Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

The Atlantic salmon genome sequence as a tool for precision breeding

Tildelt: kr 13,7 mill.

Presisjonsavl har som mål (1) å betra presisjonen til avlsverdiprediksjonar og dermed avlsframgangen; (2) å unngå å innføra eller utvikla eigenskapar som øydelegg dyrevelferd, og betra genetisk resistens for fiskesjukdommar; og samstundes (3) å forvalta genetisk diversitet, som kan vera i fare ved bruk av desse nye kraftige avlsverktøya. Prosjektet fremjer alle desse tre måla og demonstrerer det for to sentrale eigenskapar hos laks: filékvalitet og pankreas-sjukdoms(PD)resistens. Det overordna målet for prosjektet var dermed å utvikla presisjonsavl som best nyttar laksegenomsekvensen for genetisk betring av laksen slik at aktuelle utfordringar i næringa kan bli meir nøye og effektivt takla. WP1 Utvikling av lakse-transkriptomet. RNA-sekvensering gjorde muleg eit transkriptom for atlantisk laks på omtrent 304 gigabasepar (Gb) nukleotidar. Analyse av PD-resistens fann fire SNP som var assosiert med gen som hadde variasjon. To var på SSA03-kromosomet og var heilt kopla til wntless-genet. Ein SNP på SSA04 høyrde til byturophilin-underfamilie 3 gen A1. Og ein SNP var i SSA29 i Glycogenin-1-genet. WP2 Utvikling av lakse-metylomet. Det blei funne 3790 genomiske område som var metylert i svært resistente individ. I analysen av feit kontra mager fisk fann vi 1026 område som hadde ulik metyleringsgrad. Når ein samanlikna gen med variasjon i WP1 med dei opp- eller ned-metylerte områda i WP2, var det ikkje mya samsvar mellom områdane. WP3 Utvikling av presisjonsavl. For standardmetoden for genomisk avlsverdi-prediksjon, GBLUP, fann ein 0,818 nøyaktighet. Med Bayes-variabel-seleksjon (BayesGC) betra nøyaktigheten til 0,851. Når SNP med ulik allel-spesifikk ekspresjon (frå WP1) blei brukte i Bayes-analyse steig den til 0,853. Ein ny analysemetode blei utvikla som ga nøyaktighet på 0,927 og 0,919 avhengig av om allel-spesifikke-ekspresjons-SNP blei brukte eller ikkje. Bruk av allel-spesifikk ekspresjon var difor effektivt for å auka sikkerheten av avlsverdiprediksjonane. WP4 Demonstrasjon for filékvalitet. Fasthetsverdiane hadde stor variasjon, frå svært fast til svært mjuk. Men korkje transkriptom- eller metylom-analysane viste nokon samanheng med filéfasthetsgrad. Kanhenda var innan-familie-forskjellane for små, og det ville vore betre å samanlikna faste kontra mjuke filéindivid på tvers av familiar. WP5 Demonstrasjon for muskel- og feitt-tilvekst. Ved 1g-vekt viste yngel som fekk høg-feitt-fór opp-regulering av gen som har med muskelvekst, fordøyeleghet og feitt-omsetting. Yngel som fekk lite feitt i fóret viste opp-regulering av gen som har med nervevev-utvikling, syn og anatomisk struktur. Ved 5g-vekt hadde yngel med høg-feitt-fór opp-regulert gen som har med ion-transport, medan låg-feitt-fór-gruppa hadde opp-regulert gen som har med musklar å gjera. Slik blei det vist at ulikt fór svært tidleg i livet har ein effekt på gen som er involverte i mange viktige prosessar i kroppen. WP6 Demonstasjon for resistens mot pankreas-sykje. Transkriptom-analysen viste at mange av interferon-gena (IFN) som blei uttrykt svaret til IFN-gen uttrykte i pattedyr. Dessutan er SAV-3 ein kraftig fremjar av type-I-IFN. Responsane som dette startar i TO-celler kan gje klu for å finna antivirus-strategiar i framtida, inkludert seleksjon for fisk med høg resistensreaksjon. RNA-analysen viste at virusproduksjonen i makrofagane hos LågResistens-fisk (LR) var signifikant høgare enn in HøgResistens-fisk (HR). Analysen av ulikt uttrykte gen (DEG) hadde forskjellig basaluttrykk i HR- kontra LR-fisk, både for infiserte og uinfiserte fisk. WP7 ELSA: forvalting av genetisk variasjon under presisjonsavl. Innavlskontroll ved bruk av slektskap basert på anetavler begrensa ikkje innavlen. Det gjorde derimot bruk av genomisk slektskap. Basert på dette konkluderer vi med at tradisjonell definisjon av innavl, som sannsynet for at to allel i eit nøytralt ukopla locus er identiske i opphav, ikkje er høveleg for genomisk seleksjon. Vi foreslår ein ny definisjon for genomisk innavlsrate som viser graden av tap av heterozygoti i eit nøytralt kopla locus. Kopla betyr her at locuset er i genomet, og kan vera kopla til gen og markørar som er under seleksjon.

Three recent breakthroughs have caused the current excitement over the use of DNA information in salmon breeding: (i) the availability of a reference genome sequence, and the identification of large numbers of single nucleotide polymorphisms (SNPs); (ii) cost effective methods to genotype these SNPs; and (iii) the genomic selection (GS) methodology, which is a form of marker assisted selection on a genome wide scale. These three breakthroughs also enable precision breeding, which aims at (1) increasing th e scope and the precision of the predictors of genetic value and genetic improvement; (2) to avoid the introduction and advance of characteristics that are deleterious to animal well-being, which includes improving disease resistance of the fish; and (3) managing genetic diversity, which may be jeopardised by these new powerful selection tools. In this project, genome sequence data will be used to increase the precision of breeding by using the fact that these data contain the causative mutations. In addi tion, the scope of the predictors increases in that the prediction equations become more stable over families, time and populations. However, the causative mutations are hidden amongst millions of neutral SNPs. This problem will be addressed by developing the salmon transcriptome, methylome and a eQTL library in order to prioritise some SNPs amongst millions of others. This will further improve the precision and scope of the breeding. We will here develop precision breeding for three proof of principle tr aits, and demonstrate its use and potential for genetic improvement. The three traits are texture of the fillets, muscle versus fat growth, and Pancreas Disease resistance, which are currently important challenges to the salmon production industries. Once precision breeding is developed for these three traits, it will be relatively straightforward to extend it to a broad sustainable breeding goal, addressing many traits simultaneously.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning