A stochastic simulation study of the efficiency of marker‐assisted introgression in livestock

Summary Introgression has been applied in livestock breeding for a long time. Using genetic markers might increase the efficiency of introgression, as it allows: 1. Identification of the introgressed allele in crossbred progeny; and 2. Selection on ‘genomic similarity’ to the recipient line in the backcross individuals. The aims of this study were 1. To determine the efficiency of marker‐assisted introgression relative to selection on phenotypic performance during introgression; and 2. To determine what extent this efficiency depends on the quality of the marker information. Stochastic modelling was used to simulate haplotypes, and genotypic and phenotypic values of individuals (150 per generation) on the basis of a finite‐locus model (150 linked loci with alternating marker loci and quantitative‐trait loci, and one locus for the introgressed allele). Selection of crossbred animals included two steps. In step 1, selection was for the introgressed allele; in step 2, selection was either at random, on phenotype, or on marker‐genomic similarity to the recipient line. From the results, it is concluded that, in introgression, selection for genomic similarity is less efficient than selection for the phenotype. When selection for the phenotypic performance of the animals (before reproduction age) is not possible, selection for genomic similarity, even with a dense marker map, is of little benefit. Zusammenfassung Stocbastische Simulation der Wirksamkeit marker‐assistierter Introgression bei Haustieren Introgression wird in der Tierzächtung seit langem praktiziert. Genetische Marker könnten die Wirksamkeit der Introgression steigern insofern, als damit: 1. Identifikation der introgredierten Allele in Kreuzungsnachkommen möglich ist; und 2. Selektion hinsichtlich ‘genomischer Ahnlichkeit’ mit der Empfängerlinie in den Rückkreuzungsindividuen. Die Untersuchung betrifft die Wirksamkeit marker‐assistierter Introgression relativ zur Selektion nach Leistung während Introgression, in Abhängigkeit von der Qualität der Markerinformation. Stochastische Modelle wurden zur Simulierung von Haplotypen verwendet und genotypische und phänotypische Werte von 150 Individuen pro Generation auf der Basis eines begrenzten Locusmodells (150 gekoppelte Loci, alternierend zwischen Marker und quantitativen Merkmalsloci und einen Locus für das introgredierte Allel). Selektion von Kreuzungstieren umfaßte zwei Stufen. Stufe 1 betraf Selektion für das introgredierte Allel; Stufe 2 entweder zufällige Selektion nach Phänotyp oder nach genomischer (Marker) Ähnlichkeit zur rezipierenden Linie. Die Resultate zeigen, daß Selektion für genomische Ähnlichkeit bei Introgression weniger wirksam ist als phänotypische. Wenn Selektion der letzten Art (vor Reproduktionsalter) nicht möglich ist, bringt Selektion für genomische Ähnlichkeit sogar mit einer dichten Markerkarte wenig Vorteile.