Quantitative genetics and statistical genomics of amoebic gill disease resistance and gill health in Atlantic salmon

Sammendrag

Gjellesykdommer, og spesielt amøbegjellesykdom (AGD: amoebic gill disease), er et økende problem for lakseindustrien over hele verden. Resistens mot gjellesykdom er imidlertid arvelig, og systematisk avlsarbeid kan derfor bidra til å redusere forekomsten og skadeomfang. Dette doktorgradsarbeidet sammenligner og optimaliserer genetiske evalueringsmetoder for motstandsevne mot AGD i tolv ulike, men beslektede, avlspopulasjoner av atlantisk laks hos verdens største lakseprodusent, Mowi. I tillegg undersøkes ulike strategier for å øke datagrunnlaget og dermed presisjonen for to viktigste genetiske analysemetodene som brukes i avlen: genomisk seleksjon (GS) og detektering av gen som har en signifikant effekt på egenskapens, såkalte QTL-er (Quantitative trait loci), som gjøres vha assosiasjonsstudier (GWAS – genome wide association studies). Datagrunnlaget ble utvidet ved å inkludere flere avlspopulasjoner i analysen samtidig. Dersom rådata fra andre avlspopulasjoner ikke er tilgjengelige, f.eks på grunn av immaterielle rettigheter, kan likevel de statistiske parameterne fra publiserte studier av populasjonene dras nytte av i en såkalt meta-analyse. Ulike meta-analysemetder ble derfor sammenlignet, også med mega-analyse, som benytter rådata fra alle populasjonene. DNA-sekvenseringsdata ble også brukt til å finkartlegge QTLregionen assosiert med AGD. En siste variabel som ble undersøkt var ulike statiske modeller for avlsverdiberegninger: Det finnes flere GS modeller, både lineare og ikkelineare, og en som kun bruker vanlig slektskapsdata, dvs ikke bruker DNA-data. Pga ulike forekomst i de ulike populasjonene, er det også to ulike egenskaper som har blitt undersøkt, AGD og såkalte gjelle-lesjoner. Disse sykdommene kan være forårsaket av ulike typer parasitter. Det ble funnet genetisk variasjon i mottakelighet for AGD i våre studiepopulasjoner. Det var liten forskjell mellom lineære og ikke-lineære GS-modeller, men de presterte bedre, mht. prediksjonsevne, enn modellen som ikke bruker genom-data. Pga økt databehandlingskraft for ikke-lineære GS-modeller, anbefales bruk av den lineære GS-modellen. Kombinasjon av flere populasjoner økte ikke prediksjonsnøyaktigheten for GS, men det økte evnen til QTL-deteksjon betydelig, sammenlignet med kun innen-populasjon GWAS. En QTL-region på kromosom 12 var signifikant assosiert med mottakelighet for AGD, mens to QTL-regioner på henholdsvis kromosom 2 og 12 var signifikant assosiert med risiko for gjelle-lesjoner. I denne QTL-regionen finner vi flere interessante gen, bl.a tfeb, ZSCAN12l og ifi44l, som hovedsakelig er immunrelaterte gen. Siden de to beste QTL-variantene kun forklarte ca 3-10% av den genetiske variansen, anbefales bruk av GS i avlsarbeidet med begge typer gjellesykdommer, AGD og gjelle-lesjoner.

Les publikasjonen her:

NVA : hdl.handle.net/11250/3170252