Nuove acquisizioni per la gestione delle risorse genetiche animali
Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita ’ di Sassari
Punti essenziali
Ø Mappa del geno ma
Ø Individuazione se gmenti cromosomici o geni convolti nell ’espressione di caratteri di interesse zootecnico
Ø Selezione assistita da marcatori
Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita ’ di Sassari
Zhao et al. 1999. Animal genetics, 30:251-257.
Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita ’ di Sassari
Strumenti utilizzati per la ricerca di QTLs:i Microsatelliti
Al 1 ACCCATGCAGATCCACTGAAATGTACTAATGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGCCAGCATAAACGATCCATAA
Al 2 ACCCATGCAGATCCACTGAAATGTACTAATGTGTGTGTGTGTGTGTGTGCCAGCATAAACGATCCATAAGTAATGAT
Microsatellite (14 repeats)flanking sequenze flanking sequenze
Microsatellite (10 repeats)
75 bp
67 bp
ØMarcatori Codominanti frequenti nei genomi degli eucarioti ØDotati di elevato grado di polimorfismo ØPossono essere amplificati mediante PCRØSono necessarie piccole quntità di DNA (da pelo, sangue, seme, saliva)ØL’analisi può essere automatizzata e i dati possono essere memorizzati ed elaborati al computer.
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Ricerca di QTL e geni 1990-2000Mappe sparse
Ø 150-200 marcatori (uno ogni 20-15 cM per il genoma bovino)
Ø Tradizionalmente usate per la ricerca di QTLs con whole genome scan
Ø In un intervallo di 20 cM possono e ssere compresi sino a 50-60 geni
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Ricerca di QTLs sul cromosoma 6 bovinoOlsen et al., J. Dairy Sci., 2002
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Carattere Geni QTLAcidi grassi 28 11caseine 38CCS 49 142Grasso kg 141 169Grasso % 158 172Latte 142 271Proteina kg 143 171Proteina % 98 354
Localizzazione diversi geni e QTLs
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MessineseMessinese
Argentata dell’Etna
Aspromonte
Rossa Mediterranea
GirgentanaGirgentana
MalteseMaltese
90.890.8
95.595.559.759.7
A. Crescione, tesi di dottoratoA. Crescione, tesi di dottoratoUso di microsatelliti per lo studio delle distanze genetiche f ra razze
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Geni che influenzano caratteri di interesse economico: il gene SCD
Geni con effetto su caratteri di interesse economico:il gene SCD
Latte (kg/d)
Proteina (kg/d)
SCD Media MediaAA 33.86 A 1.110 A
AV 34.52 A 1.126 A
VV 36.13 B 1.1180 B
Macciotta et al., J. Dairy Sci., 2008
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Selezione assistita da marcatori molecolari: razionale
Ø Integrazione delle informazioni della genetica molecolare negli schemi di selezione per aumentarne l’efficacia
Ø Selezione precoce dei riproduttori
Ø Selezione di caratteri di difficile e costosa misurazione
Potenziale impatto sul progresso geneti co
Ø Aumento dell’accuratezza della stima del valore genetico
Ø Riduzione dell’intervallo di genera zione
Ti
G gσ⋅ρ⋅=∆
Potenzialità della MAS (Meuwissen e Goddard, 1996)
Disponibilità records
Generazione Selezione individuale
Selezione familiare
1 108 138
2 106 131
3 104 125
4 102 116
Ø Marcatori ravvicinati sul cromosoma (<1 cM)
Ø Diverse decine di migliaiaØ Fase di linkage nella popolazione
Ø Piattaforme per l’analisi contemporanea di numerosi marcatori
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Ricerca di QTL e geni 2000-Mappe dense
Single Nucleotid e Polymorphisms (SNPS)
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Analisi contemporanea di decine di migliaia di SNPs con i DNA chip
Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita ’ di Sassari
SNP1 SNP2 SNP3 SNP4 SNP5
I1 I3I2 I4 I5
Suddivisione del genoma in intervalli discreti di frazione di cM delimitati da marcatori
…….SNP201
I200
Uso delle mappe dense per il mi glioramento geneti co la Genome-wide Selection
(Meuwissen, Hayes and Goddard, 2001)
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Stima puntuale degli effetti
Intervalli/aplotipi possibili
1 1
1 2
2 1
2 2
Stima degli effetti degli aplotipi
Aplotipo Int. 1 Int. 2 Int. 3 Int. 41 1 +0.01 +1.03 +6.35 +0.891 2 +0.06 +0.74 +2.19 +0.672 1 -0.07 -0.36 +0.05 -0.582 2 +0.00 -1.41 -8.59 -0.98
GEBV dell’animale A
Aplotipo Int. 1 Int. 2 Int. 3 Int. 41 1 +0.01 +1.03 +6.35 +0.891 2 +0.06 +0.74 +2.19 +0.672 1 -0.07 -0.36 +0.05 -0.582 2 +0.00 -1.41 -8.59 -0.98
Animale A 1 1 1 2 2 2 2 1
0.01 + 0.74 - 8.59 - 0.58
GEBV = -8.42
GEBV dell’animale B
Aplotipo Int. 1 Int. 2 Int. 3 Int. 41 1 +0.01 +1.03 +6.35 +0.891 2 +0.06 +0.74 +2.19 +0.672 1 -0.07 -0.36 +0.05 -0.582 2 +0.00 -1.41 -8.59 -0.98
Animal B 1 2 2 1 1 1 1 2
0.06 - 0.36 + 6.35 + 0.67
GEBV = +6.72
Possibile valutazione genetica per cromosomaNet Merit by Chromosome for O Man
Top bull for Net Merit
-40
-20
0
20
40
60
80
X 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Chromosome
NM
$
NM$
Altre applicazioni delle mappe dense: la ri costruzione della parentela con un panel di circa 9000SNPs
Hayes e Goddard, 2008
Dipartimento di Scienze Zootecniche, Universita ’ di Sassari