LA SELEZIONE GENOMICA COMPIE 10 ANNI: RISULTATI E PROSPETTIVE

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1 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

2 Un po' di storia

3 Storia della selezione: Fenotipic0 Teoria Ricercatore Anno Leggi ereditarietà Mendel 1865 Ereditarietà multi genetica Fisher 1918 Adozione Adozione Programma genetico Dati utilizzati In USA in Italia < 1937 <1964 Selezione massiva Dati del soggetto Media dei parenti Figlie, genitori

4 Storia della selezione: Modello toro Teoria Matrice di parentela Ricercatore Anno Wright 1922 Adozione Adozione Programma Dati utilizzati In USA in Italia genetico Sire models Allevamanto anno Indice di selezione Hazel & Lush 1943 stagione ad oggi ad oggi Indice di selezione Valutazione genetica Modello Lineare Misto Henderson 1963 per più caratteri

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6 Storia della selezione: Modello Animale Teoria Ricercatore Anno Adozione Adozione Programma Dati utilizzati In USA in Italia genetico Matrice di parentela Wright presente 1989 presente Modello animale Pedigree Completo Indice di selezione Hazel & Lush ad oggi ad oggi MACE (Interbull) Figlie in altri stati Modello Lineare Misto Henderson 1963

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8 SNP circa 40Euro SNP circa 80 Euro SNP circa 150 Euro

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10 Numero di genotipi in Bruna In Italia ago-10 ago-11 ago-12 ago-13 ago-14 ago-15 ago-16 ago-17 ago-18 Dati:ANAFI

11 Storia della selezione: Modello genomico Teoria Ricercatore Anno Predizioni genomiche Meuwissen 2001 Adozione In USA Adozione in Italia Programma genetico Dati utilizzati 2009 presente 2012 presente Modello genomico Marker genotipi Matrice di parentela genomica VanRaden 2008 Unione matrice genomica e di pedigree Mizstal futuro Modello biologico Mutazioni Casuali 2019 Modello onestep Marker genotipi fenotipi

12 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

13 Esempio nella Bruna: Intensità di selezione 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

14 Intensità di selezione Genomica + seme sessato selezione possibile anche il linea femminile

15 Accuratezza: Frisona Dati:ANAFI

16 Accuratezza: Bruna maschi

17 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

18 Quantopesal informazionegenomica? Pedigree = 7 figlie Per proteinakg(h 2 = 0.30), Genomica= 34 figlie

19 Quantopesal informazionegenomica? Per iltassodi gravidanza(h 2 = 0.04), genomica= 131 figlie

20 Intervallo di generazione in USA Intervallo di generazione (in anni) Padre di toro Padre di Vacca Madre di toro Madre di Vacca Anno di nascita dei figli

21 Padri di toro Intervallo di generazione in Bruna Madri di toro

22 Progresso genetico:usa

23 Miglioramento archiviato: Impatto effettivo

24 Trend genetici Bruna Trend genetici Varianza dei tori valutati

25 Gennaio 2010 VS Dicembre 2018

26 2000 PFT Trend genetici Frisona Dati:ANAFI LATTE Dati:ANAFI

27 COME E CAMBIATO IL MONDO

28 Utilizzo tori genomici in frisona % provati % genomici 70 % DI FECONDAZIONI Dati:ANAFI ANNO DI FECONDAZIONE

29 Utilizzo tori Genomici in Bruna 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Giovani Provati

30 Tori più usati nel 2010: 9 tori 29% Tori più usati nel 2018: 9 tori 40%

31 Esempio Polar: Il mondo della FA 2010 circa 250 tori vivi con più di 16 mesi tori vivi con più di 16 mesi Bilancio: % del bilancio fatto con i tori provati % tori giovani

32 Il mondo delle valutazioni: Centro di calcolo Centro di calcolo Centro di calcolo Centro di calcolo

33 Il mondo delle valutazioni: Centro di calcolo Centro di calcolo Centro di calcolo MACE: INTERBULL Centro di calcolo

34 Il mondo delle valutazioni: Centro di calcolo Consorzio di scambio genotipi Centro di calcolo MACE: INTERBULL Centro di calcolo Consorzio di scambio genotipi Centro di calcolo

35 Nell era della genomica Il fenotipo è il re

36 Il mondo delle valutazioni: Ditte Private Centro di calcolo Consorzio di scambio genotipifenotipi Centro di calcolo MACE: INTERBULL Centro di calcolo Consorzio di scambio genotipi - fenotipi Centro di calcolo Ditte Private

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39 What snext? E adesso cosa ci aspetta?

40 Selezione per nuovi caratteri

41 Utilizzo delle femmine e di dati innovativo

42 Interazione Animale-microbiote: Efficienza alimentare

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44 Il Gene-editing può aiutarci? Introgressione rapida di caratteri favorevoli(loi et al., 2016) Miglioramantoulterioredeicaratteriquantitativi(Jenkoet al., 2015)

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46 Examples of gene editing in livestock

47 Gene editing per caratteri quantitativi

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49 E in Italia cosa succede?

50 Reg (UE) 1305/2013 -Programma di Sviluppo Rurale Nazionale 2014/2020 Sottomisura: 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 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.

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54 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..

55 maschi BI Analisi genomiche e prelievo germoplasma femmine Azioni Tecniche STRUMENTI INNOVATIVI PER SELEZIONE IN AMBITI : BENESSERE, AMBIENTE, BIODIVERSITÀ Produzione servizi BO Analisi statistiche Rilevamento in stazione sperimentale BrunaOnLine infrastruttura informatica Divulgazione e sensibilizzazione

56 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 analisi rilevate da strumentazioni genomiche automatiche dell azienda, quali robot di mungitura, pese automatiche ecc, stazioni di controllo meteorologico.

57 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

58 BRUNA ORIGINARIA Massima disponibilità a supportare lo sviluppo Rilievi morfologici Analisi genomiche Valutazione consanguineità e distanza genomica da Bruna italiana

59 Tori «da progetto»: distribuzione seme; Tori BioDiversi(minima parentela ) Tori Happy (massimo benessere) Tori Eco (minime emissioni) Tori OB (Bruna Originaria)

60 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

61 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

62 Assistenza specifica negli allevamenti per uso tori BIO, Contenimento consanguineità piani accoppiamento specifici;

63 Grazie per l attenzione