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Inzucht messen – Vielfalt erhalten

Die Kunst moderner, DNA-unterstützter, Tierzucht besteht darin Inzucht und Vielfalt in Balance zu halten, und dabei trotzdem den Zuchtzielen näher zu kommen. Die Stammbaum-basierten Berechnungen zu einem Inzuchtkoeffizienten (IK) sind dazu nicht geeignet. Aber nicht nur in der Tierzucht liefert eine Inzucht- und Vielfaltsbewertung von Generatio wertvolle Informationen – auch bei den vermeintlich besser aufgestellten Mischlingen zeigen Studien oft ausgeprägte Inzuchtmanifestationen. Eine genombasierte Bewertung ist auch hier die Lösung, um die Lage richtig zu bewerten.

Die richtige Methode

Für den Test „Inzucht und Vielfalt" untersuchen wir die DNA des Tieres mit sogenannten SNP-Arrays („SNP-Chips"). Diese Chips tragen viele zehntausend genetische Marker, gleichmäßig über das gesamte Genom verteilt. Entscheidend ist der Markerabstand: Je feiner die Auflösung, desto zuverlässiger ist das Gesamtgenom repräsentiert. Die richtige Wahl richtet sich nach der Tierart – genauer: nach dem in ihr üblichen Inzuchtniveau.

High Density Array

Hunde

Hunderassen sind in der Vergangenheit durch intensive Inzucht etabliert und weiterentwickelt worden – die individuelle Inzuchtlage liegt oft über >20 %. Unser hoch auflösender SNP-Array-Chip mit rund 173.000 SNPs kann auch ältere, weit zurückliegende Inzucht erkennen und in Anpaarungsbewertungen einbringen.

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Medium to High Density Array

Pferde

Bei Pferden ist das mittlere Inzuchtausmaß durch die langen Generationszeiten und dadurch, dass es immer nur 1 Fohlen geboren wird, deutlich geringer als bei Hunden. Unser Pferde-Array deckt ca.81.000 SNP-Marker ab und liefert sehr gute Ergebnisse in der Individual- und Anpaarungsbewertung.

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Medium Density Array

Kamele

Kameliden – Dromedare, Trampeltiere, Alpakas und Lamas – haben sich Populations-übergreifend weitgehend ohne Inzucht entwickelt. Die verfügbaren Arrays mit ca 55.000 SNPs sind sehr gut geeignet eventuelle Inzuchtpaarungen zu bewerten und eine Zuchtstrategie für bestimmte Merkmale aufzubauen.

Untersuchung für Dromedar / Trampeltier bestellen

Komponenten einer vollständigen Analyse

Eine belastbare Inzucht- und Vielfaltsbewertung gelingt durch eine Gesamtgenombewertung mit Einsatz eines SNP-Arrays der richtigen Auflösung. Die Analyse damit liefert drei Komponenten zur individuellen Tierbewertung sowie als Basis einer Paarungsplanung.

ROH

I) Runs of Homozygosity

Die ROH-Bestimmung lokalisiert, wo im Genom Inzucht vorhanden ist und wie ausgedehnt sie vorliegt. Der Begriff ergibt sich aus der Analyse, bei der die DNA-Abschnitte ('runs') identifiziert werden, die infolge gemeinsamer Vorfahren auf beiden Chromosomen gleich (=homozygot) sind.

ROH im Lexikon
GIK (FROH)

II) Genomischer Inzuchtkoeffizient

Der genomische Inzuchtkoeffizient errechnet sich als Summe aller ROH in Relation zur Größe des bewerteten Gesamtgenoms. Ein GIK quantifiziert das Gesamtausmaß der Inzucht eines Tieres in einem einzigen Wert.

GIK im Lexikon
HE

III) Genomische Heterozygotie

Der genomische Heterozygotiewert beschreibt den Anteil aller mischerbig (heterozygot) vorliegenden Marker in Relation zur Größe des bewerteten Gesamtgenoms. Der HE-Wert gilt als Hinweis auf Variabilität und Anpassungsfähigkeit/Fitness.

HE im Lexikon

Befunde nutzen – Einzeltier

Das ROH-Profil zeigt am anschaulichsten das Wesentliche der genombasierten Inzuchtanalyse und offenbart, was andere Methoden nicht leisten können. Anhand der unten stehenden Beispiele erfahren Sie, wie sich einzelne Situationen in den jeweiligen ROH-Mustern offenbaren. Die jeweiligen Gesamtwerte zu GIK und HE vervollständigen den Befund.

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Generell gilt für Populationen mit geringer mittlerer Inzucht: jüngere Inzuchtereignisse zeigen sich als ausgedehnte ROH – z. B. bei einer Inzuchtverpaarung von Eltern oder Großeltern.

Kürzere ROH weisen auf Inzucht, die mehrere Generationen zurückliegt.
Bei stark ingezüchteten Populationen entstehen wiederum weit ausgedehnte ROH durch Anhäufung vielfacher Inzuchtereignisse.

Wichtig: Lage und Ausdehnung der einzelnen ROH sind für jedes Tier einzigartig. Durch die zufällige Rekombination weisen selbst Geschwister Variationen auf, die zu unterschiedlichen Lokalisationen und Ausdehnungen der ROH führen – was man sich bei der Zucht zunutze machen kann.

So lesen Sie die ROH-Profile:
  • Rosa – Chromosom: Gesamtausdehnung; Anzahl und Größe variieren nach Tierart
  • Schwarz – ROH: Lage und Ausdehnung
  • Blau – ROH-Islands: rasse-prägende ROH (nur bei einzelnen Hunderassen verfügbar)

Vier Beispiele zeigen, wie sich ROH-, GIK- und HE-Werte am Einzeltier lesen lassen:

A

Kamel – wenig Inzucht

ROH-Profil eines Kamels mit nur vereinzelten, kurzen reinerbigen (schwarzen) ROH-Abschnitten über die Chromosomen – niedrige Inzucht, GIK 4 %
B

Kamel (Dromedar) – Inzuchtpaarung

ROH-Profil eines Kamels aus einer Inzuchtpaarung mit wenigen, aber langen reinerbigen ROH-Abschnitten – junge Inzucht, GIK 27 %
C

Hund – extreme Inzucht

ROH-Profil eines Hundes mit ausgedehnten reinerbigen ROH-Abschnitten über viele Chromosomen – extreme Inzucht, GIK 45 %
D

Zwei Hundegeschwister – gleicher GIK, anderes Muster

beide GIK 27 %Populationsmittel GIK 30 % · HE 24 %
Geschwister 1 · GIK 27 %
ROH-Profil von Hundegeschwister 1 mit individuellem Muster reinerbiger ROH-Abschnitte – GIK 27 %
Geschwister 2 · GIK 27 %
ROH-Profil von Hundegeschwister 2 mit abweichendem Muster reinerbiger ROH-Abschnitte bei gleichem GIK 27 %

Beide Geschwister haben denselben GIK von 27 % – und trotzdem völlig unterschiedliche ROH-Muster. Durch die zufällige Rekombination liegen die reinerbigen Abschnitte an ganz anderen Stellen des Genoms. Der GIK-Wert allein sagt also nichts darüber aus, welche Genomabschnitte betroffen sind.

Inzuchtkontrolle & Erhalt der Vielfalt

Unsere Lösungen zur genombasierten Paarungsplanung eignen sich für die einzelnen Anpaarungen von Hobbyzüchtern ebenso wie für den integrierten Einsatz in großen Zuchtbüchern.

Der Vorteil bei der Nutzung von ROH-Profilen: Sie ermöglichen, für jedes Tier einen passenden Kandidaten zu finden.

Im Sinne der Inzuchtkontrolle gibt es keine guten und schlechten Tiere – nur schlechte Paarungen und gute Paarungen.

Schlechte Paarungen führen bei Nachkommen zu einer Zunahme der Inzucht; gute Paarungen verbessern die Gesundheitsprognose der Nachkommen und reduzieren die Inzuchtlage in der Population.

Welche Strategien möglich sind, hängt von der Verfügbarkeit der Einzeltierbewertungen ab.

Beispiel 1

Zuchtverein mit vorhandenen Einzeltierbewertungen aller Rüden

Bei dieser Ausgangslage gibt es zwei Herangehensweisen:

Rangliste zuerst

Für ein Muttertier wird eine Rangliste erstellt, die die Anpaarungsbewertungen aller verfügbaren Vatertiere abbildet. Anhand der Liste lässt sich prüfen, welche Vatertiere eine positive Inzuchtprognose aufweisen. Inwieweit neben allgemeinen Gesundheitskriterien weitere Zuchtkriterien Anwendung finden, entscheidet der Züchter.

Zuchtkriterien zuerst

Die Kandidaten-Vatertiere werden nach Gesundheit und Standard-Zuchtkriterien vorselektiert und anschließend hinsichtlich ihrer genomischen Ähnlichkeit mit der Hündin abgeglichen. Sie entscheiden, ob Sie die Prognose zur Inzuchtentwicklung mit berücksichtigen.

Beispiel 2

Einzelzüchter mit Ziel Inzuchtkontrolle

Da alle erforderlichen Informationen direkt aus den einzelnen Tieren erhoben werden können, ist unser Ansatz ideal, um als selbständiger Züchter eine effektive Inzuchtkontrolle aufzubauen.

Alle zur Zucht vorgesehenen Tiere benötigen eine Einzeltierbewertung – wir erstellen zu allen möglichen Kombinationen die paarweisen Beurteilungen, und der Züchter entscheidet, welche Paarung tatsächlich ausgeführt wird.

Beispiel einer genombasierten Paarungsbewertung

Ausgangslage:
Hündin, individueller GIK = 19 %.
Es sollen 3 Kandidatenrüden auf ihr Potential zur Verbesserung der Inzuchtlage beurteilt werden.

Zweiteilige Grafik: oben die Verteilungskurve mit dem Mittelwert-GIK der Rasse (18 %) und drei Anpaarungskandidaten (eigener GIK 20/17/19 %) an ihrem erwarteten Nachkommen-GIK (15/20/25 %); unten Potential-Balken je Kandidat (Kandidat 1 +17 % grün, Kandidat 2 −11 % orange, Kandidat 3 −39 % rot) als Abweichung vom Rassenschnitt.
Oben: Platzierung der erwartbaren GIK-Werte der Nachkommen bei den einzelnen Kandidaten vor dem Hintergrund der gegenwärtigen Häufigkeitsverteilung aller Inzuchtwerte der Rasse.
Unten:: Das Ergebnis als Rangliste der Wirkung (Potential) für jede Anpaarung eines Kandidatenn– mit Illustration der Abweichung vom Mittelwert der Rasse (grün/links = günstiger, orange/rot = ungünstiger).

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