Steigerung der Fitness und Vitalität durch Erhöhung der genetischen Variabilität mittels markergestützter Selektion beim Schwein

Abstract

In Rahmen der Untersuchung sollte die genetische Diversität von Reinzuchtpopulationen an Hand hochpolymorpher DNA-Marker ermittelt werden. Das Ziel dieser Arbeit war die Erfassung der genetischen Distanzen von Anpaarungen in der DE-Basispopulation und der Gegenüberstellung der Werte mit Reproduktionsdaten. Es sollte untersucht werden, ob Reproduktionsleistungen durch Ausnutzung der größtmöglichen Variabilität innerhalb der Population zu steigern sind. Das Tiermaterial wurde von vier Basiszuchtbetrieben des Schweinezüchterverbandes Nord-West e.V. und zwei Besamungsstationen (GFS Ascheberg, Schweinebesamungsstation Weser-Ems e.V.) zur Verfügung gestellt. Des weiteren standen Reproduktionsdaten für die Reinzuchtwürfe aus dem Zeitraum 1/1997 – 2/2002 zur Verfügung. Als DNA-Quelle dienten Ohrkerben oder Spermaproben, aus denen das DNA-Material durch Verdau des Gewebes und Phenol-Chloroform-Extraktion gewonnen wurde. Für die Analyse wurden 25 Mikrosatellitenmarker verwendet, die im Rahmen eines EU-Projektes zur Evaluierung europäischer Schweinerassen empfohlen wurden. Die Allele der Mikrosatelliten wurden durch PCR amplifiziert und mit automatischen Sequenziergeräten (DNA-Analyzer, GENE READIR 4200, LI-COR) aufgetrennt. Die Auswertung der Elektrophoresegele erfolgte mit der Software OneDscan 1.3 (Scanalytics). Um die Eignung der Marker zur Untersuchung der Basispopulation zu erfassen, wurden Allelzahlen, -frequenzen und der Polymorphism Information Content ermittelt. Die genetische Variabilität innerhalb der Population wurde über den Heterozygotiegrad mit dem Programm GDA 3.1 (Lewis und Zaykin 1997) abgeschätzt. Die genetischen Distanzen zwischen den Tieren wurden mit dem Programm MICROSAT 1.5 (Minch 1997) bzw. The Microsatellite Excel Tools (Park 2001) berechnet. Die Varianzanalyse erfolgte mit dem Programmpaket SAS Release 8.02 (SAS Institute Inc. 2001). Von den 490 Proben wurden insgesamt 12026 Genotypen bestimmt. Das entspricht im Mittel 24,5 analysierten Markern pro Tier, wobei ein Minimum von 20 Markern bei jedem Individuum erreicht wurde. In der Population wurden über alle 25 Marker insgesamt 184 verschiedene Allele gefunden. Die Anzahl pro Loci variierte von 3 bis 21, mit einem Mittelwert von 7,32. Die PIC-Werte der Loci streuten zwischen 0,12 und 0,87. Die beobachtete Heterozygotie für die Population betrug an den Markern insgesamt 60 %. An den einzelnen Mikrosatelliten kamen Variationen zwischen 11 und 86 % vor. Der Heterozygotiegrad der Sauen variierte zwischen 32 und 87 %, es konnte jedoch kein Zusammenhang zur Größe ihrer Würfe in Form eines maternalen Heterosiseffektes gefunden werden. Zwischen allen analysierten Tieren wurden genetische Distanzmaße ermittelt, die in Abhängigkeit von Verwandtschaftsverhältnissen charakteristische Häufigkeitsverteilungen zeigten. Die Werte streuten innerhalb der Rasse DE zwischen 0,104 und 0,792. Im aus den genetischen Distanzen nach der UPGMA-Methode erstellten Dendrogramm konnten väterliche Halbgeschwistergruppen in einigen Teilen in der Clustereinteilung wieder gefunden werden. Die Variation der genetischen Distanzen zwischen potentiellen Paarungspartnern war mit einer Spanne von 0,22 bis 0,76 ausreichend hoch um Selektionen zu ermöglichen. Die analysierten Anpaarungen umfassten in der genetischen Distanz die gesamte Spanne der möglichen Werte zwischen Sau und Eber und die Häufigkeitsverteilungen der Distanzwerte der potentiellen und realisierten Anpaarungen waren annähernd deckungsgleich. Für 312 analysierte Sauen konnten aus einer Auswahl von 17 zur Besamung zur Verfügung stehenden Ebern Anpaarungsvorschläge gemäß der weitesten genetischen Distanz erstellt werden, wobei die fünf größten Distanzwerten je Sau insgesamt eine Spanne von 0,48 – 0,72 aufwiesen. Insgesamt waren alle 17 Eber in diesen fünf Anpaarungsvorschlägen je Sau mit unterschiedlichen Häufigkeiten (0,3 – 12,7 %) vertreten. Die genetische Distanz zeigte im analysierten Datenmaterial mit einem Signifikanzniveau von 5 % einen Einfluss auf die Anzahl lebend geborener Ferkel. Bei Steigerung der genetischen Distanz um 1 % konnte im Mittel ein Anstieg in der Ferkelzahl um 0,05 Tiere pro Wurf beobachtet werden.