Genotyping goats to cost effectively increase genetic progress

Genomisk seleksjon (GS) forventes å resultere i en økning i nøyaktigheten av seleksjon av unge dyr og en økning i hastigheten på genetisk forbedring for befolkningen. GS har blitt introdusert med hell i mange melkekyrpopulasjoner rundt om i verden, men er mindre utbredt hos små drøvtyggere. Den lavere bruken av genomisk seleksjon i små drøvtyggeres populasjoner er relatert til problemer som lav koblingsuvekt, liten referansepopulasjonsstørrelse og mangel på strukturerte avlsprogrammer. Også kostnaden for SNP-chip gentyping sammenlignet med inntektene hos små drøvtyggere har vært en begrensning for bred introduksjon av GS. Nylig har genotyping ved sekvensering (GBS) blitt utviklet. GBS er et billigere alternativ til SNP-chip genotyping.

Målet med det aktuelle prosjektet er å kostnadseffektivt implementere GS for egenskaper i avlsmålet i den norske melkegeitbestanden ved bruk av GBS som genotypingsprosedyre. Minst 7000 dyr skal genotypes og fenotypes og inkluderes i referansepopulasjonen. Disse dyrene vil være A.I. bukker, naturlige tjenestebukker og gjør fra godt sammenkoblede avlsbesetninger.

Det skal søkes etter store gener for eksisterende egenskaper i avlsmålet. Hvis store gener blir funnet, vil de bli vektet i ett-trinns GBLUP-prosedyren som brukes for genomisk evaluering. Implementeringen vil bli optimalisert med tanke på vektparametere for genomisk og polygen informasjon ved bruk av modellvalidering.

Norge har et godt strukturert oppdrettsprogram for melkegeit, bestående av 48 avlsbesetninger (7000 besetninger) og 230 kommersielle besetninger (23000 besetninger). Kunstig inseminasjon (AI) spiller en viktig rolle i programmet. Avlsmålet har 11 egenskaper, kombinert til en total fortjenesteindeks (TMI) som skal brukes til seleksjon.

Implementering av GS i avlsprogrammet for norske melkegeiter forventes å øke den årlige genetiske gevinsten i TMI med i overkant av 20 %, hovedsakelig forårsaket av en økning i nøyaktigheten av TMI for ungdyr.

Hovedmålet med prosjektet var å ta i bruk avlsverdiberegningsmetoden Single Step GBLUP (ssGBLUP) i de månedlige avlsberegningene.

Oppbygning av en informativ og representativ referanse populasjon er en forutsetning for å kunne ta i bruk GS. Vi har hittil genotypet mer enn 7000 geiter med egne melkeregistreringer og bukker med døtre i produksjon. Geitene er alle fra avlsbesetninger med gode genetiske bånd.

Genotypene har tre anvendelsesområder: 1) genomisk seleksjon, 2) screening for uønskede mutasjoner og 3) farskapstest.

AgResearch har utviklet en ny farskapstest for norsk melkegeit som baserer seg på GBS genotypene. Under forutsetning av at foreldrene også er genotypet, har testen gjort det mulig å teste om begge foreldre som er registrert i Geitekontrollen, er korrekte. I de tilfeller hvor testen har vist at registrert far og /eller mor er feil, søker vi etter et alternativ. Finner vi en sannsynlig far og/eller mor, retter vi i Geitekontrollen. Mer korrekt slektskap har flere fordele: Vi får mer korrekte avlsverdier, og innavlsberegningene blir riktigere. Avlsbukkene har i en årrekke vært testet for alfa-s1-kasein-varianten som i daglig tale kalles for “norsk null”. AgResearch utviklet en test for “norsk null” som en del av genotypingsprosedyren. Resultatet fra gentesten rapporteres geitebøndene som tar hensyn til det i sine avlsbeslutninger.

Som en del av prosjektet undersøkte vi dessuten om vi kunne finne nye enkeltgenvarianter som påvirker noen av de 11 egenskaper som er inkludert i dagens avlsmål for geit, og også den nye egenskapen «ekstraspener». Undersøkelsen fant ingen nye enkeltgenvarianter som ikke er kjent internasjonalt fra før.

Det er kostbart å bygge en tilstrekkelig stor referansepopulasjon. Som en del av prosjektet undersøkte vi om det kunne være en fordel for den norske geitepopulasjon å samarbeide med andre populasjoner som bruker GBS som genotypingsmetode. GBS-genotyper fra New Zealand og Australia ble derfor sammenlignet med GBS-genotyper fra Norge i en PCA-analyse. Resultatene viste at geiter fra New Zealand og Australia er genetisk for forskjellige fra norske melkegeiter, og at nytteverdien av en felles referansepopulasjon derfor vil være sterkt begrenset. I april 2021 lanserende vi ssGBLUP i de rutinemessige indeksberegninger for geit. Dette var for alle 11 egenskapene som inngår i dagens avlsmål.

Med en gentest blir sikkerheten på indeksen høyere, spesielt for bukker som ennå ikke har rukket å få døtre i produksjon. Ved semininntaket i 2022 inkluderte vi derfor 1,5 år gamle bukker blant seminkandidatene som tradisjonelt har vært 2,5 år og eldre. Dette var forsvarlig ettersom de var gentestet og hadde fått beregnet genomiske avlsverdier. Mer enn halvparten av seminbukkene kom fra den yngste årsklassen i 2022. Flere bukker er dessuten i live ved 1,5 års alder, hvilket gir flere å velge blant. Den økte seleksjonsintensitet bidrar også til større genetisk framgang. Med en lavere alder ved innsett i semin reduseres i tillegg generasjonsintervallet mellom seminfar og avkom, som også bidrar til større genetisk framgang per år.

Bruken av genomisk seleksjon i avlsprogrammet for norsk melkegeit vil på grunn av økt sikkerhet ved seleksjonen av avlsdyr og redusert generasjonsintervall, øke avlsframgangen per år.