Tilbake til søkeresultatene

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Genotyping goats to cost effectively increase genetic progress

Alternativ tittel: Genotyping for å øke netto nåverdi av avlsframgangen på geit

Tildelt: kr 2,3 mill.

Genomisk seleksjon (GS) er et nytt avlstiltak som forventes å gi økt sikkerhet ved seleksjon av unge dyr og økt avlsframgang per år for hele populasjonen. GS har med suksess blitt tatt i bruk på mange melkekupopulasjoner rundt om i verden, men er tatt i bruk i langt mindre grad på melkegeit. Kostnaden med genotyping med metoden SNP-chip er vesentlig høyere for geit enn for ku når man ser kostnaden i forhold til verdien per dyr, og dette har vært en av begrensningene for å ta i bruk GS på geit. GBS (Genotyping By Sequencing) er et billigere alternativ for genotyping enn bruk av SNP-chip, og GBS har derfor blitt brukt i dette prosjektet. AgResearch, New Zealand, er ledende i verden på bruk av GBS som genotypingsmetode for geit og en rekke andre dyreslag, og er NSGs partner i prosjektet. Vi har i Norge et velfungerende avlsprogram for geit, med 45 avlsbesetninger (7 000 geiter) og 200 bruksbesetninger (20 000 geiter). Kunstig sædoverføring (AI) med bruk av avkomsgranskede bukker selektert fra avlsbesetningene er et viktig element i avlsprogrammet. Avlsmålet omfatter 11 egenskaper som regnes sammen til en samlet avlsverdi. Den samlede avlsverdien legges til grunn for seleksjonen. 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.

OUTCOME 1. Genotyping pipeline A cost-effective genotyping pipeline has been built, including the complete process from tissue sampling, DNA extraction, genotyping and publishing of results. 2. Parentage test AgResearch has developed a parentage test based on GBS genotypes. Genotyping of both bucks and does open the opportunity of testing for correctness of recorded sire and dam if genotyped. In case of identification of wrong recorded parentage, a search for a better match has been done and corrected in the goat recording system. 3. Casein gene variant test Breeding bucks have over several years been tested for the casein variants in everyday speech known as «Norwegian null allele» in the alfa s1 casein gene. AgResearch developed a test for the «Norwegian null» as a part of their genotyping procedure. 4. Gene variants with major impact As a part of the project, we searched for undiscovered gene variants that affects the 11 traits in the breeding goal. In addition, we also searched for single genes for the new trait «supernumerary teats». The searches did not show any new single genes variants that is not yet known internationally. 5. Joint reference population We investigated if the Norwegian goat population could benefit from collaboration with other populations using same genotyping platform in establishing a sufficiently large reference population. GBS genotypes from New Zealand, Australia and Norway was compared in a PCA-analysis. Results showed that goats from New Zealand and Australia are too genetically distant from the Norwegian goat population. 6. Reference population of Norwegian goats An informative reference population of more than 7000 does with lactation and bucks with daughters in production has been build. 7. Genomic breeding values in the routine evaluation In April 2021 ssGBLUP was introduced into the routine genetic evaluation for goat for all 11 traits currently included in the breeding goal. 8. Change in the breeding program Including genotypic information into the genetic evaluation results in a raise in accuracy of EBV (Estimated Breeding Value) especially for bucks that has not yet had their own daughters in production. When bucks were selected for AI in 2022, we included the 1.5-year-old bucks among the AI candidates, and more than half of the selected bucks were from the youngest year class. The reasoning for doing so is the increased accuracy of breeding values in young animals. In addition, more bucks are alive at 1.5 years of age, which makes the pool for selection larger, raises the selection intensity and results in a larger genetic progress. Further, with a reduced age of bucks in AI the generation interval of AI ram and progeny will decrease. IMPACT Implementation of genomic selection in the breeding program of Norwegian Dairy Goats will, due to the increase in accuracy of selection and the reduced generation interval, result in an increase in genetic progress per year.

Genomic Selection (GS) is expected to result in an increase in accuracy of selection of young animals and an increase in rate of genetic improvement for the population. GS has been successfully introduced in many dairy cattle populations around the world, but is less widespread in small ruminants. The lower use of genomic selection in small ruminant populations are related to issues like low linkage disequilibrium, small reference population size, and lack of structured breeding programs. Also the cost for SNP chip genotyping compared to the revenue in small ruminants has been a limitation to broad introduction of GS. Recently, genotyping by sequencing (GBS) has been developed. GBS is a cheaper alternative to SNP chip genotyping. The aim of the current project is to cost-effectively implement GS for traits in the breeding goal in the Norwegian Dairy Goat population by use of GBS as genotyping procedure. At least 7,000 animals will be genotyped and phenotyped and be included in the reference population. These animals will be A.I. bucks, natural service bucks and does from well-connected breeding herds. A search for major genes for existing traits in the breeding goal will be done. If major genes are found, they will be weighted in the single-step GBLUP procedure used for genomic evaluation. The implementation will be optimized in terms of weight parameters for genomic and polygenic information using model validation. Norway has a well structured dairy goat breeding program, consisting of 48 breeding herds (7000 does) and 230 commercial herds (23000 does). Artificial insemination (AI) plays an important role in the program. The breeding goal has 11 traits, combined into a total merit index (TMI) to be used for selection. Implementation of GS in the breeding program for Norwegian Dairy Goats is expected to increase the yearly genetic gain in the TMI by in excess of 20% mainly caused by an increase in accuracy of TMI for young animals.

Budsjettformål:

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Finansieringskilder