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LA SELEZIONE GENOMICA
COMPIE 10 ANNI:
RISULTATI E PROSPETTIVE
Attilio Rossoni, Enrico Santus
Associazione Nazionale Allevatori di Razza Bruna
28 Gennaio 2019, Mornico al Serio
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Un po' di storia
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Storia della selezione: Fenotipic0
Teoria Ricercatore Anno
Leggi ereditarietà Mendel 1865
Ereditarietà multi genetica Fisher 1918
Adozione
In USA
Adozione
in Italia
Programma genetico Dati utilizzati
< 1937 <1964 Selezione massiva Dati del soggetto
1937 – 62 1964-1979 Media dei parenti Figlie, genitori
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Storia della selezione: Modello toro
Teoria Ricercatore Anno
Matrice di parentela Wright 1922
Indice di selezione Hazel & Lush 1943
Modello Lineare Misto Henderson 1963
Adozione
In USA
Adozione
in Italia
Programma
genetico
Dati utilizzati
1962–89 1980–89 Sire models Allevamanto anno
stagione
1990- ad oggi 1990- ad oggi Indice di selezione Valutazione genetica
per più caratteri
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1935 2015
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Storia della selezione: Modello Animale
Teoria Ricercatore Anno
Matrice di parentela Wright 1922
Indice di selezione Hazel & Lush 1943
Modello Lineare Misto Henderson 1963
Adozione
In USA
Adozione
in Italia
Programma
genetico
Dati utilizzati
1989–presente 1989–presente Modello animale Pedigree Completo
1995- ad oggi 1995- ad oggi MACE (Interbull) Figlie in altri stati
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50.000 SNP circa 40Euro
150.000 SNP circa 80 Euro
750.000 SNP circa 150 Euro
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In Italia
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
ago-10 ago-11 ago-12 ago-13 ago-14 ago-15 ago-16 ago-17 ago-18
Numero di genotipi in Bruna
Dati:ANAFI
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Storia della selezione: Modello genomico
Teoria Ricercatore Anno
Predizioni genomiche Meuwissen 2001
Matrice di parentela genomica VanRaden 2008
Unione matrice genomica e di pedigree Mizstal 2009
Adozione
In USA
Adozione
in Italia
Programma
genetico
Dati utilizzati
2009–presente 2012–presente Modello genomico Marker genotipi
2013–futuro Modello biologico Mutazioni Casuali
2019 Modello onestep Marker genotipi
fenotipi
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Impatto Teorico
varianza genetica * Intensità di selezione * Accuratezza
_________________________________________________
Intervallo di generazione
4 vie di selezione:
- Padri di toro- Madri di toro
- Padri di vacca- Madri di vacca
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Intensità di selezione
• Esempio nella Bruna:
• Prima della genomica
provavamo circa 60 tori all’anno e di questi circa
20 risultava positivo 1/3
• Oggi testiamo
annualmente 400 vitelli
per sceglierne 30 1/13.3
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Intensità di selezione
Genomica + seme sessato
selezione possibile anche il linea
femminile
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Accuratezza: Frisona
Dati:ANAFI
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Accuratezza: Bruna maschi
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Accuratezza: Bruna femmine
Aumento di attendibilità
•30% per le manze
•20% per le primipare
•15% per le pluripare
Livelli di attendibilità raggiunti
molto elevati che permettono una
selezione molto più precisa anche
sulle vacche e manze
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Quanto pesa l’informazione genomica?
Per proteina KG(h2
= 0.30),
Genomica= 34 figlie
Pedigree = 7 figlie
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Per il tasso di gravidanza (h2 = 0.04), genomica = 131figlie
Quanto pesa l’informazione genomica?
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Intervallo di generazione in USA
Padre di toro
Padre di Vacca
Madre di toro
Madre di Vacca
Anno di nascita dei figli
Inte
rva
llo d
i ge
ne
razi
on
e (
in a
nn
i)
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Intervallo di generazione in Bruna
• Padri di toro • Madri di toro
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Progresso genetico:USA
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Miglioramento archiviato:
Impatto effettivo
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Trend genetici Bruna
• Trend genetici • Varianza dei tori valutati
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Gennaio 2010 VS Dicembre 2018
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Trend genetici Frisona
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
LATTE 0
500
1000
1500
2000
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
PFT
Dati:ANAFI
Dati:ANAFI
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COME E’ CAMBIATO IL MONDO
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Utilizzo tori genomici in frisona
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11 1 3 5 7 9 11
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
% D
I F
EC
ON
DA
ZIO
NI
ANNO DI FECONDAZIONE
% provati % genomici
Dati:ANAFI
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Utilizzo tori Genomici in Bruna
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018
Giovani Provati
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Tori più usati nel 2018: 9 tori 40%
Tori più usati nel 2010: 9 tori 29%
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Il mondo della FA
•Esempio Polar:
• 2010 circa 250 tori vivi con più di 16 mesi
• 2018 8 tori vivi con più di 16 mesi
•Bilancio:
• 2010 100% del bilancio fatto con i tori provati
• 2018 85% tori giovani
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Il mondo delle valutazioni: --1990
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
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Il mondo delle valutazioni: 1990-2010
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
MACE:INTERBULL
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Consorzio di scambio genotipi
Consorzio di scambio genotipi
Il mondo delle valutazioni: 2010-2018
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
MACE:INTERBULL
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Nell’era della genomica
Il fenotipo è il re
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Consorzio di scambio
genotipi -fenotipi
Consorzio di scambio
genotipi -fenotipi
Il mondo delle valutazioni: 2018-
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
Centro di
calcolo
MACE:INTERBULL
Ditte Private
Ditte Private
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What’s next?
E adesso cosa ci aspetta?
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Selezione per nuovi caratteri
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Utilizzo delle femmine e di dati innovativo
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Interazione Animale-microbiote:
Efficienza alimentare
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Il Gene-editing può aiutarci?
• Introgressione rapida di caratteri favorevoli (Loi et al., 2016)
• Miglioramanto ulteriore dei caratteri quantitativi(Jenko et al.,
2015)
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Examples of gene editing in livestock
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Gene editing per caratteri quantitativi
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E in Italia cosa succede?
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Sottomisura: 10.2 - Sostegno per la conservazione, l'uso e lo sviluppo sostenibili delle risorse genetiche in agricoltura
– Attività di caratterizzazione delle risorse genetiche animali di interesse zootecnico e salvaguardia della
biodiversità.
Sottomisura 16.2 - Sostegno a progetti pilota e allo sviluppo di nuovi prodotti, pratiche, processi e tecnologie.
Tipologia di operazione: Cooperazione per la creazione di un sistema di gestione unitario delle informazioni per la
biodiversità zootecnica.
Reg (UE) 1305/2013 - Programma di Sviluppo Rurale Nazionale 2014/2020
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IL PROGETTO DA/PER GLI ALLEVATORI• I consumatori sono i nostri acquirenti:
• Attenzione alle loro richieste
• Biodiversità:
• Per poter migliorare è necessario che ci sia variabilità
• Gli obiettivi di oggi non è detto che siano uguali in futuro
• Da gestire il paradigma di far coesistere selezione e mantenimento della variabilità genetica
• Benessere animale:
• Animali che stanno meglio producono di più
• Animali che stanno meglio danno meno problemi
• Impatto ambientale:
• Maggiore efficienza alimentare
• Maggior valorizzazione dello sfruttamento delle risorse aziendali
• Lo stato e le regole:
• Regolamentazione sul benessere animale
• Carbon tax
• Ecc..
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STRUMENTI INNOVATIVI PER SELEZIONE IN AMBITI :
BENESSERE, AMBIENTE, BIODIVERSITÀ
Azioni Tecniche Produzione servizi
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BrunaOnLine – infrastruttura informatica
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Rilevamento in stazione sperimentale
Divulgazione e sensibilizzazione
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Analisi Genotipiche
• Scelta aziende convenzionate
• Anarb fornisce
• Analisi e valutazione genomica
• L’allevatore fornisce
• Dati innovativi
• Genealogie
• Tutte le inseminazioni (con segnalazione di quelle con seme sessato)
• Diagnosi di gravidanza
• Patologie con particolare riguardo a quelle mammarie, chetosi, problemi podali, suzione dei vitelli
• Autorizzare i laboratori a rendere disponibili le analisi dei propri animali con particolare riguardo a:•BHB, Curve di caseificazione, Acidi grassi.
• Fornire altre informazioni rilevate da strumentazioni automatiche dell’azienda, quali robot di mungitura, pese automatiche ecc…, stazioni di controllo meteorologico.10.000 analisi genomiche
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Nuova attività specifica in stazione sperimentale
• Il centro genetico è stato ristrutturato per accogliere maschi e femminile
Installazione macchinari innovativi:
– Rilevatori di metano e CO2
– Ruminometri
– Podometri
– Stazioni di autoalimentazione
– Pese automatiche
– Software analisi qualità seminale
– Rilevamento parametri ambientale
Dati raccolti:– Prove comportamentali
– Misurazioni biometriche
– Accrescimento
– Resilienza
– Emissioni
– Urea nel sangue
– Problemi sanitari
– Maturità sessuale
– Qualità materiale seminale
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BRUNA ORIGINARIA
• Massima disponibilità a supportare lo sviluppo
• Rilievi morfologici
• Analisi genomiche
• Valutazione consanguineità e distanza genomica
da Bruna italiana
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Tori «da progetto»: distribuzione seme;
• Tori BioDiversi (minima parentela )
• Tori Happy (massimo benessere)
• Tori Eco (minime emissioni)
• Tori OB (Bruna Originaria)
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Nuovi caratteri
• Caratteri che prenderemo in esame:
BHB, spettri, mastite, caseificazione, malattie, emissioni, resistenza stress termico, resilienza, suzione vitelli, ecc.
• Programma organico
• Sensibilizzazione degli allevatori
• Archiviazione e gestione dei dati
• Studi genetici e genomici
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Utilizzo dei nuovi dati
• Creazione indici aggregati:
• Indice benessere
• Indice compatibilità ambientale
• Ipotesi di inclusione tra gli obbiettivi di selezione
• Inclusione del programma di accoppiamenti genomico
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Assistenza specifica negli allevamenti
•per uso “tori BIO”,
•Contenimento
“consanguineità”
• piani accoppiamento
specifici;
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Grazie per l’attenzione