Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

Cornelia Broschk

 

Analyse der Populationsstruktur und populationsgenetische Untersuchung zur Vererbung der dilatativen Kardiomyopathie beim Irischen Wolfshund

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-89324

title (engl.)

Analysis of the population structure and of the heridity of dilated cardiomyopathy in the Irish wolfhound

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2004

text

/dissertations/broschkc_ws04.pdf

abstract (deutsch)

Das Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung der Populationsstruktur der im Deutschen Windhund Zucht- und Rennverband e.V. registrierten Irischen Wolfshunde sowie die populationsgenetische Analyse der dilatativen Kardiomyopathie (DCM) bei dieser Rasse.

Die Auswertungen der Inzucht- und Verwandtschaftskoeffizienten einschließlich der effektiven Populationsgröße erstreckten sich auf die 3111 Tiere der Geburtsjahrgänge 1997 bis 2003. Die Stammbäume dieser Hunde wiesen über 7 Generationen einen Vollständigkeitsindex von 71,7 % auf. Ein Großteil (61 %) der Hunde war anhand der verfügbaren Pedigrees auf eine englische oder irische Abstammung zurückzuführen, während bei den übrigen Hunden das Gründertier aus einem anderen Land stammte. Nur ein verschwindend geringer Anteil der Hunde ging auf in Deutschland gezüchtete Gründertiere zurück. Der durchschnittliche Inzuchtkoeffizient lag für die aktuelle Population bei 4,65 ± 5,46 % mit einem Maximum von 27,14 %. Unter der Berücksichtigung des Vollständigkeitsindices betrug der erwartete Inzuchtkoeffizient 6,49 %. Die Rassegeschichte der Irischen Wolfshunde legt die Vermutung nahe, dass auch die Gründertiere in den analysierten Pedigrees miteinander verwandt waren, dies konnte aber aufgrund der fehlenden Daten nicht verifiziert werden. Deswegen wurde für die Gründertiere ein Verwandtschaftskoeffizient in Anlehnung an die ersten im 19. Jahrhundert in Irland registrierten Irischen Wolfshunde zugrunde gelegt. Diese Auswertung ergab mit einem mittleren Inzuchtkoeffizienten von 10,66 ± 5,65 % für die aktuelle Population einen deutlich höheren Wert als die Auswertung aus den verfügbaren Pedigreedaten. Der Inzuchtzuwachs pro Generation betrug im Mittel 0,78 % und der Inzuchtzuwachs von den Eltern auf die Nachkommengeneration im Mittel 0,89 %. Die effektive Populationsgröße (Ne) lag für die aktuelle Population bei 202,68. Der Verwandtschaftskoeffizient erreichte einen Wert von 5,62 % für die aktuelle Population und stieg von den Geburtsjahrgängen 1997 bis 2003 kontinuierlich an.

Die Prävalenz für DCM von 997 kardiologisch untersuchten Irischen Wolfshunden, die bei der letzten registrierten Untersuchung bzw. zum Zeitpunkt der Diagnose der DCM ein mittleres Alter von 4,67 ± 1,85 Jahren aufwiesen, betrug 27,08 %. Rüden erkrankten signifikant häufiger als Hündinnen und waren zum Zeitpunkt der Diagnose jünger. Von signifikanter Bedeutung auf die Prävalenz der DCM waren das Alter zum Zeitpunkt der Diagnose bzw. der letzten Untersuchung, die Interaktion von Geschlecht und Alter, das Geburtsjahr und der Inzuchtkoeffizient. Die Heritabilitätsschätzung für die Prävalenz von DCM mittels Restricted Maximum Likelihood (REML) im linearen Tiermodell ergab nach der Transformation ins Schwellenmodell eine Erblichkeit von h²liab = 38,9 ± 9,1 % bis h²liab = 50,0 ± 8,9 %. Das auf einem Bayes-Verfahren basierende Gibbs Sampling führte zu Heritabilitätsschätzwerten der DCM von h² = 58,1 ± 11,6 % bzw. h² = 64,0 ± 10,2 %. Das Diagnosealter für DCM wurde signifikant durch das Geburtsjahr und den Geburtsmonat beeinflusst. Die Schätzung der Heritabilität mittels REML für das Diagnosealter ergab je nach Modellparameterisierung Werte von h² = 12,8 ± 4,5 % bis h² = 25,1 ± 5,2 %. Alle anderen getesteten Einflussfaktoren sowohl auf die DCM als auch auf das Diagnosealter waren nicht signifikant.

Die komplexe Segregationsanalyse zeigte, dass ein gemischt monogen-polygenes Hauptgenmodell mit geschlechtsabhängiger Penetranz das Auftreten von DCM bei Irischen Wolfshunden am besten erklärte. An diesem Ergebnis änderte auch die Einbeziehung der Effekte von Geburtsjahr, Geburtsmonat, Herkunftsland des Zwingers und Inzuchtkoeffizient nichts. Dagegen konnten monogene Erbgänge eindeutig ausgeschlossen werden. Die Analysen zeigten somit, dass die DCM bei Irischen Wolfshunden erblich ist und dass am Entstehen der DCM neben einem Hauptgen weitere Gene beteiligt sind.

 

abstract (englisch)

The objective of the present study was to characterize the population structure of Irish wolfhounds registered in the German kennel club (Deutscher Windhundzucht- und Rennverband e.V.) and to analyze the genetic background of dilated cardiomyopathy (DCM) in this breed. The analysis of inbreeding and relationship coefficients and of the effective population size referred to the current population including 3111 dogs born between 1997 and 2003. The pedigrees of these dogs showed a completeness of 71.7 % over 7 generations. The majority (61 %) of the animals could be traced back to English or Irish ancestors, whereas the founder animals of the remaining dogs were bred in other countries. Only a small percentage of dogs descended from German founder animals. The average inbreeding coefficient of the current population was 4.65 ± 5.46 % with a maximum of 27.14 %. Considering the degree of pedigree completeness, the mean expected inbreeding coefficient added up to 6.49 %. Because of missing pedigree information probable relations between those dogs that occurred as founder animals could not be verified. Therefore, information on the origin of the breed was used and relationship coefficients were assumed for the founder animals according to the first registered Irish wolfhounds in Ireland in the 19th century. This analysis resulted in noticeable higher coefficients of inbreeding with a mean of 10.66 ± 5.65 % for the current population. The mean inbreeding rate increased by 0.78 % per generation and by 0.89 % from the parents to the offspring. The effective population size was Ne = 202.68. The average relationship coefficient of the current population was 5.62 % and increased continuously since 1997.

In the present study, 997 Irish Wolfhounds were examined cardiologically. At the time of their last examination or diagnosis of dilated cardiomyopathy (DCM) they had a mean age of 4.67 ± 1.85 years. The overall prevalence of DCM was 27.08%. Males were affected significantly more frequently and were significantly younger than females at the time of the diagnosis of DCM. For DCM, age at the last examination or at the time of positive diagnosis, interaction between sex and age, year of birth and inbreeding coefficient were statistically significant effects. Heritability for the prevalence of DCM was estimated using restricted maximum likelihood procedures (REML) in a linear animal model. After transformation to the liability scale heritability estimates ranged between h²liab = 38.9 ± 9.1 % and h²liab = 50.0 ± 8.9 %. Heritability was also estimated in the threshold model using Gibbs sampling, and estimates of h² = 58.1 ± 11.6 % to h² = 64.0 ± 10.2 % were obtained for DCM.

Age at the time of positive diagnosis of DCM was significantly influenced by year and month of birth. Heritability estimates for age at DCM diagnosis obtained with REML ranged from h² = 12.8 ± 4.5 % to h² = 25.1 ± 5.2 %, depending on the parameterization of the model. None of the other tested effects were significant for either DCM or age at the time of DCM diagnosis.

Using complex segregation analysis, a mixed monogenic-polygenic major gene model including a sex-dependent allele effect was most probable for DCM in the Irish wolfhound. Monogenic modes of inheritance could be ruled out. The obtained results did not change when the fixed effects of year and month of birth, country of the kennel club or inbreeding coefficient were taken into account.

Consequently, the present study could verify the heredity of DCM, and the probable existence of a causative major gene and further polygenic effects for the development of DCM.

 

keywords

Irischer Wolfshund, Populationsstruktur, dilatative Kardiomyopathie, Irish wolfshound, populatio structure, dilated cardiomyopathy

kb

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