高通量基因分型为家畜的选择性育种提供了依据

介绍

林肯，内布拉斯加州位于美国农业中心，距离连续的美国地理中心约有150英里。它也是Neogen Corporation的Geneseek子公司的所在地，负责全球农民每天的基因分型超过8000个牲畜样品。Geneseek团队基因型牛肉和奶牛，绵羊，猪和各种作物。它产生的数据支持增加产量并提高营养价值的选择性育种实践，同时需要更少的资源来维持畜群。

据杰里米沃克介绍，Neogen / Geneseek的业务开发和营销总监MS标志着Geneseek基因分型生产率的转折点。“2007年，我们每天在基质辅助激光解吸/电离/飞行时间（MALDI / TOF）质谱仪上使用单碱基延伸测定，平均收集每天138,000个基因型。我们在商业上交换到Infinium定制阵列，现在每天收集超过2亿基因型。“

Conomunity与Jeremy谈到了育种群体基因组筛查的价值，以及Infinium Iselect的益处^®阵列提供Geneseek，因为它开发了新的自定义阵列设计。

问：你什么时候开始使用基因组学技术的？

Jeremy Walker（JW）我在研究生院开始使用高通量基因组学和基于基因组学的技术。自2008年以来，全基因组选择一直是Neogen/GeneSeek研究的重点。该技术广泛应用于动植物选育。

问:农业基因组学领域在过去十年中发生了怎样的变化?

JW:最令人兴奋的变化之一是低成本、高通量阵列的发展，使标记辅助同时筛选多个基因型成为可能。就在10年前，只有少数奶农和动物育种公司使用DNA检测结果来做出选择性育种决定。他们当时正在对少数已知的致病变异进行亲子关系测试和分析，如黑色/红色的MC1R基因座。

如今，高通量阵列每年可以筛选数十万头奶牛。这些阵列可以评估近5万个标记，为农民和育种者提供50多种不同性状的遗传价值数据。

技术的进步和今天阵列的低成本为农民和育种者提供了前所未有的知识来选择性地培育优良的动物。来自这些阵列的数据使他们能够在更短的时间内用更少的饲料生产更多的蛋白质，而且更不容易出现基于基因的异常。

问:农业基因组学的目标是什么?

JW:基因组学是在不破坏生态系统的情况下保持农业可持续性的重要工具。基因改良与提高粮食安全携手并进，这是Neogen的使命。不断增长的国际人口要求更高质量的蛋白质和食品。与此同时，耕地数量正在减少。基因分型的目标之一是通过支持用更少的资源创造更多更好的食物，从而提高跨越这一差距的效率。为此，Neogen每年对200多万只动物进行基因分型。

问:筛选育种群体的优势是什么?

JW:与传统育种评估相比，使用基因组信息筛选育种群体可加速遗传增益。特别重要的是，当遗传改良的预期增长是针对不可高度遗传的性状时，例如选择最佳奶牛公牛的女儿怀孕率。对动物饲养者来说，结果是更高的利润率和消除基于遗传的疾病。

问：有什么技术支持非洲藻类的生长？

JW:低成本、高通量、高容量的下一代测序(NGS)技术增加了动植物DNA测序数据的数量。这些数据为高质量、可预测的固定阵列的发展提供了信息，该阵列支持大规模、廉价的遗传变异人群筛查。低成本、高通量的固定阵列，如基于Illumina Infinium x的技术，有助于农业基因组学和育种性状的基因组筛选的成功。

问:在开发定制基因分型阵列时，是什么促使你把重点放在某些牲畜物种上?

JW:我们已经为家畜创建了GeneSeek基因组分析器(GGP)定制阵列，全基因组选择技术用于品种改良。^1-3今天，这包括奶牛和肉牛、猪和羊。

我们的重点是不断改进我们的阵列产品。我们一直在寻找方法来提高GGP阵列的输入准确性。此外，我们的科学家与行业和学术领袖合作，识别并包括新的致病变异，这些变异对数百种性状有已被证实的、可衡量的影响。

问：基因组选择中的估算准确性的重要性是什么？

JW:基因组预测可以对遗传进展产生积极的影响，基因组预测的准确性影响着遗传进展的速度。准确性受到许多因素的影响，包括表型数据的强度、参考种群的大小和对系谱结构的了解。然而，当使用低成本、低密度阵列时，输入的准确性是重要的。

问：你为什么选择Infinium Cutatus Iselect技术作为阵列的基础？

JW:Neogen / Geneseek为大多数自定义阵列产品使用Infinium Custom阵列。我们的决定是由技术的稳健性和平台的成本效益驱动。当基因分型样品在不同处理批次上重复时，我们达到所有组织类型的平均呼叫率> 99.3％，99.9％的一致性。此外，我们通过芯片生产从提交的设计中获得了高的测定转换率，并从平台的高通量能力中受益。

问：您使用什么工具来优化阵列设计和分析？

JW:我们开发了最先进的方法和工具，以最佳地设计单核苷酸多态性（SNP）芯片并进行大数据分析。一个例子是开发多目标，局部优化（Molo），用于最佳选择SNP进行基因型抑制和基因组选择。我们还开发了成本效益，数据并行方法，用于估算全基因组SNP效果。这些分析工具有助于为客户提供可靠，高通量的基因组预测系统，为客户提供可靠，高通量的基因组预测系统。

问:微阵列分析与基因分型(GBS)相比如何?

JW:在过去的10年里，Infinium固定阵列一直是我们产品组合中非常重要的一部分。我们继续评估包括GBS在内的新技术，为对标记辅助选择/全基因组选择有兴趣的客户提供准确、可靠和低成本的数据。我们还没有找到比Infinium化学更好的工具来处理我们的大容量数据管道。我们确实认为，尽管GBS对我们来说更有限，但它有一个重要的作用，我们将继续研究它。

问：使用Geneseek基因组曲线（GPP）阵列进行了什么Agrigenomics发现？

JW:我并不总是肯定我们的客户与我们生成的基因组信息做什么。我们参与了许多基于学术的基因组协会研究（GWAS）。我们经常包括在我们的大批量定制牛和猪阵列中制作的发现，作为增值标记，以增强我们的GPP阵列客户端的选择决策。

从更广泛的意义上说，我们相信我们在Neogen/GeneSeek所做的工作引发了各种各样的先进农业基因组学研究。当研究人员调查一种植物或动物基因组时，他们通常在资金紧张的情况下进行这些研究。因此，他们必须依赖我们提供的具有成本效益的技术专长。我相信，我们能够以更低的成本提供越来越多的植物和动物基因组数据，这将继续引发农业基因组学调查和发现。

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