اثر استفاده از اطلاعات ژنومي گاوهاي ماده در جمعيت مرجع، روي صحت ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي برآوردشده در گاوهاي هلشتاين ايران

The effect of using cow genomic information in reference population on the accuracy of genomic estimated breeding values in Iranian Holstein cattle

ارزيابي هاي دقيق ژنومي به يك جمعيت مرجع بزرگ با اطلاعات عملكردي قابل اعتماد (مانند ارزش هاي اصلاحي پيش بيني شده) بستگي دارد. هدف از اين مطالعه، شناسايي مناسب ترين جمعيت مرجع براي پيش بيني ارزش اصلاحي ژنومي حيوانات در برنامه هاي اصلاح نژاد گاو شيري هلشتاين ايران مي باشد. ابتدا با استفاده از شبيه سازي ژنوم و مطابق با روند اصلاح نژاد گاو شيري در ايران (هسته اصلاح نژادي باز با تبادل ژني بين هسته و جمعيت تجاري) جمعيت هاي مورد نياز شبيه سازي شدند. دو سطح وراثت پذيري متوسط (0/3 و پايين (0/05) به طور مستقل در نظر گرفته شد. در تمام مراحل، فرايند شبيه سازي 10 بار تكرار شد و نتايج مورد بررسي قرار گرفت. در اين مطالعه، گاوهاي ماده جهت تعيين ژنوتيپ، بر اساس چهار سناريوي انتخاب تصادفي، افراد دو كران بالا و پايين توزيع ارزش فنوتيپي، افراد با بالاترين ارزش فنوتيپي و افراد با بالاترين ارزش اصلاحي در تعداد مختلف انتخاب و به جمعيت مرجع افزوده شدند. با روش تك مرحله اي بهترين پيش بيني نااريب خطي (Single Step BLUP)، براي افراد جمعيت آزمون ارزش اصلاحي ژنومي پيش بيني شد. براي تمام سناريوهاي گفته شده، صحت و ضريب نااريبي پيش بيني ارزش اصلاحي برآورد شد. نتايج نشان داد زماني كه حيوانات ماده با بيشترين و كمترين ارزش فنوتيپي (سناريوي دوم تعيين ماده ها) انتخاب شدند، نسبت به ساير سناريوها، صحت پيش بيني ارزش اصلاحي بيشتر بود. تعيين ماده ها با ارزش فنوتيپي بالا (سناريوي سوم انتخاب ماده ها)، كمترين اريبي را به بار آورد. استفاده از نرهاي وارداتي داراي ژنوتيپ و استفاده از آنها به تنهايي به عنوان جمعيت مرجع، كمترين صحت و بيشترين اريبي را نشان داد. تركيب نرها با ماده ها نسبت به سناريوهاي صرفا نرها يا صرفا ماده ها، افزايش صحت و كاهش اريبي را به همراه داشت، بنابراين با احتساب هزينه هاي اقتصادي، تعيين ژنوتيپ، استفاده از گاوهاي ماده در جمعيت مرجع (2000 راس گاو ماده ژنوتيپ شده)، مطابق با سناريوي دوم انتخاب ماده ها، بهترين راهبرد پيشنهادي جهت تشكيل جمعيت مرجع و ارزيابي ژنومي با كمترين هزينه، در ايران مي باشد.

Accurate genomic evaluation depend on large reference population with reliable performance information such as predicted breeding value (PBVs). The aim of this study was to identify the most appropriate reference population to predict the genomic breeding value for Iran Holstein dairy breeding programs. Phenotypes and genotypes were simulated based on the dairy cattle Iran population program (open breeding nucleus with gene flows between the nucleus and the commercial population). Medium (0.3) and low (0.05) heritability levels were considered independently. All simulations were performed with 10 replications and the results were evaluated. In the first study, female cows were selected for genotyping in four scenarios: random selection, individuals with upper and lower extremities of phenotypic value, highest phenotypic value and highest breeding value with maximum accuracy; and these females are added to the reference population. Single Step BLUP (SSBLUP) was used to predict the genomic breeding value for individuals in the population. The accuracy and unbiased coefficient of predicted breeding value were investigated. The results showed that when female animals with the highest and lowest phenotypic values were selected (the second scenario of determining females), the highest accuracy of prediction of breeding value was observed compared to other scenarios. Determination of substances with high phenotypic value (third scenario of female selection) showed the least bias. The use of imported males with genotype and their use alone as a reference population showed the least accuracy and the most bias. The combination of males and females showed an increase in accuracy and a decrease in bias compared to the scenarios for males or females alone. However, in relation to the size of the population similar to females, no improvement in the prediction of the breeding value was observed. Therefore, in terms of economic conditions (genotyping costs), the use of only female cows in the reference population (2000 females genotyped), according to the second scenario of female selection, is the best strategy to form a reference population and genomic evaluation at the lowest cost, in Iran.