تاثير افزايش تراكم نشانگرها بر صحت پيش‌بيني ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي

Effect of increasing the density of the markers on the accuracy of predicted breeding values genomic

در اين مطالعه، ژنومي متشكل از 3 كروموزوم هريك به طول 100 سانتي مورگان شبيه‌سازي شد. تعداد متفاوت نشانگر روي هركروموزم با تراكم مختلف (100 نشانگر با فواصل 1 سانتي مورگان، 200 نشانگر با فواصل 5/0 سانتي مورگان، 1000 نشانگر با فواصل 1/0 سانتي مورگان و 2000 نشانگر با فواصل 05/0) در نظر گرفته شد. 30 مكان صفت كمّي يا QTL كه بطور تصادفي روي كروموزوم پراكنده شده بودند، شبيه‌سازي شدند. جمعيتي با اندازه موثر 100 فرد (50 نر و 50 ماده) شبيه‌سازي شدند. اين ساختار جمعيتي براي 50 نسل با آميزش تصادفي ادامه يافت تا عدم تعادل پيوستگي مورد نظر بين نشانگرها و QTLها بوجود آيد. بعد از 50 نسل آميزش تصادفي، اندازه جمعيت به تعداد 1000 فرد (500 نر و 500 ماده) در نسل 51 گسترش يافت. اين اندازه جمعيت براي 8 نسل بعدي (تا نسل 58) ثابت ماند. براي افراد نسل 51 و 52 فنوتيپ با وراثت پذيري 5/0 و 1/0 شبيه‌سازي شد. از اطلاعات فنوتيپي اين افراد جهت برآورد اثرات نشانگرها استفاده شد و صحت برآورد ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي در افراد اين دو نسل و نسل‌هاي بعدي محاسبه گرديد. نتايج آزمايش اول نشان داد كه براي صفات با وراثت‌پذيري بالا هرچه تراكم نشانگرها بيشتر باشد، صحت برآورد ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي نيز بيشتر است. اما براي صفات با وراثت پذيري پايين افزايش تراكم نشانگري تا يك ميزان مشخص (تراكم نشانگري با فواصل 1/0 سانتي مورگان) باعث افزايش صحت برآورد ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي مي‌شود و افزايش تراكم نشانگري بيش از آن سبب كاهش صحت برآوردها مي‌شود. نتايج آزمايش دوم كه در آن تنها از اطلاعات فنوتيپي نيمي از افراد نسل‌هاي 51 و 52 جهت برآورد اثرات نشانگرها استفاده شده بود، نشان داد كه با كاهش تعداد افراد در اين گروه صحت برآوردها نيز كاهش مي‌يابد. در هر دو آزمايش، صحت برآوردها در صفات با وراثت پذيري بالا در تراكم نشانگري يكسان بيشتر از صفات با وراثت پذيري پايين بود. نتايج اين مطالعه نشان داد كه صحت برآورد ارزش‌هاي اصلاحي ژنومي پس از گذشت نسل‌ها از نسل‌هايي كه آثار نشانگري در آنها برآورد شده است، بتدريج كاهش مي‌يابد.

In this study, the genome consists of 3 chromosomes, each 100cM with different marker density (100 markers with 1cM space, 200 markers with 0.5cM space, 1000 markers with 0.1cM space and 2000 markers with 0.05cM space) and 30 random distributed QTL were simulated. After 50 generations of random mating in a finite population (Ne=100) to create sufficient linkage disequilibrium, population size were expanded by 1000 (500 males and 500 females). This structure was conserved until generation 58. Two heritability (h2=0.1 and h2=0.5) were considered. Individuals of generation 51 and 52 have phenotype records and then used to estimate marker effects. Accuracy of genomic estimated breeding value (GEBV) was calculated for individuals of generations 51-58. Results of first trial showed that accuracy of GEBV will increase by increasing in marker density for high heritability traits, but it increase to some extent (markers with 0.1cM space) for low heritability traits and it decrease by more dense markers. Results in second trial which used half of individuals of generation 51 and 52 for marker effect estimation, showed that accuracy of GEBV will decrease by decreasing in number of individual. In both trials, accuracy of GEBV for high heritability traits was higher than low heritability traits in same marker density. Finally, results of this study showed that accuracy of GEBV will decease by passing generations after generations used for marker effect estimation.