Direkte studier av DNA kan bestemme innavlsgraden

Det viser seg fullt mulig å regne ut hvor mye innavl det finnes i et individ uten å benytte seg av stamtavle. Genomiske metoder og beregning av innavl med DNA som informasjonskilde, gir sikrere estimater og avslører at det er mindre genetisk mangfold i en populasjon enn antatt. Dette betyr at flere populasjoner sannsynligvis kan regnes som truede dyrearter.

Direkte studier av DNA kan bestemme innavlsgraden

Borghild Hillestad disputerer 29. mai 2015 for graden ph.d. ved NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet med avhandlingen «Inbreeding determined by the amount of homozygous regions in the genome»

I tradisjonelt avlsarbeid blir slektskap og innavl beregnet ut fra stamtavler eller slektskapsdatabaser. Formålet med Borghild Hillestads doktorgrad var å finne andre metoder å måle innavl på, metoder basert på studier av DNA, i dette tilfellet hos storferasen Norsk Rødt Fe (NRF). 

Hillestad studerte homozygote (to like versjoner av et gen) segmenter i genomet (hele arvestoffet) hos NRF for å finne genomiske metoder som kan måle innavl mer nøyaktig enn hva bruk av stamtavledata kan. Hun benyttet to genomiske metoder for å beregne innavl (ROH og observert homosygositet), og sammenlignet resultatene hun fikk med resultatene fra stamtavleberegninger.

ROH (runs of homozygosity) er lange rekker med homosygote områder i genomet som antas å være nedarvet fra samme opphav. Fra forhåndsdefinerte lengder av ROH, henter et dataprogram ut informasjon som er grunnlag for beregninger. Observert homosygositet beregner forholdet mellom homosygositet og antall markører totalt.

Metodene ble brukt for å estimere innavlsgraden for to grupper NRF-okser med forskjellige tettheter på genotypingene som definerte DNAet. Den ene gruppen var 384 okser genotypet med en chip bestående av 777 000 genetiske markører, mens den andre bestod av 3 289 okser genotypet med 48 000 genetiske markører. Begge datasettene hadde slektskapsbaser som strakk seg helt tilbake til 1875. Ikke overraskende, viste det seg at settet med høyest markørtetthet ga den mest detaljerte beskrivelsen av innavl.

DNA-baserte estimater kan avsløre innavlstruete bestander

Hillestad sammenlignet ulike tilnærminger for å beregne innavlsrate og effektiv populasjonsstørrelse (hvor mange ubeslektede individer i en bestand som bidrar med gener til neste generasjon). Estimerte innavlskoeffisienter basert på stamtavledata ble sammenlignet med koeffisienter basert på genomiske data, både fra ROH og observert homosygositet.

Observert homosygositet ga de mest stabile estimatene i denne studien, og det beste estimatet av effektiv populasjonsstørrelse for NRF var på 57,5 ​​dyr. Dette er mindre enn en tredjedel av det som ble oppnådd når det ble regnet via slektskapsdatabaser.

Ved hjelp av de genomiske metodene kartla hun videre hvilke områder på genomet som var mest utsatt for innavl. Hun kunne se at noen genvarianter på enkelte kromosomer hadde blitt selektert på hyppigere enn andre, og det var også mulig å spore hvordan homosygositeten forandret seg over tid.

Hillestad konkluderte med at det er mulig å ta DNA-prøver over tid av en populasjon hvor det ikke er stamtavleregistreringer, og estimere hvor stor genetisk variasjon populasjonen har. Hos NRF viste det seg at den genetiske bredden bare var 1/3 av det som var beregnet ut fra slektskapsdatabaser.

Published 31. oktober 2016 - 17:55 - Updated 23. mai 2017 - 19:21