Seleção Tradicional vs. Seleção Genômica
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Palestra Dr. Fernando Baldi - Grupo de Estudo ANCPonline 2017
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- 2. • Ganho gené9co depende da u9lização de animais superiores como pais da próxima geração • A chave do ganho gené9co é iden9ficar de forma confiável e rápida indivíduos jovens superiores e u9lizá-los de forma intensa • Seleção para caracterís9cas que possuem maior importância econômica para o sistema de produção. Melhoramento Gené?co: Seleção
- 5. Avaliação Gené?ca Convencional • Não é possível observar ou medir diretamente as DEPs nos candidatos à seleção; • As DEPs são preditas a par9r das informações do fenó9po e pedigree; • Com suficiente informação é possível chegar próximo da DEP "verdadeira” para cada caracterís9ca e minimizar o “risco”.
- 8. Seleção para variações de ADN específicas que estão associadas a uma característica particular. CT-3T µm Informação Genômica
- 9. Marcadores de DNA • Locais ao longo do genoma bovino, onde os animais diferem em genótipos • A maioria é apenas "marcadores" e não "mutações funcionais."
- 14. 1989 2008 2004 1 marker (Marbling) 56 markers (Feed Efficiency, Marbling, Tenderness) 2006 11 markers (Feed Efficiency, Marbling, Tenderness) 7 markers (Marbling, Tenderness) 50K-enabled customer tools Breed-specific Marker-assisted breeding values High-Density 50K Panel 2010 2009 Pfizer Animal Genetics Cronologia genômica da carne
- 17. 17 Conhecendo o efeito dos marcadores é possível obter o valor molecular genômico inclusive antes do indivíduo chegar à idade reprodu?va ou expressar caracterís?cas de interesse. Seleção genômica MVP = i p ∑ SNPi *bi GEBV = w1MVP + w2DEPPais Combinação do MVP com informação do pedigree: MVP ou DGV: Valor Molecular Predito GEBV: Valor genômico es?mado ou DEP genômica
- 18. Múltiplas fontes de informação Valor genético verdadeiro Pedigree e fenótipos Informação genômica Pedigree e fenótipos + Informação genômica
- 19. Uma moeda comum • Uma ÚNICA estimativa de valor de genético com base em todas as informações disponíveis: – Inf. genômica – Pedigree – Fenótipos • ÚNICA medida de acurácia Maior acurácia no início da vida
- 20. Cenário 1 NÃO SIM NÃO ---- SIM Pedigree + Fenótipo Informação genômica
- 21. Cenário 2 NÃO SIM NÃO ---- SIM Pedigree + Fenótipo Informação genômica
- 22. Uma moeda comum Pedigree Fenótipos DEP Avaliação Genética
- 23. Uma moeda comum NÃO SIM NÃO ---- DEP SIM Pedigree + Fenótipo Informação genômica
- 24. Cenário 3 NÃO SIM NÃO ---- DEP SIM Pedigree + Fenótipo Informação genômica
- 25. Uma moeda comum MVP Clarified 3.0 MVP
- 26. Uma moeda comum NÃO SIM NÃO ---- DEP SIM MVP Fenótipo Informação genômica
- 27. Cenário 4 NÃO SIM NÃO ---- DEP SIM MVP Pedigree + Fenótipo Informação genômica
- 28. Uma moeda comum Pedigree Fenótipos Inf. genômica DEP genômica Avaliação Genética
- 29. Uma moeda comum para seleção NÃO SIM NÃO ---- DEP SIM MVP DEP genômica Pedigree + Fenótipo Informação genômica Mesmas unidades. Diferentes medidas de acuracia.
- 30. Aplicação da informação genômica • Iden9ficar animais superiores mais cedo • Aumento da taxa de melhora gené9ca • Detectar anormalidades gené9cas • Melhorar a compreensão dos mecanismos de controle gené9co • Determinar o parentesco
- 31. • Encontrar diferenças gené9cas entre os animais • Desenvolver painéis de SNP para detectar essas diferenças • Relacionar as diferenças de SNP com diferenças em produ9vidade • Classificar os animais segundo o mérito econômico • Usar os melhores animais (jovens) como pais da próxima geração. Aplicação da informação genômica
- 32. Que é a genômica? • Estudo de como o genoma (DNA) de qualquer espécie é organizado e expresso como caracterís9cas (fenó9pos) • As novas tecnologias permitem o exame do genoma de um organismo como um todo ao invés de 1 gene por vez.
- 33. Como é usada a seleção genômica? • Identificar sequências de DNA associadas com resistência às doenças e características produtivas • Os animais podem ser avaliados assim que o DNA possa ser obtido (mesmo antes do nascimento) • Os melhores animais para serem pais podem ser determinados mais cedo e mais precisamente.
- 34. Podemos acelerar o ganho gené?co se iden?ficarmos os animais superiores mais cedo na vida do animal? Touros Jovens Progênie nascidas Vendidas para engorda Acabamento e frigorífico Filhas em Produção 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 DEPs Tradicionais DEP genômica Seleção genômica
- 36. Resultados de pesquisa com dados da ANCP: 36 Acurácia para P455 ob?da pelo BLUP e ssGBLUP para diferentes grupos de animais Categoria BLUP ssGBLUP % Todos os animais: 60.325 0,34 0,37 10 Touros: 1363 0,46 0,50 9 Animais geno?pados: 3809 0,26 0,53 107 Geno?pados com fenó?po: 1973 0,33 0,57 72 Geno?pados sem fenó?po: 1836 0,17 0,48 180 Animais jovens: 13.529 0,16 0,24 44 Animais jovens sem genó?po: 12.014 0,16 0,21 25 Animais Jovens com genó?po: 1515 0,16 0,47 189 Avaliação genômica u?lizando o método do ssGBLUP
- 37. Caracterís?ca Acurácia Média Ganho Genômica Tradicional DIPP 56 27 107% D3P 35 23 52% MP120 46 29 59% MP210 46 28 64% DP210 61 34 79% DP450 66 37 78% DSTAY 47 23 104% DPE365 65 34 91% DPE450 57 33 73% DAOL 60 33 82% Fonte: Sumário de Machos Jovens – MAIO/2016 Impacto na Acurácia Machos Jovens – Sumário Maio/2016
- 38. Caracterís?ca Acurácia Média Número Equivalente de Progênies Genômica Tradicional DIPP 56 27 35 D3P 35 23 5 MP120 46 29 16 MP210 46 28 19 DP210 61 34 13 DP450 66 37 11 DSTAY 47 23 24 DPE365 65 34 10 DPE450 57 33 6 DAOL 60 33 9 Fonte: Sumário de Machos Jovens – MAIO/2016 Número Equivalente de Progênies Machos Jovens – Sumário Maio/2016
- 39. DEPs genômicas ANCP Reprodu?va • D3P • DIPP • DPG • DPAC • DSTAY Maternal • MPATT • MPA4T Crescimento • DPATT • MPACT • DPACT • DP365 • DP45T Fer?lidade • DPE365 • DPE45T Carcaça • DAOL • DACAB • DMAR • DPCQ • DPPC Morfológica • DED • DPD • DMD • DES • DPS • DMS Novas DEPs genômicas para maciez, eficiência alimentar e consumo de matéria seca
- 40. ssGBLUP: pedigree + informações genômicas A inversa da matriz de parentesco H1 é baseada no pedigree e na informação genômica (Aguilar et al., 2010): 40 Inversa da matriz de parentesco (pedigree) Aguilar. Journal of Dairy Science Vol. 93 No. 2, 2010 os animais são divididos em dois grupos, grupo 2 animais geno9pados Matriz de parentesco (A-1) de animais geno9pados Matriz de parentesco genômica
- 42. Resposta em acurácia para CAR e IMS em animais jovens 42 Variável Desvío Std Dev Min Max ims_ssgblup ims_blup car_ssgblup car_blup 0.196 0.148 0.185 0.135 0.090 0.087 0.081 0.077 0.0100 0.0100 0.0100 0.0100 0.5000 0.3400 0.4800 0.3000 Variável Media Desvío Min Max ims_ssgblup ims_blup car_ssgblup car_blup 0.438 0.292 0.415 0.255 0.044 0.017 0.050 0.018 0.320 0.240 0.280 0.200 0.500 0.330 0.480 0.300 Animais sem filhos na base de dados Animais com fenó9po e genó9pos Variável Media Desvío Min Max ims_ssgblup ims_blup car_ssgblup car_blup 0.350 0.296 0.316 0.259 0.039 0.018 0.044 0.018 0.160 0.110 0.150 0.100 0.500 0.340 0.480 0.300 1 Animais com fenó9po e sem genó9po Variável Media Desvío Min Max ims_ssgblup ims_blup car_ssgblup car_blup 0.370 0.165 0.362 0.154 0.063 0.029 0.064 0.029 0.200 0.100 0.190 0.090 0.440 0.220 0.430 0.210 1 Animais sem fenó9po e com genó9po +32% +37% +50% +63% +18% +22% +124% +134%
- 43. Resposta à Seleção Acurácia Progresso gené9co anual (R$) Equação Fundamental da Seleção Int. geração
- 44. Reflexões sobre avaliação genômica • Complexidade dos resultados da avaliação genômica – DEPs, DEP genômica e MVP – Acurácia vs. Habilidade de predição • O custo da geno?pagem pesa sobre o orçamento da fazenda – As decisões são mais complexas e dispendiosas – Número de progênie equivalentes – Custo da geno9pagem vs. custo da feno9pagem • Maior acurácia da DEP genômica não significa “animal mais posi?vo” ou “mais nega?vo”
- 45. Reflexões sobre avaliação genômica • O uso de informações genômicas é atraente, mas não é a solução para todos os problemas • O criador valorizar muito a informação genômica (genó?pos) e não leva em consideração o banco de dados u?lizado para es?mar os efeitos dos marcadores • Na "era genômica", os fenó?pos são mais importantes! • Um banco de dados com problemas e com erros não pode ser corrigido com a informação genômica.
- 46. Considerações finais • Informação genômica é mais uma fonte de informação para avaliar os animais; • Na seleção genômica as decisões são mais complexas e dispendiosas • Antecipação no uso de animais jovens com menor risco; • Maior acurácia e aumento do ganho gené?co e resposta econômica; • Genômica está revolucionando os programas de melhoramento gené?co (leite e corte)