Ansätze zur Untersuchung der genetischen Ursachen für den Erbfehler Stülpzitze beim Schwein

Abstract

Der Gesäugekomplex ist bei Säugetieren für die Versorgung der Nachkommen mit Nährstoffen und für die Immunisierung über die Kolostralmilch von Bedeutung. Die ersten Anlagen der Zitzen sind in der fötalen Entwicklung früh erkennbar. Zum Zeitpunkt der Geburt sind die Zitzenkuppen bei Neugeborenen bereits erkennbar. Ab der Pubertät entwickelt sich das eigentliche Drüsengewebe bei den weiblichen Säugern. In der Trächtigkeit beginnt ein Zyklus von Wachstum, funktioneller Differenzierung und Regression.<br /> Die Funktionsfähigkeit der Zitze kann durch endogene und exogene Faktoren beeinflusst werden. Störungen der Entwicklung der Zitze können zu unterschiedlich ausgeprägten Defekten führen. Der wichtigste angeborene Zitzendefekt beim Schwein ist die Stülpzitze, die mit Frequenzen zwischen 3 und 30 % in kommerziellen Schweinerassen gefunden wird. Dieser Erbfehler hat erhebliche negative ökonomische Auswirkungen auf die Schweineproduktion.<br /> Der Vererbungsmodus und die Anzahl der Gene, die an dieser Fehlentwicklung des Zitzenkomplexes beteiligt sind, sind noch unbekannt. Es werden verschiedene Methoden wie Assoziationsanalysen, Kopplungskartierung und Expressionsanalysen zur Detektion der Ursachen des Defektes angewandt.<br /> In der vorliegenden Arbeit wurde im Rahmen einer Kopplungskartierung eine QTLAnalyse über achtzehn Chromosomen in Schweinen durchgeführt. Damit sollten die in einer Versuchspopulation detektierten QTL in kommerziellen Familien der Schweinerassen Deutsche Landrasse, Deutsches Edelschwein und deren Kreuzungstiere bestätigt werden. Darüber hinaus wurden die Chromosomen 1, 2, 3, 4, 6 und 14 mit zusätzlichen Markern feiner kartiert. Dabei konnten Regionen auf den Chromosomen 2, 3, 4, 6 und 11 bestätigt werden. Auf Chromosom 11 und Chromosom 6 konnten bei der Analyse aller kommerziellen Familien signifikante non parametric likelihood (NPL) Werte gefunden werden. Verschiedene positionelle und funktionelle Kandidatengene wurden in den Regionen sowie in den vergleichenden Regionen auf den humanen Chromosomen bestimmt. Eine Assoziationsanalyse der Marker bestätigte teilweise die gefundenen QTL. Bei weiteren signifikant assoziierten Markern konnten übereinstimmende Positionen zu Kandidatengenen deren Einfluss auf die Entwicklung der Stülpzitze bestätigen.

<b>Detection of the genetic causes for the heritable inverted teat defect in pig</b><br /> The mammary gland plays a role for the feeding of the offspring with nutrients and for the immunisation via colostrum in mammals. The first appearance of the mammary gland is seen in the early embryonal development. At birth, the nipple of the offspring is already visible, whereas the development of the ultimate mammary gland tissue starts during puberty in the female. During pregnancy a cycle of growth, functional differentiation and regression starts.<br /> The functional capability of the teat can be affected by endogenous and exogenous factors. Dysfunction of teat development may lead to different expressed defects. The most important heritable teat defect in pigs is the inverted teat, which is found with frequencies between 3 to 30% in commercial pig breeds. This heritable defect has a considerable negative impact for the economy of the pig production.<br /> The mode of inheritance and the number of genes involved in this aberration of the mammary gland are still unknown. Different methods such as association analysis, linkage mapping and expression analysis were used to detect the cause of the defect.<br /> The aim of this study was to detect QTL by linkage mapping. A QTL analysis was performed over eighteen chromosomes, to confirm QTL found in an experimental population in animals of the commercial breeds German Landrace, Large White, and their crossbreeds. Moreover, the chromosomes 1, 2, 3, 4, 6, and 14 were fine mapped with additional markers. Regions on the chromosomes 2, 3, 4, 6, and 11 could be confirmed. Significant non-parametric likelihood (NPL) scores were detected on the chromosomes 6 and 11 by analysis of all commercial families. A number of positional and functional candidate genes was detected in the regions and the comparative regions on human chromosomes.<br /> Some of the detected QTL could be confirmed by conduction of an association analysis. Some significant associated markers were mapped in consistency with earlier investigated candidate genes for which the detected significant association to the inverted teat defect could be confirmed as well.