2.3 Allg. Genetik
Allgemeine Genetik
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Beziehung des Zuchtfortschritts zu den jeweiligen Faktoren
Zuchtfortschritt ist direkt proportional zu diese drei Faktoren, und ist inversproportional zu einem vierten Faktor, nämlich das Generationsintervall (L).
- Genauigkeit
- Selektionsintensität
- genetische Variation
Definition Genauigkeit
- Stärke der Beziehung zw. wahrem und geschätztem Zuchtwert
- Korrelation zwischen wahrem und geschätztem Zuchtwert
- Genauigkeit geht von 0 bis fast 1. Sie ist nie < 0.
Wie definiert sich "Selektionsintensität"'
- Wie wählerisch sind die Züchter?
- Unterschied zw. durchschnittlichen Selektionskriterien von selektierten Elterntieren & den durchschnittlichen Selektionskriterien aller potenziellen Elterntiere.
- Einheit = Standardabweichung der Selektionskriterien
Definition Generationsintervall
Zeit, um eine Generation mit der nächste zu ersetzen.
In geschlossene Populationen: Durchschnittsalter von Elterntiere bei der Geburt von selektierten Nachkommen
Stellen Sie sich vor, Ihr Vater ist „old-school“ Fleischrind Züchter. Er hat eine geschlossene Herde, und er selektiert nur für Jährlingsgewicht (er hat allerdings keine Waage und wiegt die Tiere mit seinen Augen...). Er behält die 3% beste Stiere und die 50% beste Kalbinnen als Remonten. Er paart Jungstiere und Kalbinnen im Alter von 2 Jahren, damit sie erst mit 3 Jahren ihre ersten Kälber auf die Welt bringen. Da Ihr Vater ein registrierte Reinzucht Betrieb hat, hat er detaillierte Abstammungsinformationen für alle Tiere. Um ehrlich zu sein, schaut er die aber nicht so gern an... Sie gehen nach Hause nach der Vorlesung und wollen der Rinderzuchtbetrieb ihres Vaters modernisieren.
→ Welche Optionen (Vorschläge) listen Sie auf für Ihre Vater?
Welche Faktoren haben Einfluss auf den Zuchtfortschritt?
- Genauigkeit
- Selektionsintensität
- genetische Variation
Wie wird der Zuchtwert geschätzt?
mittels Leistungsprüfung (Eigenleistungsprüfung, Geschwisterleistungsprüfung, Nachkommenprüfung)
- lineares Modell: P = A + D + I + PE + TE + e
- BLUP (best linear unbiased predicition; gemeinsame Schätzung der fixen und zufälligen Effekte)
Welche Bewertungsgrössen zur Bestimmung der Selektionswürdigkeit eines Leistungsmerkmals kennen Sie?
Bewertungsgrößen zur Bestimmung der Selektionswürdigkeit eines Leistungsmerkmals:
- der wirtschaftliche Wert weiterer Verbesserungen des Merkmals, gemessen über den Grenznutzen
- Die Erfassbarkeit des Merkmals, gemessen an dem Erfassungsaufwand und an der Wiederholbarkeit
- Der Erblichkeitsgrad des Merkmals, gemessen über den Anteil der (additiv) erblich bedingten Varianz an der Gesamtvarianz (Heritabilität im engeren Sinn)
- Die genetische Varianz des Merkmals, gemessen in Einheiten genetischer Standardabweichungen
- Die genetische Korrelation des Merkmals zu anderen Leistungseigenschaften oder zu leicht erfassbaren Hilfsmerkmalen
- Z.B. Mastitis-Anfälligkeit gemessen an somatischer Zellzahl (weil klin. Mastitis nicht gemessen werden kann im Voraus)
Was versteht man unter dem Begriff "genomische Selektion"?
Unter dem Begriff genomische Selektion werden Ansätze zusammengefasst, die das Ziel haben, Informationen aus dem Erbgut direkt für die Zucht zu verwenden.
Worauf beruht die genomische Selektion?
Obwohl das Genom des Rindes inzw. weitgehend entschlüsselt ist, ist für die Mehrzahl der züchterisch interessanten Merkmale wenig über die Lage & Wirkung der Gene bekannt. Aus diesem Grund arbeitet die genomische Selektion nicht direkt auf der Basis von Genen, sondern auf der Basis von Markern.
Was sind häufig verwendete genetische Marker?
- RFLP, Mikrosatelliten. old school
- SNP
- CNV (=copy number variants) sehr neu
Wiederholung: was ist SNP?
single nucleotid polymorphism
Wie lautet das Prinzip der Effektschätzung?
- Vergleich der Zuchtwerte nachzuchtgeprüfter Stiere mit ihren Genotypen (Effektschätzung)
- Schätzen der genomischen Zuchtwerte der anderen Tiere mit der Formel aus 1.)
Bild: auf y-Achse ein Merkmal (hier: kg Milch). Dann auf x-Achse: versch. Genotypen (SNP-Varianten) aufgetragen.
SNP-Effekt ist der Unterschied zw. heterozygoten vs. homozygoten. Im Beispiel wäre es + 10kg Milch.
Was ist der Trainingsdatensatz?
die tatsächlichen Leistungen der Tiere.
Braucht man für Effektschätzung.
Wozu braucht es das Bestimmtheitsmass bei der Effektschätzung?
Um zu bewerten, wie gut die Messwerte zu einem Modell passen.
Wovon hängt das Bestimmtheitsmass (B%) ab?
Was ist ein Synonym dafür?
- Verwandtschaftsdaten
- Leistungsdaten (eigene oder diejenigen von den Töchtern)
- Genotypisierung
- Merkmal (Heritabilität)
Syn.: Determinationkoeffizient, B% = r2
und r2 ist ja die Korrelation zw. SNP-Effekt und Trainingsdaten (?)
Wie wird der direkte genomische Zuchtwert bestimmt?
man summiert einfach die SNP-Effekte auf.
ZW = 2*(+1.3)+1*(-0.1)+1*(+0.5)+0*(0)+0*(-0.4)+ 2*(+3.8)+2*(+38.3)+0*(+4.1)+2*(-5.7)+1*(+2.7)
→ es ist z.T. mit 2 multipliziert, wenn das Tier 2 Allele davon hat. es wird nur gezählt, wenn das Tier das Allel B hat.
ZW = 81.2 = direkter genomischer Zuchtwert (DGZW)
Wie berechnet man die Effektschätzung mit folgenden Angaben:
- Korrelation
- direkter genomischer Zuchtwert
Effektschätzung: Summierung SNP-Effekte dividiert durch Korrelation.
Korrelation: ist Unterschied zw. den erwarteten Selektionskandidaten vs. den tatsächlichen Stieren.
Summierung der SNP-Effekte = direkter genomischer Zuchtwert
Was ist der Unterschied zw. direktem genomischem Zuchtwert und genomisch optimiertem Zuchtwert?
- Direkter genomischer Zuchtwert (DGZW): Zuchtwert geschätzt allein aufgrund von Markerinformationen
- Genomisch optimierter Zuchtwert (GOZW): Zuchtwert geschätzt auf Grund von traditionellen Daten und Markerinformationen (Kombination von ZW und DGZW).
Was ist die Imputierung?
Imputierung: Voraussage der Genotypen eines grossen Chips, ausgehend von den Genotypen eines kleinen Chips
Imputing = Auffüllen der fehlenden SNPs bei den LD Tieren.
→ Informationsquellen: Pedigree & Populationsinformationen (Linkage Disequilibrium=Kopplungsungleichgewicht)
LD = low density chip, wo die SNPs analysiert wurden. Es haben aber nicht so viele Daten Platz wie auf einem HD-Chip. Deshalb muss man auffüllen (raten anhand von Pedigree & Populationsinfos)
Imputing: Wenn Vater & Mutter einen HD-Chip haben. Ist ein komplettes Imputing beim Nachkommen mit einem LD-Chip immer möglich?
Nein, wenn die SNP von Vater und Mutter nicht übereinstimmen, kann man nicht sagen, welches von beiden das Kalb jetzt geerbt hat.
FAZIT: wenn Vater + Mutter 50K typisiert ist IMPUTATION einfach, trotzdem aber können nicht alle Lücken des LD Chip gefüllt werden.
je näher die SNPs auf dem Genom beieinander liegen, ...
Warum hat ein Kalb ein geringeres Bestimmtheitsmass (B%) beim objektiven Zuchtwert als ein Zuchtstier?
weil man beim Zuchtstier sehr viele Daten hat (hat ja viele Nachkommen, deren Phänotypen auch in den objektiven Zuchtwert des Stieres mit einfliessen)
Welche 2 Möglichkeiten zur Weiterentwicklung einer Zuchtpopulation bestehen?
Gibt es damit ein Problem?
- Reinzucht
- → Inzucht
- → Red. Genetische Vielfalt
- Kreuzungszucht: bei meisten Reinzüchtern ein absolutes No-Go
Nenne 4 Konsequenzen der Inzucht
- Immunologische Erkrankungen
- Niedrige Fruchtbarkeit
- Geringe Lebenserwartung
- Anhäufung rezessiven Gendefekte
Definiere:
- offene Population
- geschlossene Population
- Offene Population: Immigration von Tieren, Samen, Embryonen, gezielt aus anderen Populationen derselben Rasse
- Geschlossene Population: Keine Immigration von Allelen aus anderen Populationen zugelassen
Beides gehört zur Reinzucht. Beides führt langfristig zu vermehrter Homozygotie.
Was ist das Prinzip bei der Veredelungszucht?
Tiere einer Rasse, deren Leistung bei einem od. mehreren Merkmalen deutlich über Niveau der zu veredelnden Rasse liegen, werden eingekreuzt.
z.B.: Einkreuzung von Arabische Vollbluthengste in der Haflinger Population nach dem 2. Weltkrieg um die Rasse leichter, edler und als Reitpferd händlicher zu machen.
Was versteht man unter Kombinationszucht?
In eine bestimmte Rasse ein definiertes neues Merkmal einzubringen.
Achtung: die Kreuzung beschränkt sich auf eine Generation!
Was ist eine Linienzucht?
(geschlossene Population)
Milde bzw. langsame Form der Inzucht
- Verwandten- als auch Fremdpaarungen durchgeführt
- Paarung von eng-verwandten Tiere bewusst vermieden
- Strenge Leistungsselektion
Was ist die Erhaltungszucht?
(geschlossene Population)
Zucht zur Erhaltung des gesamten Genpools einer bestimmten Population (wird bei gefährdeten & von Aussterben bedrohten NT-Rassen angewendet).
- Verwandtenpaarungen nahezu unvermeidbar, weil es zu wenig Tiere in best. Rasse gibt.
- Konsequente Anpaarungsplan zur Minimierung der Inzuchtsteigerung (Zootiere)
- Leistungsselektion spielt eine untergeordnete Rolle
In welchem Bereich wird die Inzestzucht angewandt?
bei Labortieren.
- Inzucht als Zuchtmethode: nur für Erzeugung genetisch uniformer Modelltier-Populationen (Labortiere) für die Forschung
- Labormäuse, -ratten &-kaninchen haben z.T. Inzuchtkoeffizienten von nahezu 100%... Strenge Selektion gegen Inzuchtdepression! (sog. «Purging»; alle «bösen» Allelen werden nicht weitervererbt, weil die Tiere, welche diese Allele haben, nicht lebensfähig sind.)
- Inzuchtkoeffizient: Wahrscheinlichkeit, dass 2 Tiere von denselben Eltern stammen.
Was ist die "individuelle Heterosis" oder auch nur "Heterosis"?
(Individuelle) Heterosis: durchschnittliche Leistung der Nachkommen weicht vom Durchschnitt der Elternpopulationen ab bei Kreuzungen
Es gibt maternale & paternale Heterosis.
- Maternale Heterosis: Leistung vom Nachkommen von weibl. Kreuzungstieren über den vergleichbaren Werten von Reinzuchttieren liegt.
- Paternale Heterosis: Leistung vom männl. Kreuzungstieren liegt über vglb. Werten
- Maternale Heterosis beruht meist auf der intrauterinen Entwicklung der Nachkommen, sowie auf der Milchleistung & den Muttereigenschaften während Säugeperiode (Epistasie: nicht-additiver genetischer Effekt)
Was versteht man unter einer "Einfachkreuzung"/"Gebrauchskreuzung"?
Methodische Unterschied zur Kombinationszucht (Reinzucht) ist hier betont --> positive Eigenschaften der Kreuzung wird hier nur einmalig genutzt (keine Weiterzucht). Die F1-Generation zeigt die gewünschten Merkmale, aber mit diesen wird nicht gezüchtet.
- Die Elternteile sollten jeweils homozygot sein, die erwünschten Eigenschaften sollten dominant vererbt werden.
- Beispiele: Schweinezucht, Geflügelzucht, Labradoodle (Labrador x Grosspudel)
Was ist wichtig bei der "Zwei-Wege-Kreuzung"/"Gebrauchskreuzung"?
es müssen zwingend dominant vererbe Allele sein!
Was ist eine Diskontinuierliche Kreuzungszucht?
Artkreuzung
- Spezielle Form der Einfach-Kreuzung
- Nachkommen sind unfruchtbar
- Pferdehengst x Eselstute = Maulesel
- Eselhengst x Pferdestute = Maultier
Schweinezucht:
- Was sind PRIMERA®?
- Wie erhält man (züchterisch) PRIMERA®?
PRIMERA® = sind die eigentlichen Mutterschweine, die dann Mastferkel produzieren
Zucht: Kreuzung von Schweizer Edelschwein (=SE) und Schweizer Landrasse (=SL) → gibt PRIMERA®
Welche Reproduktionsleistungen werden in Herdebuchbetrieben erhoben?
(4 Merkmale)
- LGF Lebend geborene Ferkel/Wurf (n)
- UF: untergewichtige Ferkel (< 1kg Geburtsgewicht, AUF %)
- FAR: Ferkelaufzuchtrate (% abgesetzte von gesäugten Ferkel)
- IAB Intervall Absetzen bis Belegung (Tage bis 1. Brunst)
Die Futter-Verwertung von Schweinen ist züchterisch...
Warum?
weil es ein Quotient aus Futterverzehr und Masttageszunahme ist.
Quotienten sind sehr schwierig zu beurteilen, weil man nicht sagen kann, was geändert hat (FVZ? oder MTZ? -> beides kann eine Änderung geben)
Wie wird der ökonomische Wert der Schweine beschrieben?
(3 Stk.)
- Schlachtkörperlänge (Carréelänge)
- Gutes Fundament für Langlebigkeit
- Viele gute Zitzen für Ferkelaufzucht
