分享美国农业部动物基因组学和改进实验室的著名统计遗传学家Paul VanRaden发表在J. Dairy Sci.上的一篇文章:How to implenment genomic selection?
关于VanRaden,不必过多介绍,其名已经是构建G矩阵的一种最常见的方法。
如何实施基因组选择(GS)?
建立基因组选择的基础设施:
DNA样本库建设: 收集动物的DNA样本,并建立一个集中的存储库,用于后续的基因分型和分析。 技术发展: 利用先进的基因组学方法,如全基因组关联研究(GWAS),以识别影响经济性状的遗传标记。
数据质量控制:
基因型验证: 通过比较基因组和谱系关系,验证基因型数据的准确性,纠正亲子鉴定错误。 祖先发现: 利用基因组数据揭示未知的祖先关系,增强谱系数据库的完整性。
基因型和表型数据的整合:
数据融合: 结合动物的基因型数据和表型记录,如生产性能、健康状况等,以提高育种值估计的准确性。 数据库管理: 建立和维护包含数百万动物记录的大型数据库,确保数据的可访问性和安全性。
预测模型的发展:
模型选择: 根据数据特点和育种目标,选择合适的统计模型,如单步模型(ssGBLUP),以提高预测的准确性。 模型验证: 通过交叉验证等方法,评估不同预测模型的性能,确保模型的可靠性。
基因组预测的国际合作:
数据共享: 与国际合作伙伴共享参考群体和基因组预测结果,以提高预测的泛化能力。 合作项目: 参与或发起国际合作项目,如1000 Bull Genomes Project,以共享资源和加速基因组研究。
基因分型的经济考量:
成本效益分析: 评估建立参考群体和基因分型的成本,与预期的遗传进展和经济效益进行比较。 投资回报: 计算基因组选择的长期投资回报,包括提高的遗传进展和降低的育种成本。
基因组选择的应用:
多性状选择: 将基因组选择应用于多个经济性状,如产奶量、繁殖效率和健康状况。 跨品种应用: 探索基因组选择在家畜不同品种中的应用,以及在杂交育种中的潜力。
法律和伦理考量:
专利策略: 评估和规划基因组发现的专利申请,保护知识产权,同时促进科学发现的共享。 伦理审查: 确保基因组选择的实施符合伦理标准,尊重动物福利和生物多样性。
持续的技术创新:
测序技术: 跟踪和采用新的测序技术,如下一代测序(NGS),以降低成本并提高数据质量。 数据分析工具: 开发和优化数据分析工具,以处理大规模基因组数据,并提高计算效率。
应对挑战和误区:
偏差校正: 识别和校正基因组预测中的偏差,如由于样本选择偏差或环境因素引起的偏差。 错误处理: 建立严格的质量控制流程,以减少实验室和数据处理中的错误。
通过这些细化的步骤,可以更清晰地理解实施基因组选择所需的具体行动和策略,从而更有效地将基因组选择技术应用于动物育种实践中。
参考:VanRaden P. M. (2020). Symposium review: How to implement genomic selection. Journal of dairy science, 103(6), 5291–5301. https://doi.org/10.3168/jds.2019-17684