Métodos single-step e desenvolvimento de painel customizado para avaliação genética de bovinos da raça Braford e Hereford

Abstract

A utilização da informação genômica trouxe grandes oportunidades de aumento no ganho genético em gado de corte. Com a inclusão das informações dos marcadores SNP no processo de predição genômica, tornaram possível o desenvolvimento de métodos inovadores. O método single-step permite avaliar simultaneamente informações de fenótipos, pedigree e genômica, com a utilização de uma matriz combinada. O objetivo desse estudo foi comparar diferentes métodos single-step genômico em animais da raça Braford e Hereford para característica resistência aos carrapatos. Foram utilizados os métodos single-step GBLUP, single-step GBLUP ponderado (WssGBLUP) e o single- step de regressão bayesiana (SSBR). Os softwares da família BLUPF90 e o JWAS foram utilizados para predizer os valores genéticos genômicos dos indivíduos para os métodos testados. O conjunto de dados foram divididos em três subconjuntos composto de animais Braford, Hereford e Braford_Hereford. Os resultados observados nesse estudo com o painel de 50K, sugerem uma diminuição nos valores da capacidade preditiva à medida que a raça Hereford é utilizada nas análises. Não houve diferença entre métodos single-step para o conjunto de dados Braford_Hereford. Para o conjunto de dados Braford, o método WssGBLUP foi superior e com o conjunto de dados Hereford, o WssGBLUP com duas e três iterações foram superiores. Com a informação molecular, estudos de associação genômica ampla (GWAS) permitem identificar loci ligados a determinada característica. O GWAS explora a existência de desequilíbrio de ligação entre SNPs e variantes causais, e assim permitindo selecionar SNPs mais informativos para customização de painéis de marcadores SNP de muito baixa densidade. O objetivo desse estudo foi identificar regiões genômicas e selecionar os SNPs mais representativos associados com a características resistência aos carrapatos. Adicionalmente, verificou a capacidade preditiva para os painéis customizados com base em animais da raça Braford e Hereford. Para isso, foram utilizados o método BayesB (π = 0,99) para a seleção dos marcadores altamente informativos para a característica e o single-step de regressao bayesiana para predizer os valores genéticos genômicos. A capacidade preditiva foi obtida pela correlação entre o fenótipo ajustado e o valor genético predito. Os softwares Gensel e o JWAS foram utilizados para a realização desse estudo. Os resultados observados nesse estudo sugerem a possibilidade de selecionar janelas superiores que explicam mais que 0,2% da variância genética para a característica. Os painéis customizados (tag SNP) para animais da raça Braford, Hereford e Braford_Hereford continham 35, 44 e 61 marcadores do tipo SNP que apresentaram maior efeito sobre a característica. O uso das tags SNP para animais representaria ao menos 67%, 72% e 28% da capacidade de predição obtidas pelo painel de 50K para animais Braford_Hereford, Braford e Hereford, respectivamente.

The application of genomic information brought relevant growth opportunities of genetic gains in beef cattle. The inclusion of SNP markers information on the genomic prediction process, contributed to the development of innovative methods. The single-step method allows evaluate simultaneously the phenotypes, pedigree and genomic information, with the use of a combined matrix. The aim of this study was to compare different single-step genomic methods of animals of the breeds Bradford and Hereford for trait of ticks resistance. It were utilized the methods single-step GBLUP, single-step GBLUP weighted (WssGBLUP) and the single-step of bayesian regression (SSBR). The BLUPF90 family and JWAS software were used to predict the genetic genomic values of the individuals for the tested methods. The dataset was divided by three subsets composite of Bradford, Hereford and Bradford_Hereford animals. The results of this study with the 50K panel suggest a decrease on the predictive capacity values by the using of the Hereford breed. There was no difference among the single-step methods for the Braford_Hereford dataset. For the Braford dataset, the WssGBLUP method were top. With the molecular information, genomic wide association studies (GWAS) allow to identify loci linked to a determined trait. The GWAS explore the existence of linkage disequilibrium between SNPs and casual variants, allowing selecting more informative SNPs for customization of SNP markers panels of very low density. The aim of this study was to identify genomic regions and to select the most representative SNPs associated with the tick resistance trait. Additionally, it was verified the predictivity capacity for the customized panels based on Bradford and Hereford breeds. For this, it was utilized the BayesB method (π = 0,99) for the selection of highly informative markers for the trait and the Bayesian regression single-step to predict the genomic genetic values. The predictive capacity was obtained by the correlation between the adjusted phenotype and the genetic value predicted. The Gensel and JWAS softwares were utilized to the development of this study. The observed results suggest the possibility to select the top windows that explain more than 0,2% of the genetic variance for the trait. The customized panels (tag SNP) for Braford, Hereford and Braford_Herdeford contained 35, 44 and 61 SNP markers, respectively, that present major effect on the trait. The use of tags SNP for animals represent at least 67%, 72% and 28% of the predictive capacity obtained by the 50K panel for Braford_Hereford, Braford and Hereford, respectively.