Simulera långsiktiga förädlingsvinster med POPSIM

Utvärdering och optimering av förädlingsstrategier för skogsträd kan med fördel hanteras med stokastisk simulering. Rekombination av alleler vid reproduktion(korsning) är en stokastisk effekt, och således även uttrycken av genetiska effekter i en population. Denna
process kan efterliknas i en simulering, när en sluten population påverkas enligt en förutbestämd förädlingsstrategi. När en simulering upprepas många gånger kan slutsatser dras om sannolikhetsfördelningen av olika parametrar ifrån ett scenario, som hjälper till att bilda en uppfattning om ett "typiskt" utfall. Få antaganden behövs för att prediktera resultatet av olika förädlingsmetoder med komplicerade släktskap över multipla generationer av förädling.

POPSIM är ett exempel på en parametrisk simulering. Med detta program kan första
generationens plusträd (founders) förädlas enligt en given strategi. Programmet kan
generera avkommor både för avkommeprövning och för den kommande förädlings-
populationen, utvärdera data ifrån fältförsök (BLUP avelsvärden), selektera fördelaktiga träd med specificerad selektionsmetod, generera produktionspopulationer (tex fröplantager, klonblandningar) och beräkna olika populationsegenskaper som exempelvis den genetiska vinsten, effektiv populationsstorlek och diversitetsförlust. Det finns många möjligheter och alternativ ifrån operativa förädlingsprogram inbyggda i POPSIM, som exempelvis avkommeprövning, flexibla korsningsdesigner som t.e.x. rangordnade och obalanserade, klonupprepning i fältförsök, olika selektionsmetoder inkluderat restriktion på släktskapet hos de utvalda träden.

POPSIM är ett projekt som pågått under 25 år och är under ständig utveckling. Nu har nya, viktiga verktyg lagts till för att anpassa programmet till europeiska behov. Dessa
verktyg inkluderar optimerat urval till fröplantage med diversitetsrestriktioner över
samtliga generationer, optimerat urval till förädlingspopulationen med lika eller olika stort (obalanserat) bidrag från de selekterade föräldraträden, avancerade förädlings-
system med fri avblomning eller kontrollerad pollenblandning (polymix) med begränsningar av diversitetsförlusten, automatisk generering av korsningsschema med rangordnade korsningar med obalanserat föräldrabidrag och restriktion för att närbesläktade träd korsas.

Ett användarvänligt gränssnitt gör det enkelt att ställa upp jämförande scenarion, med hjälp av välkända funktioner i ett excelark. Efter att simuleringen är genomförd kan användaren ladda in resultaten i excelarket för vidare behandling av exempelvis medel-
värden och standardavvikelser av alla parametrar för varje generation av förädling.
Exempelvis kan förändringar i genetiska effekter och varianser, genetiska vinster i produktionspopulationerna samt inavelsökning och effektiva populationsstorlek följas. Användaren kan efteråt behandla resultaten och göra informativa och lättöverskådliga grafer. POPSIMTM kräver Excel 2007 (eller en senare version) men kan köras på alla 64-bits datorer med Windows. BLUP-beräkningarna kräver att mjukvaruprogrammet ASReml finns tillgängligt (finns hos VSN International). Dock är det inte nödvändigt att använda BLUP som metodik för avelsutvärdering.

Detta är en sammanfattning av arbetsrapport 984-2018 "POPSIM: a computer program
for simulation of tree breeding programs over multiple generations". Rapporten finns att läsa i sin helhet här  eller om du följer länken nedan.