Quantomics Selection
رستم عبداللهی |
۱۷ تیر ۱۳۹۹

Theories of quantitative genetics have been established over a century ago and the foundation of these theories is based on infinitesimal model developed by Ronal Fisher (1918). The statistical framework developed by Fisher was restricted by the lack of molecular insight. However, the invent of next generation sequencing technologies along with declining the cost of sequencing have induced reactions in the quantitative genetics field, such as the development of methods for mapping and genomic prediction. Even though many of assumptions in infinitesimal model have been violated, still the backbone of prediction models is based on the infinitesimal model.

Sometimes I think what will be the next? How to combine all omics layers and environmental factors into a prediction equation?

An editorial paper in Journal of Animal breeding and Genetics grabbed my attention recently. In the last paragraph of this paper, Pieter W. Knap has talked about quantomics. In the figure below he showed the timeline of statistical methods and also evolution of biology in animal breeding.

At the moment, we have access to genomics, transcriptomics, proteomics, metabolomics and phenomics data. On the other hand, a tremendous progress has been made on the development of molecular, reproduction and high-throughput phenotyping and computational technologies. As we can see, technologies and biological information exploded our field, animal genetics. However, it is now almost 20 years from the Meuwissen et al., 2001 paper on Genomic Selection and now is the time for another groundbreaking article.

Quantomics selection will deliver a step-change in the availability of cutting-edge technologies and tools for the economic exploitation of livestock genomes. It is expected this method of selection uses all available omics information plus environmental factors to derive the best prediction for production, reproduction, health and welfare of animals.

 

Reference:

Knap, P. W. (2020). The scientific development that we need in the animal breeding industry. Journal of Animal Breeding and Genetics۱۳۷(۴), ۳۴۳-۳۴۴٫

Fisher, R. A. (1919). XV.—The correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance. Earth and Environmental Science Transactions of the Royal Society of Edinburgh۵۲(۲), ۳۹۹-۴۳۳٫

Hayes, B. J., & Goddard, M. E. (2001). Prediction of total genetic value using genome-wide dense marker maps. Genetics۱۵۷(۴), ۱۸۱۹-۱۸۲۹٫

 

در آینده براساس چه مبنایی دام برتر را انتخاب خواهیم کرد (Quantomics Selection)

بیش از یک قرن میگذرد که پایه مدل های آماری مورد استفاده در انتخاب دام ها براساس فرضیه مدل نامحدود جایگاههای ژنی فیشر (۱۹۱۸) می باشد. این مدل بدون هیچ دانشی از اطلاعات مولکولی و ژنی درگیر در بیان صفات کمی بنا نهاده شد. با وجودی که بسیاری از فرضیات این مدل با فراهم شدن اطلاعات ژنومی نقض شده اند اما هنوز ستون اصلی مدل های آماری پیش بینی صفات کمی را تشکیل می دهد. به عنوان مثال در انتخاب ژنومی هم فرض می شود تعداد زیادی ژن پراکنده در سرتاسر ژنوم صفت کمی را کنترل می کنند و در این مدل جایی برای وارد کردن اطلاعات لایه­های دیگر امیکس و سایر پیچیدگی های ژنوم دیده نشده است.

در مقاله ای که اخیرا در مجله Journal of Animal Breeding and Genetics خواندم به اصطلاح Quantomics Selection اشاره کرده است که نسل بعد از انتخاب ژنومیک خواهد بود. در ارتباط با اینکه انتخاب Quantomics چطور خواهد بود در این مقاله اشاره ای نشده اما به نظر می رسید در انتخاب به روش Quantomics میتوان تمامی لایه های Omics و محیطی و اثر متقابل آنها را در معادله پیش بینی به طور همزمان در نظر گرفت.

 
avatar
1 Comment threads
1 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
2 Comment authors
رستم عبداللهیمحمد قادرزاده Recent comment authors
جدیدترین قدیمی ترین بیشترین رای
محمد قادرزاده
محمد قادرزاده

سلام و عرض ادب خدمت دکتر عبداللهی بزرگوار مطلب بسیار جالب و مفیدی بود، برخی نکات را قبلا که در مورد این مبحث خواندم خدمت تان ارسال شد: معرفی پروژه کوانتومیکس(۲۰۰۹-۲۰۱۳): ترکیب تشریحی تنوع ژنومیک از میان صفات با دانش پایه در مورد آنها. انتخاب اصلاحی یک ابزار قدرتمند است. اهداف سنتی اصلاح نژاد عبارتند از: رشد، تولید، بازدهی، کیفیت اهداف رایج در اصلاح نژاد حال حاضر: رشد، تولید، بازدهی، تناسب، باروری، کیفیت غذا، امنیت غذایی، مقاومت به بیماری، آسایش حیوان، تولید گاز¬های گلخانه ای، پایداری، رفتار، تنوع مدیریتی با استفاده از آنالیز QTL و MAS برخی ژنهای مهم شناسایی… بیشتر