Transcript till 1

Avel för kvantitativa egenskaper
Erling Strandberg
Inst för husdjursgenetik, SLU
Olika typer av egenskaper
Typ av eg.
Kvalitativa
Kvantitativa
Tröskel
(kategorier)
Bakgrund
En/få gener
Många gener
+miljö
Många gener
+miljö
Fenotyper
Distinkta Aa
klasser
aa
Exempel
AA
Kontinuerlig
variation
0
Få
klasser
Färg, horn
Blodtyper
defekter
Mjölkavk
Tillväxthast
Fertilitet
Köttkvalitet
1
Underliggande
kontinuerlig skala
Frisk - sjuk
Levande - död
Dräktig el ej
Kullstorlek
De flesta egenskaper påverkas både av
en individs gener och av miljön
Fenotyp = Genotyp + Miljö
Add + Dom + Epi
20
22
24
26
28
Medel
32
34
36
38
P
E
A
A
E
40
En definition av avelsvärde
• Medeltalet för en stor
avkommegrupp (som avvikelse från
hela populationen) = halva
avelsvärdet = 0,5 A
– (eftersom bara hälften av förälderns
gener nedärvs)
– resten av generna förväntas motsvara
medel i populationen
Avelsvärde, A

En individs avelsvärde
X
X
1
1
Ai = A Far + A Mor +SlumpFar +SlumpMor
2
2
• Medeltal för en stor avkommegrupp
A Far  AMor
1
1
Ai = A Far + A Mor 
2
2
2
En övning
Gradering av HD enligt FCI
A = Normal
B = Normal
C = Mild HD
D = Moderate HD
E = Severe HD
HD-röntgenresultat påverkas av
sederingsmetod
100
90
Percentage
80
acepromazine
70
medetomidine/butorphanol
60
medetomidine
50
xylazine
40
others
30
20
10
0
A
B
C
Hip status
D
E
Fördelar med BLUP
• Korrigerar samtidigt för systematiska
miljöeffekter
– Ålder, kön, säsong/månad, …
• Tar hänsyn till alla släktingar
samtidigt
• Man får en beräkning av genetiskt
framsteg på köpet
Genetiskt framsteg i
jaktegenskaper hos finnstövare
0.6
0.5
Sök
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-0.1 72
76
80
84
88
92
96
-0.2
Liinamo, 2004
0
Genetiskt framsteg i
jaktegenskaper hos finnstövare
6
5
Förföljande
4
3
2
1
0
-1 72
76
80
84
88
92
96
-2
Liinamo, 2004
0
Genetiskt framsteg i
jaktegenskaper hos finnstövare
0.02
Ghost trailing
0.01
0
72
76
80
84
88
92
96
-0.01
-0.02
Liinamo, 2004
0
Selektion på BLUP-avelsvärden
Maximerar selektionsframsteget
till nästa generation
men,
optimerar inte nödvändigtvis framsteget på lång sikt
medlemmar av samma (bra) familj
har större chans att bli selekterade
 risk för stor inavelsökning
För att optimera selektionen,
bör man kombinera selektion på BLUP-avelsvärden
med en restriktion på medelsläktskapet
bland de selekterade djuren
Urvalsmetoder
• Finns ny metodik som balanserar
avelsframsteg mot uppbyggnad av
inavel men…
– Bygger på att man inte selekterar enskilda
djur utan alla avelsdjur och hur mycket de
ska användas
BLUP vs fenotypselektion
för HD hos hund
Hög initial frekvens
Låg initial frekvens
Malm mfl. 2010
Selektion med balanserad
inavelsökning
Malm mfl. 2010
Avelsmål och index
 Avelsmål = flera egenskaper som man vill förbättra,
ihopvägda med relativa vikter
• T= v1T1 +v2T2 + …
 Index = Det man rangordnar potentiella avelsdjuren på.
Samma egenskaper som i avelsmålet eller korrelerade
egenskaper, optimalt ihopvägda
• I= b1X1+b2X2+…
 Definiera I så att korrelationen mellan T och I är maximal
(rTI)
Vad påverkar det genetiska
framsteget?
Selektions
intensitet
i
Säkerhet
rTI
framsteg
per år
genetisk
variation
=
Genetiskt
Additiv
Generations
intervall
L
Selektionsintensitet?
Proportion selekterade (p)
p=
Antal djur selekterade
Antal djur tillgängliga
(d v s djur med registreringar)
Låg proportion selekterade
ger
Föräldrarnas
överlägsenhet
Hög selektionsintensitet
Men, riskabelt att selektera få!
Varför?
Selektionsteori
Selekterade
djur
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-3
-2
-1
0
m
Selektionsdifferens
1
2
3
Fenotyp, F
S
Medeltal för
selekterade
djur
Selektionsintensitet, i
0.4
0.35
Selektionintensitet är
standardiserad
selektionsdifferens d v s
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-3
-2
-1
0
m
Selektionsdifferens
1
S
2
3
Fenotyp, F
S
i
Fenot.std .avv.
Selektionsrespons, R
0.4
0.35
0.3
Föräldrageneration
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-3
-2
-1
0
1
2
3
F
S
För
fenotypselektion:
R = arvbarhet x
selektionsdifferens
h2
0.4
0.35
0.3
Avkommegeneration
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-3
-2
-1
0
R
1
2
3
F
h2 = regression av
avkomma på föräldrar
4
Avkommemedeltal
3
2
h2=0,3
1
R
0
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
Föräldramedeltal
-1
-2
-3
-4
S
R = h2 x S = 0,3 x 2 = 0,6
h2 = regression av
avkomma på föräldrar
4
3
h2=0,8
2
1
R
0
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
-1
-2
S
-3
-4
R = h2 x S = 0,8 x 2 = 1,6
h2 = regression av avelsvärde på
fenotypavvikelse
4
Avelsvärde
3
2
h2=0,3
1
Avelvärde
0
-4
-3
-2
-1
0
1
2
4
Fenotypvärde
-1
-2
3
Fenotyp
-3
-4
A = h2 x P = 0,3 x 2 = 0,6
Arvbarhet -heritabilitet
Arvbarhet (Heritabilitet) =
Fenotypisk
varians
Genetisk
varians
Genetisk varians (Avelsvärden)
Fenotypisk varians
eller
h2 = VA / VP
Säkerheten i
avelsvärderingen
• Andelen av variation i sanna
avelsvärdet som förklaras av
variation i det skattade avelsvärdet
(r2TI)
Korrelationen mellan sant
och skattat avelsvärde, rTI
• Vad är en korrelation?
– Anger hur starkt sambandet
mellan två variabler är
– Absolutvärde går från 0 (inget
samband) till 1 (perfekt samband)
– Tecken anger riktning
Korrelationen mellan sant och
skattat avelsvärde, rTI
Sant avelsvärde
rTI=0,3
Skattat avelsvärde
Korrelationen mellan sant och
skattat avelsvärde
Sant avelsvärde
rTI=0,8
Skattat avelsvärde
Säkerheten (rTI) vid avelsurval grundat på olika
information om individen och dess släktingar
Arvbarhet
Information om
10 %
30 %
60 %
Föräldrar
22
39
55
Föräldrar + far- &
morföräldrar
28
42
60
Eget resultat
32
55
77
5 avkommor (+eget)
33 (44)
54 (67)
69 (84)
10 avkommor (+eget)
45 (52)
67 (74)
80 (88)
30 avkommor (+eget)
66 (69)
84 (86)
92 (93)
50 avkommor (+eget)
75 (76)
89 (91)
95 (95)
Säkerheten vid avkommeprövning
1
0.9
kerhet
SŠ
0.8
0.7
0.6
Arvbarhet
0.5
0.05
0.1
0.3
0.6
0.4
0.3
0.2
0
20
40
60
80
100
120
Antal avkomlingar
140
160
180
200
Generationsintervall
• Åldern på föräldrarna när de
avkommor föds som kommer att
användas i avel
År
1
2
3
% avk
17 22 17
4
5
6
7 8
9
10
13
10
7
5 4
3
2
Vägt medeltal = 3,7 år
Ogynnsamma korrelationer
och selektion
Genetisk korrelation kan bero på:
Pleiotropi
Gener
Koppling
Egenskaper
Gener
Egenskaper
1
1
2
2
Selektion för en egenskap ger en korrelerad
förändring i den andra egenskapen
Genetisk trend för mjölkmängd, SRB
Genetisk trend för mastit, SRB
Genetisk trend för fertilitet, SRB
Genetisk trend för fertilitet, SLB
Korrelation = 0
4
3
2
1
0
-4
-3
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,8
4
3
2
1
0
-4
-3
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,3
Aggression
4
3
2
1
Framåtanda
0
-4
-3
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,3 + selektion på
framåtanda
Aggression
4
3
2
1
Framåtanda
0
-4
-3
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,3 + selektion på
framåtanda
Medelvärde i nästa Aggression
generation
4
3
Bold
Aggr
2
1,57
0,42
1
Framåtanda
0
-4
-3
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,3 + selektion på
framåtanda och minskad aggr
Medelvärde i nästa Aggression
generation
4
3
Bold
Aggr
2
1,57
0,42
1
1,50
0,01
-4
-3
Framåtanda
0
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Korrelation = 0,3 + selektion på
framåtanda och minskad aggr
Medelvärde i nästa Aggression
generation
4
3
Bold
Aggr
2
1,57
0,42
1
1,50
0,01
-4
1,28
-3
-0,42
Framåtanda
0
-2
-1
0
-1
-2
-3
-4
1
2
3
4
Avelsmål och avelsstrategier
Exempel: egenskaper för retriever
MH-diagram för flatcoated retriever (313 st)
MH-diagram för labrador retriever (325 st)
MH-diagram för golden retriever (563 st)
(1
:a
pr
is
U
iU
ts
tŠ
ll n
in
g
+
R
prŠvningsform
el
le
...
pr
is
K
i…
L)
vr
ig
a
…
pr
ov
et
rie
ve
rja
kt
pr
ov
(1
:a
L
(d
el
ta
gi
t)
K
(d
el
ta
gi
t)
et
rie
ve
rja
kt
pr
ov
g
ts
tŠ
ll n
in
g
et
rie
ve
rja
kt
pr
ov
R
ts
tŠ
ll n
in
R
U
U
andel avkommor
Meritering för flatcoated, golden och labrador
100.0%
90.0%
80.0%
70.0%
60.0%
50.0%
40.0%
30.0%
20.0%
10.0%
0.0%
flatcoated
golden
labrador
Ta med sig hem meddelande
• Kvantitativa egenskaper påverkas av många
gener och miljö
– Fenotyp oftast kontinuerlig men inte alltid
(t ex sjukdom, HD)
• BLUP kan ta hänsyn till miljöfaktorer och all
släktskapsinformation
• BLUP-selektion kan ge upphov till hög
inavelsökning
– ta hänsyn till släktskapet mellan avelsdjuren
• Selektera aldrig för bara en egenskap, tänk på vad
som kan följa med