Hodowcy zyskali pewność. Chodzi o codzienną pracę

Procedury kontroli pochodzenia, które zostały zaimplementowane przez Centrum Genetyczne PFHBiPM są zgodne z przyjętymi normami ICAR. To bardzo ważne dla hodowców.

Piotr Oleszak

• Co daje hodowcom  bydła kolejna akredytacja ich Centrum Genetycznego? W praktyce oznacza to jeszcze skuteczniejszą selekcję.

• Skuteczna selekcja może być prowadzona tylko wtedy, gdy wyniki oceny i rankingi są rzetelne.

• Kontrola pochodzenia zwierząt weszła na najwyższy z możliwych poziomów. Od niej wszystko zaczyna się i ma wpływ na wyniki produkcyjne.

• Wyjaśniamy, jak Centrum Genetyczne PFHBiPM bada pochodzenie zwierząt i dlaczego to co robi, jest bardzo istotne dla hodowców bydła i producentów mleka.

Jednym z podstawowych elementów składających się na fundament nowoczesnej hodowli jest jakość rodowodu. W czasach, gdzie o wartości zwierzęcia decydują dane, istotne znaczenie ma minimalizowanie błędów w informacji o ich pochodzeniu. Dokładniejszy rodowód to dokładniejsza ocena oraz większy postęp hodowlany. Nawet w erze selekcji genomowej, gdzie markery SNP (single nucleotide polymorphism – z ang. polimorfizm pojedynczego nukleotydu) stanowią cenne źródło informacji zwiększające dokładność oceny, wartość danych rodowodowych jest nadal niezastąpiona. Centrum Genetyczne (CGen) wykonało kolejny krok w stronę udoskonalenia jakości danych – dołącza do grona certyfikowanych jednostek obliczeniowych ICAR (Międzynarodowego Komitetu ds. Rejestracji Zwierząt (ICAR) dla Centrów Interpretacji Danych DNA.

Większa precyzja w analizie pochodzenia

Przez wiele lat standardem w kontroli pochodzenia zwierząt była analiza mikrosatelitarna (STR). Jednak rozwój selekcji genomowej i powszechność genotypowania przy pomocy mikromacierzy polimorfizmów pojedynczych nukelotydów (SNP) umożliwiły wykorzystanie markerów typu SNP również w kontroli pochodzenia. To właśnie stosowanie technologii SNP jest obecnie „językiem” wymiany danych genomowych na świecie. Ten typ markerów gwarantuje również większą precyzję w analizie pochodzenia. Aby zapewnić spójność i najwyższą jakość prowadzonych analiz związanych z interpretacją danych z mikromacierzy SNP, ICAR wprowadził międzynarodowy standard w zakresie prowadzenia kontroli pochodzenia.

Test kompetencji

Organizacja ICAR wyznacza standardy w wielu aspektach związanych z hodowlą zwierząt, w tym dla procesu kontroli pochodzenia zgenotypowanych zwierząt. Uzyskanie statusu akredytowanego Centrum Interpretacji Danych DNA (DNA Data Interpretation Centre) to proces, który weryfikuje kompetencje analityczne jednostki. Centrum Genetyczne musiało zmierzyć się z testem przygotowanym i nadzorowanym przez organizację Interbull, która oprócz prowadzenia międzynarodowej oceny wartości hodowlanej prowadzi również w imieniu ICAR działania związane z kontrolą pochodzenia oraz wymianą danych SNP w tym zakresie.

Test polega na analizie danych genomowych (200 markerów SNP z panelu do kontroli pochodzenia rekomendowanego przez ISAG – International Society for Animal Genetics) oraz danych rodowodowych przygotowanych specjalnie w tym celu. Jednostka przystępująca do testu zobowiązana jest przeprowadzić kontrole pochodzenia dla ponad 3 tysięcy zwierząt. Margines błędu w tym teście nie istniał – wymagana była 100-procentowa zgodność wyników z kluczem posiadanym przez Interbull.

Zmiany na przestrzeni lat

Warto przyjrzeć się technicznym aspektom certyfikowanej metody, ponieważ różni się ona od historycznych standardów. Do niedawna wytyczne ISAG (Międzynarodowe Towarzystwo Genetyki Zwierząt) zalecały podejście dwuetapowe w sprawie kontroli pochodzenia: najpierw badano 100 podstawowych markerów SNP, a dopiero w przypadku wyniku wątpliwego sięgano po kolejne 100. Nowe wytyczne ICAR (są stosowane przez CGen) zmieniają założenie na rzecz większej precyzji. Obecnie analiza opiera się na wykorzystaniu całego panelu ok. 200 markerów SNP (poniżej na grafice zobrazowaliśmy, jak działa weryfikacja pochodzenia).

Przebieg testu

Obecnie proces weryfikacji działa przy użyciu ok. 200 SNP, jednak dzieje się to dwutorowo. Pierwszy krok to weryfikacja pary – TEST 1 – (zwierzę vs. ojciec, zwierzę vs. matka), natomiast drugi etap to weryfikacja całej trójki równocześnie – TEST 2 – (zwierzę vs. matka i ojciec). Krok drugi jest przeprowadzany wyłącznie w momencie, kiedy w pierwszym kroku ojciec i matka są zaakceptowani jako potencjalni rodzice. Poniżej szczegóły.

1. Test 1 – weryfikacja pary (potomek vs. ojciec, potomek vs. matka)

Aby przystąpić do testu, wymagana jest odpowiednia liczba markerów SNP. W przypadku kontroli pochodzenia to minimum 185 SNP. System analizuje tzw. konflikty, czyli sytuacje, w których potomkowi i domniemanemu rodzicowi brakuje zgodnych wariantów genetycznych. Po przeprowadzeniu testu przyznawane są statusy w zależności od liczby zidentyfikowanych konfliktów:

• 0–2 konfliktów: rodzic zaakceptowany;

• 3–5 konfliktów: wynik wątpliwy;

• powyżej 5 konfliktów: rodzic wykluczony.

2. Test 2 – weryfikacja tria (potomek vs. matka i ojciec)

Po uzyskaniu przez obu rodziców pozytywnego wyniku („Rodzic zaakceptowany”) w teście pierwszym można przejść do weryfikacji, czy ich połączenie jest biologicznie możliwe. W tym przypadku jednocześnie analizujemy genotypy ojca, matki i potomka. Wartości progowe dla akceptowalnej liczby konfliktów w teście drugim są inne niż w przypadku pierwszego testu:

• 0–3 konflikty: pochodzenie zaakceptowane;

• 3–7 konfliktów: wynik wątpliwy;

• powyżej 7 konfliktów: pochodzenie wykluczone.

Centrum Genetyczne musiało bezbłędnie zweryfikować aż 22 różne przypadki. Obejmowały one nie tylko proste potwierdzenia czy wykluczenia, ale także sytuacje, gdzie np. liczba SNP rodzica była poniżej wymaganego minimum 185 SNP, występowały braki rodowodowe lub brak genotypu jednego z rodziców czy także inne błędy, takie jak chociażby nieprawidłowa data urodzenia skutkująca zbyt małą różnicą wieku między rodzicem a potomkiem. Uzyskany certyfikat jest ważny dwa lata. Konieczność odnawiania akredytacji jest gwarancją utrzymania jakości interpretacji danych przez CGEN.

Certyfikat ICAR – co to oznacza w praktyce

Akredytacja dla CGen to przede wszystkim gwarancja wysokiej jakości stosowanych procedur, co przekłada się na jakość danych rodowodowych wykorzystywanych następnie w ocenie genetycznej. Jest to dowód na to, że stosowane przez jednostkę procedury kontroli pochodzenia są w pełni zgodne z restrykcyjnymi standardami wyznaczonymi przez ICAR. Certyfikacja zapewnia poprawność procesu interpretacji danych na temat zgenotypowanych zwierząt. Przekłada się to na jakość danych wykorzystywanych w ocenie, co ma znaczący wpływ na tak ważną dla hodowców wartość hodowlaną. Wraz ze spadkiem ilości błędów w rodowodzie wzrasta korelacja między szacowaną wartością hodowlaną a rzeczywistym potencjałem genetycznym. Dzięki precyzyjnym procedurom kontroli danych rodowodowych oraz genotypów wykorzystywanych w ocenie hodowcy mogą mieć pewność, że wyniki oceny i rankingi są rzetelne. To klucz do skutecznej selekcji i postępu genetycznego w krajowej populacji.