Kim Erik Grashei har i sitt doktorgradsarbeid utforsket tre vidt forskjellige problemstillinger knyttet til moderne avlsprogram: Genetisk foreldretilordning, genotypetolkning av indusert triploid laks og kasus-foreldrekontroll-modellering.
CSI i avl: Genetisk foreldretilordning
Ved hjelp av genetisk foreldretilordning sammenligner vi DNA-et til et barn med DNA-et til ulike potensielle foreldre. Foreldretilordning brukes til farskapsbekreftelser for mennesker, populasjonsundersøkelser i planter og dyr og ved sporing av rømt av oppdrettsfisk.
I sitt doktorgradsarbeid har Grashei forsøkt å tilordne foreldre ved å bruke de samme genomiske slektskapene som brukes i genomisk seleksjon i moderne avlsprogrammer. Det viser seg at genomiske slektskap gir høy nøyaktighet for foreldretilordning. I tillegg oppdaget Grashei, sammen med sine veiledere Jørgen Ødegård og Theo Meuwissen, at den nye metoden for foreldretilordning kunne brukes uten treningsdatasett med noen statistiske antagelser til grunn. Dette forenkler foreldretilordningen til laksefisk som gjøres i avlsarbeidet til AquaGen. Bruken av metoden begrenser seg ikke til fisk, det burde fungere vel så bra i andre kjønnede dyr, planter og mennesker.
Steril produksjonsfisk kan brukes for å hindre innblanding av «oppdrettsgener» inn i villakssamfunn
I fiskeoppdrett er det mulig å indusere triploiditet ved å sette et fiskeegg under høyt trykk rett etter befruktning. Dette hindrer normal danning av diploide kjønnsceller, og avkommet får i stedet to genkopier nedarvet fra mor og ett fra far som normalt.
Det har inntil nå være vanskelig å studere genetikken til triploider på en effektiv måte i moderne avlsprogrammer på grunn av at det ikke har vært tilgjengelig programvare for å tolke triploid DNA. I doktorgradsarbeidet til Grashei har det blitt utviklet en metode for å tolke slikt triploid DNA. Metoden ble validert ved å tolke DNA-et til 379 triploide Atlantisk laks, der disse fikk tilordnet foreldre. På grunn av det spesielle nedarvingsmønsteret av gener fra mor så var det i tillegg mulig å lage et rekombinasjonskart for mødrene til triploid fisk. Som følge av-, men ikke som del av, dette arbeidet har det også blitt analysert forskjeller i vekst for triploider og diploider med nært slektskap til hverandre. Denne analysen avslørte at familier som vokser fort som diploider vokser også fort som triploider, og vice versa. Dette indikerer at avlsselskapet AquaGen trygt kan avle opp hurtigvoksende diploide familier, og i samme slengen få hurtigvoksende triploider.
Kasus-foreldrekontroll-modellering – Hva i all verden?
Bak den noe innfløkte tekniske termen «kasus-foreldrekontroll-modellering» ligger det et ønske om å la være å bruke kontrollprøver i genomisk seleksjon for avlsfremgang. For eksempel tas det til tider prøver fra død fisk i etterkant av sykdomsutbrudd under produksjon. Normalt må man også ta et betydelig antall kontrollprøver fra den overlevende fisken, en potensiell kostbar og vanskelig operasjon som kan være stressende for den ellers friske fisken.
Den foreslåtte metoden for å kun analysere «tilfelle»-prøver, og å bruke deres foreldre som kontroll, er en ny metode for bruk i verktøykassen for avlsmetodikk. Det gjenstår fremdeles arbeid for å bekrefte om denne metoden kan brukes av avlsnæringen, men de preliminære testene viser meget lovende resultater.
Kim Erik Grashei forsvarte ved NMBU 12. februar 2021 sin doktorgradsavhandling med tittelen: ”Genomic methods in breeding programs: Parental assignment, triploid genomics and case-parental control modelling"