HFA200 eksamensøving

• Hva er slektskapskoeffisient og innavlskoeffisient/innavlsgrad? Hvordan regner vi ut dette?


  Utregning:1) Slektskapskoeffisient (a): Utgangspunkt i foreldrene (X og Y)==> Slektskap = Når dyr deler genetisk opphav. Dvs. at de har 1 el. flere felles forfedre.[Måten vi setter opp slektskap mellom mange dyr][1/2^Ant. piler mellom foreldre + ... (gjentatt: Ant. veier mellom foreldrene)]

  2) Innavlskoeffisient (F): Avkommet = Halvparten av slektskapet mellom foreldrene.==> 1/2 x a (slektskapskoeffisient).

  
• Formler brukt for å regne ut A-matrise. Hva sier tallene? Hva betegner basepopulasjonen?


  A-matrise:

  Hva inngår:Off-diagonale: Slektskap mellom dyrene oppgitt i stamtavlen.==> [Angir det additive slektskap mellom dyrene. Hvor mye DNA/ant. identiske alleler deler de?]

  Diagonal: 1 + innavlskoeffisient (F). Angir dyrets "Slektskap med seg selv"==> 1 + [1/2 x slektskap mellom foreldre]==> Sannsynligheten for at dyrets DNA inneholder alleler som er identisk i opphav (stammer fra beslektede foreldre)][Innavlsgrad 1< = Innavl i avkommet]

  Basepopulasjonen:Så langt vi kan "nøste" tilbake (ofte).==> Individene med ukjent opphav (di vi ikke vet foreldrene til)==> Man må definere en basepopulasjon for å kunne vgrense når vi mener genetisk likhet betyr slektskap el. ikke. Hvor/hvilke dyr vi setter i basepopulasjonen er tilfeldig. Her bruker man skjønn og begrunner hvorfor man velger akkurat dette.

  
• Hva er slektskapskoeffisienten mellom 2 individ som har felles onkel?

  a = (2 veier) 1/2^3 + 1/2^3 = 1/4 = 0.25

  
• Hva er slektskapskoeffisienten mellom søskenbarn (felles besteforeldre)?

  a = 0.125 = 1/8

  
  

  F = 1/2 x 0.125 = 1/16 = 0.0625 => 6.25%

  
• Hva er innavlsgraden til avkom om foreldrene er søskenbarn?


  F = 1/2 * 12.5% = 6.25%
• Hva er innavl? Hvorfor er økt innavlsgrad et problem?

  Innavl= Slektskap mellom foreldrene til et avkom.

  Økt sannsynlighet for homozygoti. Øker sannsynligheten for at man arver uønskede sykdommer (recessiv nedarving). Man får mindre genetisk variasjon, som gir mindre tilpasningsevne imøte med nye utfordringer mtp. endringer av miljøet el. krav i avlen.

  Innavlsdepresjon:Det kan redusere gjennomsnitlig prestasjon i populasjonen.[Innavlede dyr presterer generelt dårligere enn andre dyr: Forverret egenskap etter økt innavl]==> Korrelasjon mellom dårligere prestasjon x økt innavl.

  Egenskaper som påvirkes:- Helse- Fruktbarhet- Livskraft- (Produksjon).
• Er innavl arvelig? Hvorfor/hvorfor ikke?

  Nei. Det er bare innavl om mor og far er i slekt.

  
  

  Om mor og far ikke har noen felles forfedre i sin stamme vil avkommet få en innavlsgrad = 0 uavhengig av hvor høy innavlsgrad far og mor selv har.

  
  

  Det som betyr noe mtp. utregning av innavlsgrad er hvor mange felles forfedre far og mor har, siden innavlsgraden til et avkom er lik 1/2 (halvparten) av slektskapet mellom foreldrene.
• Hva er innavlsdepresjon? Hvilke egenskaper er mest påvirket av dette?


  Økt homozygoti i populasjonen fører til dårligere gjennomsnitlig prestasjon!==> Generelt presterer innavlede dyr dårligere enn andre dyr.

  (Sett en korrelasjon mellom økt innavl og redusert gjennomsnitlig prestasjon i en populasjon)

  Størst påvirkning på egenskapene:- Helse- Fruktbarhet- Livskraft
• Størrelsen på avlspopulasjonen avgjør hvor fort innavlsgraden øker. Hva gir størst innavlsøkning i en populasjon? Bevis hva som er best.

  1) Bruk av 950 hodyr og 50 hanndyr som foreldre til neste generasjoneller2) Bruk av 500 hodyr og 500 hanndyr.Formel:Forventet innavlsøkning.

  1) 1/8*50 + 1/8*950 = 0.00263

  2) 1/8*500 + 1/8*500 = 0.0005

  Det gir størst innavlsøkning å bruke 950 hodyr og 500 hanndyr.

  
• I hvilke situasjoner risikerer vi å underestimere innavlsgraden?


  Om man kun vurderer innavlsgraden utifra stamtavler og ikke genomisk slektskap.
• Hvilke faktorer kan øke/redusere genetisk diversitet i en populasjon?

  Øke:- Mutasjoner.

  Redusere:- Genetisk drift- Streng seleksjon: Avl på bare en liten andel av populasjonen.
• Hva menes med genetisk diversitet? Hva kan påvirke genetisk diversitet i en populasjon

  = Den genetiske variasjonen i arvestoffet til en art. (Eksisterer mer enn 1 genvariant (allel) for et gitt gen i en populasjon)

  
  

  Faktorer som kan påvirke:

  - Mutasjoner

  - Seleksjon

  - Genetisk drift (tilfeldigheter)
• Hva er genetisk drift og hva medfører det? Skriv eksempel på ulike former for genetisk drift.

  Tap av genetisk variasjon pga. tilfeldigheter. Dette gir en endring i/ny allelfrekvens.

  Utsatt/sårbare:Gir størst effekt på mindre populasjoner.[Gir tap el. økt frekvens av noen alleler]

  Eksempel på genetisk drift:- Flaskehalseffekten.- Gründereffekten.
• Hva er genomisk slektskap?

  Andel felles DNA mellom individer.
• Hva gir det mest nøyaktige målet på slektskap, genomisk slektskap el. slektskap beregnet fra en fullstendig stamtavle? Hvorfor er det slik?


  A-matrise= Slektskap beregnet fra stamtalve, tradisjonelle slektskapsestimering (BLUP)==> BLUP er baseres på A-matrise, for å beregne slektskap mellom 2 dyr.

  G-matrise==>Bedre enn stamtavle==> GBLUP baseres på genomisk slektskap.Gir mer nøyaktig slektskapsestimering enn stamtavle, siden f.eks. noen søsken er mer like enn andre (dvs. større andel felles DNA). Dette påvirker slektskapet.[Ser ikke i en stamtavle, men i genomisk slektskapsestimering]

  ssGBLUP: BEST! Det er en kombinasjon av stamtavle (A-matrise) og genomisk slektskap (G-matrise).
• Hva menes med at husdyravl har en varig og kumulativ effekt? Hvorfor er dette viktig?

  Avl har en oppsamlende (kumulativ) og permanent (varig) effekt.

  Dette betyr:Om du tilfører en egenskap vil den samle seg opp over tid (flere generasjoner med avl på samme egenskap), og føres videre gjennom avl, siden det er en permanent endring i arvematerialet til dyret, som man kan avle videre på.

  Grunnen til at det er viktig å tenke langsiktig i avlsarbeidet, siden ALT avlsarbeidet man gjør idag påvirker di framtidige generasjonene.
• Forklar hva arvegrad er.

  Arvegrad (h2) el. arvbarhet (H2).

  = Et mål på hvor stor del av den observerte fenotypiske variasjonen mellom dyr i en populasjon som skyldes arv.

  [Estimere hvor mye en egenskap er styrt av genene i en viss populasjon. Dette er nødvendig fordi den forteller oss om det er mulig å avle på en egenskap, og hvor mye man må vekte det i avlsarbeidet.]

  Tall mellom 0 og 1.- 0 = All variasjon av egenskapen skyldes miljø. Ikke arvelig.- 1 = All genetisk variasjon i populasjonen skyldes genetikk. Fullstendig arvelig.
• Betyr en arvegrad på 40% at 40% av egenskapen bestemmes av gener?

  Nei. En arvegrad på 40% (0.4) betyr at 40% av den observerte fenotypiske variasjonen skyldes arv.

  
  

  [Hvor stor andel av den fenotypiske variasjonen som skyldes arv]
• Forklar hva gjentaksgrad er.

  Andel variasjon i en egenskap som er felles for gjentatte målinger påsammeindivid.==> [Observasjon som er felles for gjentatte målinger, på samme individ]

  - Verdi mellom 0 og 1, som er større el. = arvegraden.[Korrelasjon mellom gjentatte målinger/observasjoner av en egenskap på samme dyret]

  Sier noe om hvor mye ekstra informasjon vi får med flere målinger på dyret selv. Høy gjentaksgrad tilsier at målingene sier det samme.

  
• I husdyravl er vi interessert i de additive genetiske effektene. Hvorfor?

  Fordi det er dette som kan føres videre i avl, og gi oss en kontinuerlig variasjon. Dette gir oss mange muligheter innenfor avl.
• Om du har informasjon om fenotypen til avkom og en av foreldrene, hvordan kan du bruke det for å beregne arvegrad?

  Om vi har fenotypeinformasjonen til avkommet og 1 forelder kan vi beregne en regresjon, og igjen dele regresjonen på 1/2 og få arvegraden [Formel: b = 1/2 * h2]

  Figur:- Stigningstallet = Arvegraden. [For å finne arvegraden ser man på likhet mellom slektninger]- Y-aksen = Avkommets fenotype- X-akse: Mors fenotype.

  Extra: Regresjon = ArvegradenOm vi har fenotypeinformasjonen til 2 foreldre tar vi gjennomsnittet av dette og lager en regresjon med fenotypeinformasjonen til avkommet. [Formel: b = h2]

  
• Hva er forskjellen på arvegrad i bred forstand (H2) og arvegrad i snever forstand (h2)?

  Arvegrad = Beregne andelen av den fenotypiske variasjonen som skyldes(additiv)genetisk variasjon.

  1) Arvegrad i bred forstand (H2):- Inkluderer all genetisk variasjon (additiv, epistasis og dominans).

  2) Arvegrad i snever forstand (h2):- Inkluderer bare additiv genetisk variasjonen.- Nyttig i husdyravl.[Desto høyere, desto større avlsframgang]

  
• Forklar hva permanent miljø (pe) effekt er. Gi noen eksempler.

  = Ikke-genetisk effekt som påvirker gjentatte observasjoner på samme egenskap på samme individ.

  [Målinger som er konstante, og gjentatte for enkeltindivid, som ikke er genetiske.]

  F.eks.:- GreenFeed måler metanutslipp for individuelle dyr.- Oppvekstmiljø kan påvirke hvordan di presterer senere i livet.=> Fôring tidligere i livet (f.eks. kvaliteten på melken)

  
• Forklar hva genotype-miljø samspill er. Gi noen eksempler.

  Interaksjoner: Ulike miljøer påvirker ulike genotyper forskjellig.

  [Genotyper har ulik effekt i ulike miljøer. Individer responderer ulikt på miljøvariasjoner.]

  F.eks.- Temperatur: Dyr responderer ulikt til kalde/varme klima.

  Figur:a) Ikke genotype-miljø samspill.b) Ikke samspill. Bedre fenotype om miljøet går fra 1 til 2.c) Større forskjell (noe samspill).d) Tydelig samspill. I et miljø er den G1 best, i det andre er G2 best.

  
• Gi eksempler på felles miljø effekter som er relevante for henholdsvis gris, sau og kjøttfe.

  Felles miljøeffekter =Det er påvirkninger fra miljøet som påvirker hele gruppen, og er en felles faktor man kan påregne alle individene i gruppen.

  F.eks.:- Besetning/flokk.- Binge.- Kull: Samme mor, lik binge, etc.[Kulleffekt]
• Hva bruker vi avlsverdier til?

  Estimerert verdi som sier noe om potensialet dyret har for en fenotype, som kan arves videre til neste generasjon.

  Avlsverdi= Verdi av dyrets gener for avkomets fenotype.[Avlsverdien er verdien av dyrets gener for avkommets fenotype. Dette beregnes hvert år på nytt, basert på fenotype, genotype og slektskap, og blir korrigert for miljøeffekter.]

  Avlsverdi = Verdien av et dyrs gener for avkommets fenotype, som brukes i moderne husdyravl for å rangere potensielle avlsdyr.==> Det genetiske potensialet til dyret.
• Hva trengs av informasjon for å beregne avlsverdier?


  Avlsverdi beregnes utifra opplysninger om dyret selv (feno- og genotype) og slektningene deres.

  - Fenotyper

  - Slektskap

  - Genotyper (i avlsprogrammene som har dette)
• Forklar hva sikkerheten (r) på avlsverdier er.


  = Hvor presise er avlsverdiene vi beregner (estimert avlsverdi), iforhold til den sanne avlsverdien (teoretisk avlsverdi).

  [Tall mellom 0 og 1]

  
  

  [Desto sikrere avlsverdi, desto sikrere er vi på at vi velger de beste dyrene (sikrere utvalg].

  
• Hva kan vi gjøre for å øke sikkerheten på avlsverdiene?

  Hvor presise avlsverdier vi kan beregne varierer:

  1) Hvilken egenskap det er snakk om:-Kvalitativ: Lettere å registrere. Få gener som påvirker egenskapen.-Kvantitativ: Mange gener som påvirker.

  2) Arvegraden på den gitte egenskapen:- Høy, middels, lav => Hvor stor andel av den fenotypiske variasjonen som skyldes arv. Hvor lett den påvirkes gjennom avlen.==> Lavere arvegrad: Krever mer innsamlet data enn høyere for å kompensere, og få en sikker nok verdi.

  3) Hvor presist man registrerer fenotypen.- Desto mer nøyaktig registrering, desto sikrere.

  4) Innsamlet informasjon- Desto mer informasjon, desto mer presise avlsverdier.

  Fenotype, genotype, slektskap.korrigere for relevante miljøfaktorer
• Hvorfor kan avlsverdier endre seg over tid?

  Fordi avlsverdiene endrer seg over tid, ettersom man får mer informasjon fra avkommene.

  [Endrer vektingen av avlsmålene, og hvilke avlsverdier som vektes høyest? Forbrukerens ønsker?]

  ==> Avlsverdien er verdien av dyrets gener for avkommets fenotype. Dette beregnes hvert år på nytt, basert på fenotype, genotype og slektskap, og blir korrigert for miljøeffekter.
• Forklar hva mendelsk sampling er.

  = Avvik mellom dyrets avlsverdi og gjennomsnitlig avlsverdi til foreldrene.

  --> Arver tilfeldig halvdel.

  
  

  [Tilfeldig hvilken halvdel av hver foreldres gener man arver. Det er større sannsynlighet for å få høy avlsverdi om begge foreldrene har høy, men det er INGEN garanti.]
• Hva kan vi gjøre for å øke sikkerheten på genomiske avlsverdier?

  GEBV:Genomisk estimerte avlsverdier, beregnes vha. referansepopulasjonen, prediksjonsligning, genotype seleksjonskandidat. Dette gir oss et estimat på forventet prestasjon basert på kun genotype.
• Forklar hva samlet avlsverdi er. Hva brukes denne til?

  Samleverdi av alle egenskapene man ønsker å inkludere i avlsmålet (avlsverdi av egenskapene), som sier noe om potensialet til dyret i avlen.

  
  

  "karakter"gjennomsnittet av alle "karakterene" (avlsverdiene), etter vektingen deres i avlsmålet.

  
  

  [I et avlsmål er det mange egenskaper som skal inkluderes. Derfor må egenskapene vektes i en samlet avlsverdi, som gjenspeiler ønsket respons hos hver av di enkelte egenskapene.

  Desto flere egenskaper som inkluderes i et avlsmål, desto saktere vil egenskaper endre seg, siden vektingen fordeles på veldig mange egenskaper.]
• Hva er en referansepopulasjon i forbindelse med genomisk seleksjon?

  Referansepopulasjon består av en bestemt gruppe dyr som er avkomstgransket (genotypet).Referansepopulasjonen er en populasjon vi selekterer dyr fra, som vi vet/har registrert feno- og genotypen til fra populasjonen, og som har tilsvarende SNP-chip med SNP markører.

  [F.eks. Avkomstgranskede okser]

  Dette gir oss informasjon om genotypen til gitt fenotype.I neste generasjon (avkommene) kan man utifra fenotypen vite genotypen deres, vha. referansepopulasjonen.
• Hva er forskjellen mellom BLUP, GBLUP og ett-stegs GBLUP (ssGBLUP)?


  Hva brukes BLUP til?- Metode som brukes for å beregne avlsverdier.

  3 versjoner:1) BLUP:Tradisjonell metode for beregning av avlsverdier.- Bruker informasjon om fenotyper og forventet slektskap utifra stamtavlen (alle relevante slektninger) for å beregne avlsverdier.- Lager A-matrise, utifra stamtavlen.- Inneholder IKKE genomiske data.

  2) GBLUP:BARE genotypede dyr.- Bruker G-matrise fra SNP data (genotypedata), der ALLE dyrene i matrisen er genotypede.

  3) ssGBLUP:Kombinerer slektskapsmatrise basert på stamtavlen for IKKE-genotypede dyr (A-matrise) og genomisk slektskapsmatrise for genotypede dyr (G-matrise) i H-matrisen.

  ==> [Får med ALLE individene i populasjonen i en matrise. Kombinerer A- og G-matrise, hvor man får med både genomisk og fenotypisk slektskap fra stamtavle og genomisk slektskap fra genotypede dyr.]

  
• Hva er en QTL? Hvordan kan QTL-er brukes i husdyravlen?


  QTL =En regionpå DNAet som er assosiert/koblet med en spesifikk fenotype el. egenskap, og denne regionen varierer innenfor en populasjon.

  [QTL = Loci som påvirker enkvantitativegenskap.=> Prøver å kartlegger genene, vha. SNP (genetiske markører, 1 el. flere), som har en kjent posisjon på kromosomet. Dette gjøres for å bli bevist på hvilke gener som kontrollerer en kvantitativ egenskap, og kan koble dette til et bestemt område på kromosomet.]

  QTL kan spre fremgangen raskt i hele næringen. Vi kobler fenotypisk data og genotypisk data (SNP-markører) for å prøve å forklare variasjon i komplekse egenskaper. Kan brukes i husdyravlen for å finne sammenhenger genet har med visse egenskaper.
• Hva er SNP? Hva bruker vi SNP-er til i husdyravlen?


  [el. genetisk markør.]

  
  

  Kjent, bestemt posisjon på kromosomet => Kontrollpunkt. Her sjekker man etter forandringer i en enkeltbaser i DNAet.

  ==> Posisjonsbestemt, enbase-variasjon i arvestoffet ditt som varierer fra en annen genomvariant..

  
  

  - Finnes både i kodende og ikke-kodende (silent mutasjon) deler i genomet.
• Forklar hvordan genomisk seleksjon (GS) skiller seg fra annen husdyravl.


  Utvelgelse av dyr til et avlsprogram basert på genombaserte avlsverdier.- Man kombinerer genotype- og fenotype informasjonen, og kan utifra dette beregne en genombasert avlsverdi. Mer nøyaktig/presis verdi.

  Hva gjør dette med husdyravlen?Reduserer generasjonsintervallet, får raskere avlsframgang (∆G). Vha. genetisk informasjon kan man si noe om dyrenes genetiske potensial lenge før de har egne prestasjoner el. avkom med prestasjoner. Dette gjør at man kan selektere unge dyr inn i avlsarbeidet med en gang de er født.

  
• Kan avkom sin avlsverdi bli høyere enn avlsverdien til den av foreldrene med høyest avlsverdi? Hvorfor er det slik?

  Ja. Om man har 2 gode foreldre, kan man arve 2 veldig gode halvdeler med genetisk materiale, og overgå den beste forelderen sitt genetiske potensialet.
• Kan avkom sin avlsverdi bli høyere enn gjennomsnittet av avlsverdien til foreldrene? Hvorfor er det slik?


  Ja. Siden et avkom nedarver tilfeldig halvparten av det additive genetiske materialet til hver forelder, vet man ikke hvilken del individet får.

  Det er en sjanse avkommet nedarver den "gode" delen til mor i tillegg til den "gode" delen til far, som gjør at avlsverdien kan være høyere enn gjennomsnittet mellom foreldrene.

  
  

  [Avlsverdien er verdien av dyrets gener for avkommets fenotype. Dette beregnes hvert år på nytt, basert på fenotype, genotype og slektskap, og blir korrigert for miljøeffekter.]