 29 22 32 28 27 33 24 32 FW = 164 FW = 176 De fokwaarde van een veulen geboren uit deze ouders is gebaseerd op de helft van de allelen van de merrie gecombineerd met de helft van de hengst. Welk allel op de 3 genen wordt doorgegeven is puur toeval De meeste gunstige allelcombinaties van beide ouders geeft een fokwaarde van 185cm De meest ongunstige combinatie geeft een fokwaarde van 155cm

De mogelijke fokwaarden van een veulen 24 31 26 32 29 22 32 28 27 33 24 32 zie modeule .... FW = 164 FW = 176 De verwachte fokwaarde van een veulen is het gemiddelde van de ouders, dus 170 Maar de echte fokwaarde van veulens kan variëren tussen 155 en 185cm We kunnen met onze verwachting er dus wel 15 cm naast zitten Dus de verwachte fokwaarde is niet zo nauwkeurig

De mogelijke fokwaarden van een veulen ? ? ? ? ? ? FW = 164 FW = 176 In het echt kennen we de effecten van de genen niet (we weten niet eens hoeveel genen betrokken zijn). Zonder verdere informatie kunnen we alleen maar zeggen dat de verwachte fokwaarde van de veulens 170 is. En die is gelijk voor alle veulens uit deze ouders

We hebben extra informatie nodig van het veulen om de fokwaarde verder in te vullen Wachten tot het veulen volwassen is, voor een meting aan het dier zelf? Duurt te lang! Kunnen we informatie van het genoom gebruiken?

fokwaarden met een SNP-merker ? ? ? ? ? ? M1: A = +1.5 cm a = - 1.5 cm M1: AA = +3 cm Aa = 0 cm aa = - 3 cm FW = 164 FW = 176 Stel nu dat we een SNP-merker M1 hebben. Uit onderzoek is gebleken dat paarden met het genotype AA op deze merker gemiddeld 3 cm groter zijn. En paarden met het genotype aa zijn gemiddeld 3 cm kleiner. Het allel- effect van A en a is dus resp. +1.5 en -1.5cm

Verdeling fokwaarden met merker-effect We gaan nu het effect van het merker-genotype meenemen in de fokwaardeschatting Hoe verandert de verdeling van fokwaarden van de veulens door de extra informatie? verdeling van fokwaarden zonder merker-info

Verdeling fokwaarden met merker-effect Het effect van het a-allel is -1.5 cm Dus voor veulens met het genotype aa is de verwachte fokwaarde (170 – 3= ) 167 cm. Daar zit de top van de grafiek voor deze veulens De grafiek van aa-veulens laat zien: De kans op een fokwaarde onder het gemiddelde is groter dan de kans op een bovengemiddelde fokwaarde De kans op een fokwaarde boven 180 is bijna nul

Verdeling fokwaarden met merker-effect Het effect van het A-allel is +1.5 cm Voor veulens met het genotype AA is de verwachte fokwaarde (170 + 3= ) 173 cm. Daar zit de top van de grafiek voor deze veulens De grafiek van AA-veulens laat zien: De kans op een fokwaarde boven het gemiddelde is groter dan de kans op een fokwaarde onder het gemiddelde De kans op een fokwaarde onder 162 is bijna nul

Verdeling fokwaarden met merker-effect Voor veulens met het genotype Aa is de verwachte fokwaarde (170 + 0= ) 170 cm. Dat is gelijk aan de gemiddelde fokwaarde zonder merker informatie De grafiek van Aa-veulens laat zien: De kans op een fokwaarde rond het gemiddelde is het grootst We hebben grotere zekerheid dat de fokwaarde van deze groep echt rond het gemiddelde is. De spreiding is daarom kleiner dan van fokwaarden zonder merker informatie

Door toevoegen van genomische informatie aan de fokwaarde kunnen we de verwachte fokwaarden indelen in groepen op basis van de merker We hebben fokwaarde nauwkeuriger gemaakt Deze informatie is direct bij geboorte te verkrijgen als we het veulen genotyperen We kunnen binnen de groep veulens al selecteren voor grotere schofthoogte

In de praktijk hebben we veel meer merkers die mogelijk ook geassocieerd zijn met genen voor schofthoogte Als we meer merkers meenemen, wordt de fokwaarde nog nauwkeuriger?

fokwaarden met 2 merkers ? ? ? ? ? ? M2: B = +1.375 cm b = - 1.375 cm M2: BB = +2.75 cm Bb = 0 cm bb = - 2.75 cm FW = 164 FW = 176 Stel we hebben een tweede SNP-merker M2. Voor M2 geldt dat BB-genotype +2.75cm geeft en bb-genotype -2.75cm. Het allel-effect is dus +1.375 en -1.375cm Wat worden de verwachte fokwaarden als we merker1 en merker2 combineren?

fokwaarden met 2 merkers AAbb = 170 + 3 -2.75 AABB BB (=+2.75) Bb (=0) bb (=-2.75) AA (=+3) 175.75 173 170.25 Aa (=0) 172.75 170 167.25 aa (=-3) 169.75 167 164.25 aabb Genotypen op beide merkers gecombineerd geeft 9 combinaties Meer merkers geeft een verdere verfijning van de fokwaardegroepen De fokwaarde wordt nauwkeuriger We kunnen beter selecteren binnen de veulens En dit al direct bij de geboorte