Haplotype-based genomic selection efficiency over generations | Eficiência da seleção genômica baseada em haplótipos ao longo de gerações

It is expected that genomic selection based on haplotypes makes better use of linkage disequilibrium among markers and QTLs than models based on single markers, and hence, happened a lower decrease in prediction accuracies over time. The objective of this work is to evaluate the efficiency of genomic selection based on haplotypes in a context of advanced generations of prediction and high marker density. We simulated phenotypes and genotypes of 5,000 unrelated individuals (founders) that gave rise to another 5,000 individuals in the next five generations, without selection. A total number of 60,000 SNPs with density of 0.01 cM was adopted in a genome of 10 chromosomes. An additional scenario of lower marker density (6,000 SNPs) was also evaluated from a sample of that whole set. The haplotype length of 10 SNPs was adopted and the haplotypes calling was made within each chromosome after SNP phasing. The trait investigated in predictions, under a GBLUP model, had broad sense heritability of 0.30. The use of lower marker density harmed the prediction accuracies and coincidence of the best individuals predicted. On average the accuracies decreased in 24% for the model based on SNPs and in 65% for the model based on haplotypes. For coincidence those reductions were 18 and 35% for SNPs and haplotypes, respectively. Considering the best scenario, namely, high marker density, the predictions based on single SNP ranged from 0.3891 to 0.4864 while the predictions based on haplotypes ranged from 0.2515 to 0.3886, for the first and the last prediction generations, respectively. For coincidence of the best predicted individuals those values ranged from 0.2466 to 0.3859 for SNP model and from 0.1959 to 0.3349 for haplotype model. In general the accuracies based on haplotypes were 30% lower than based on SNPs. For coincidence this difference was 21% on average. There is reduction, both in prediction accuracy and coincidence, over the generations with the use of SNPs or haplotypes. Our investigation does not support the use of haplotypes for prediction over generations.

Espera-se que a seleção genômica baseada em haplótipos faça melhor uso do desequilíbrio de ligação entre marcadores e QTLs do que os modelos baseados em marcas únicas, e consequentemente, ocorra um menor decréscimo nas acurácias de predição ao longo do tempo. O objetivo desse trabalho é avaliar a eficiência da seleção genômica baseada em haplótipos em um contexto de gerações avançadas de predição e alta densidade de marcas. Foram simulados fenótipos e genótipos de 5000 indivíduos não relacionados (fundadores) que originaram outros 5000 indivíduos nas próximas cinco gerações, sem seleção. Um total de 60000 SNPs com densidade de 0,01 cM foi adotado tendo o genoma 10 cromossomos. Também foi avaliado um cenário adicional de menor densidade de marcas (6,000 SNPs) a partir de uma amostragem desse conjunto total. O comprimento de haplótipo de 10 SNPs foi adotado e a chamada de haplótipos foi feita para cada cromossomo após a obtenção da fase dos SNPs. O caráter investigado nas predições, sob um modelo GBLUP, possuía herdabilidade em sentido amplo de 0,30. O uso de baixa densidade de marcadores comprometeu as acurácias de predição e coincidência dos melhores indivíduos preditos. Na média as acurácias se reduziram em 24% para o modelo baseado em SNPs e em 65% para o modelo baseado em haplótipos. Para a coincidência essas reduções foram de 18 e 35% para SNPs e haplótipos, respectivamente. Considerando o melhor cenário, ou seja, alta densidade de marcas, as predições baseadas em SNP simples variaram de 0,3891 a 0,4864 enquanto as predições baseadas em haplótipos variaram de 0,2515 a 0,3886, para a primeira e a última geração de predição, respectivamente. Para a coincidência dos melhores indivíduos preditos esses valores variaram de 0,2466 a 0,3859 para o modelo de SNP e de 0,1959 a 0,3349 para o modelo de haplótipos. No geral as acurácias baseadas em haplótipos foram 30% menores que as baseadas em SNPs. Para coincidência esta diferença foi de 21% na média. Há uma redução, tanto na acurácia de predição quanto na coincidência, ao longo das gerações com o uso de SNPs ou haplótipos. Nossa investigação não dá suporte ao uso de haplótipos para a predição ao longo de gerações.