Tecniche di genotipizzazione SNP e microsatelliti per l’analisi di parentela negli animali domestici.

In the initial part of the paper is described the internship activity, carried out at the Genetic Laboratory and Services of Cremona, from which arose the interest for the study related to the analysis of parentage in livestock. The initial stage structure is described, followed by a detailed description of the activities carried out, which covered all the stages of preparation and analysis of the biological samples arriving in the laboratory. In relation to kinship analysis in livestock, it plays a key role in the management of genetic resources and in the selection and genetic improvement of breeding populations. In recent decades, genotyping technologies have evolved significantly, offering increasingly accurate and accessible tools. This part of the thesis aims to make a comparative analysis between the main markers used in the relationship analysis in zootechnics, namely microsatellites and single nucleotide polymorphisms (SNP), evaluating their advantages, Disadvantages and applicability in different production contexts. Microsatellites have long been the reference standard for kinship analysis due to their high variability and proven experience in animal husbandry. However, they have some limitations such as complexity in reading data or reduced inter-laboratory reproducibility. SNPs offer greater reliability and scalability, with the ability to simultaneously analyse thousands of loci at ever lower costs, as well as increased standardisation of analyses. The adoption of SNPs is progressively outstripping the use of micro satellites. Nevertheless, the use of microsatellites is still advantageous in some contexts, such as studies on populations with few genetic characteristics or when it is necessary to compare historical data with current ones. The cost-benefit analysis showed that although SNPs initially require more investment, Their use is proving to be more beneficial due to lower unit costs and the possibility of integrating genetic information into breeding programmes. The growing adoption of high-density genotyping platforms and the availability of increasingly comprehensive genetic databases are helping to consolidate the role of SNPs as a reference technology. In conclusion, the choice of the most appropriate methodology depends on the species under analysis, the specific objectives of research or animal management. I believe that, with the progress of genotyping technologies and the constant reduction in costs, SNPs are set to become the main reference for future genetic analysis in all species, Providing greater accuracy in the selection and optimization of genetic resources in livestock.

Nella parte iniziale dell’elaborato viene descritta l’attività di tirocinio, svolto presso il Laboratorio Genetica e Servizi di Cremona, da cui è scaturito l’interesse per l’approfondimento relativo all’analisi di parentela negli animali zootecnici. Viene quindi descritta inizialmente la struttura sede del tirocinio, per poi spiegare nel dettaglio le attività svolte, che hanno riguardato tutte le fasi di preparazione e analisi dei campioni biologici che arrivavano in laboratorio. Per quanto concerne l’'analisi di parentela negli animali zootecnici, questa riveste un ruolo fondamentale nella gestione delle risorse genetiche, e nella selezione e miglioramento genetico delle popolazioni allevate. Negli ultimi decenni, le tecnologie di genotipizzazione hanno subito un'evoluzione significativa, offrendo strumenti sempre più precisi e accessibili. Questa parte della tesi si propone di effettuare un'analisi comparativa tra i principali marcatori impiegati nell’analisi di parentela in ambito zootecnico, ovvero i microsatelliti e i polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), valutandone vantaggi, svantaggi e applicabilità nei diversi contesti produttivi. I microsatelliti sono stati a lungo lo standard di riferimento per l'analisi di parentela grazie alla loro elevata variabilità e alla consolidata esperienza nell'uso in ambito zootecnico. Tuttavia, presentano alcune limitazioni, come la complessità nella lettura dei dati o la ridotta riproducibilità tra laboratori. Gli SNP offrono una maggiore affidabilità e scalabilità, grazie alla possibilità di analizzare simultaneamente migliaia di loci a costi sempre più ridotti, nonché una maggiore standardizzazione delle analisi. L'adozione degli SNP sta progressivamente superando l'uso dei microsatelliti. Nonostante ciò, l'impiego dei microsatelliti risulta ancora vantaggioso in alcuni contesti, come negli studi su popolazioni poco caratterizzate geneticamente o quando è necessario confrontare dati storici con quelli attuali. L’analisi dei costi e dei benefici ha evidenziato che, sebbene gli SNP richiedano inizialmente investimenti maggiori, il loro utilizzo si sta rivelando più vantaggioso grazie alla riduzione dei costi unitari e alla possibilità di integrare le informazioni genetiche nei programmi di selezione. L’adozione crescente di piattaforme di genotipizzazione ad alta densità e la disponibilità di database genetici sempre più completi stanno contribuendo a consolidare il ruolo degli SNP come tecnologia di riferimento. In conclusione, la scelta della metodologia più appropriata dipende dalla specie in analisi, dagli obiettivi specifici della ricerca o della gestione zootecnica. Ritengo che, con il progresso delle tecnologie di genotipizzazione e la costante riduzione dei costi, gli SNP siano destinati a diventare il riferimento principale per le future analisi genetiche in tutte le specie, offrendo una maggiore accuratezza nella selezione e nell’ottimizzazione delle risorse genetiche negli allevamenti.