Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Genetische Analyse von angeborenen Anomalien bei den Nachkommen von Besamungsebern

Beißner, Bianca

The objective of this study was to analyse the frequencies of congenital anomalies during the investigation period, to test the efficiency of the selection procedure against congenital anomalies. Using sire-son-regressions the relationships between the frequencies of congenital anomalies of sires and sons should be analysed. Additionally, heritabilities, additive genetic and residual correlations should be estimated using linear univariate and multivariate animal models. The analysis was based on records of 47,323 litters from 351 AI-boars of the breed German Landrace (GL) and 1,134 AI-boars of the breed Pietrain (PI). The data were collected in the three AI-stations Neustadt/Aisch, Landshut and Bergheim in Bavaria during 1982 – 2001. For the animal model a reduced data set with 1,458 AI-boars was used (340 German Landrace boars, 1,118 Pietrain boars). Using sire-son-regression 231 sire-son-pairs of the breed German Landrace and 842 sire-son-pairs of the breed Pietrain were investigated. The frequencies of the following congenital anomalies per progeny group of boars were analysed: atresia ani, scrotal and umbilical hernia, cryptorchidism, intersexuality, congenital tremor, splayleg and other congenital anomalies. The model used included the effects of AI-station, frequency of congenital anomalies in the offspring of the sire of the AI-boar, classes of birth years of the AI-boar, the total number of litters tested per AI-boar and the average litter size per AI-boar. The animal model included the random additive genetic effect of the AI-boar instead of the frequency of congenital anomalies in the offspring of sire of the AI-boar. The selection procedure was able to lower the frequency of congenital anomalies by 0.11% per year in DL-boars. The frequency of boars which had no piglets with anomalies in their litters could be increased from under 3 % to 11.7 % for the breed Pietrain breed and to 17.8 % for the breed German Landrace. The frequency of atresia ani was lowered by 0.01% per year in both breeds, DL and PI. The congenital anomalies scrotal hernia, cryptorchidism and intersexuality significantly decreased by about 50% of the frequencies that were registered at the beginning of the investigation period. Additionally, a significant reduction of the frequency of congenital tremor could be shown in the offspring of DL-boars. A significant decrease of the frequencies for atresia ani, cryptorchidism, umbilical hernia, congenital tremor and other congenital anomalies was obvious in the offspring of the PI-boars. However, in both breeds the frequency of congenital anomalies, which could not be lowered using the selection index for congenital anomalies, remained on a low level. Using sire-son-regression over AI-stations heritabilities were estimable in Pietrain boars for all congenital anomalies with exception of umbilical hernia, while in DL boars heritabilities could only be estimated for the congenital anomalies atresia ani, scrotal hernia, splayleg and other congenital anomalies. The analysis of sire-son-regression within AI-stations resulted in heritability estimates for all congenital anomalies with exception of congenital tremor in DL. High heritability estimates were obtained in DL for atresia ani using the sire-son regression over AI-stations (h2 = 0.54) and within AI-stations (h2 = 0.41 – 0.63). PI boars exhibited a high heritability estimate for scrotal hernia (h2 = 0.46), but these high heritabilities could only be estimated within the AI-stations A and B (h2 = 0.54 – 0.68). Moderate heritability estimates were found for splaylegs (h2 = 0.21 – 0.28) for both breeds and within all three AI-stations. Using an animal model a very high heritability of h2 = 0.82 was estimated for the anomaly atresia ani in progeny of German Landrace boars. For the congenital anomalies scrotal hernia, cryptorchidism, intersexuality, congenital tremor and splayleg, heritability estimates were moderate between h2 = 0.22 and 0.35. The heritability estimates for the congenital anomalies hernia umbilicalis and other anomalies were about h2 = 0,10. Moderate heritabilities in the range of h2 = 0.25 to 0.37 were estimated for the congenital anomalies hernia scrotalis, splayleg and other anomalies in progeny of Pietrain boars. The heritability estimates for the congenital anomalies atresia ani, hernia umbilicalis and congenital tremor were low (h2 < 0.10). A high additive genetic correlation was found between hernia umbilicalis and intersexuality in DL. Atresia ani and congental tremor were genetically highly but negatively correlated. The congenital anomaly cryptorchidism and the anomalies hernia umbilicalis, hernia scrotalis, intersexuality and other anomalies were genetically negatively correlated in DL. Highly negative additive genetic correlations were present between hernia umbilicalis and intersexuality as well as between cryptorchidism and other anomalies in PI. A very high additive genetic correlation was found between hernia umbilicalis and congenital tremor (rg = 0,71). Additive genetic correlations between atresia ani and hernia scrotalis (rg = 0.31), hernia scrotalis and cryptorchidism (rg = 0.12) as well as atresia ani and cryptorchidism (rg = -0.17) were low to moderate and some of them were even negative. The additive genetic correlations between hernia umbilicalis and hernia scrotalis, intersexuality and congenital tremor as well as between atresia ani and other anomalies were not consistent between the breeds DL and PI. Highly negative additive genetic correlations were found for both breeds between cryptorchidism and other anomalies and between intersexuality and congenital tremor. Both breeds showed moderate additive genetic correlations between intersexuality and atresia ani.

Ziel der Arbeit war es die Entwicklung der Frequenzen der einzelnen angeborenen Anomalien im Laufe der Untersuchungsjahre zu verfolgen, um die Auswirkung der Anomalienprüfung auf eine mögliche Verminderung der kongenitalen Anomalien zu prüfen. Des weiteren sollte mittels Vater-Sohn-Regression untersucht werden, welche Zusammenhänge zwischen der pro Vater und Sohn ermittelten Frequenz der jeweiligen kongenitalen Anomalie bestand. In linearen Tiermodellen wurden mittels Residual Maximum Likelihood Methoden (REML) zusätzlich Heritabilitätsschätzungen durchgeführt und die additiv-genetischen sowie die residualen Korrelationen für die Frequenzen der einzelnen kongenitalen Anomalien geschätzt. Der gesamte Datensatz bestand aus 47.323 Würfen von 351 Besamungsebern der Deutschen Landrasse (DL) und 1.134 Besamungsebern der Rasse Pietrain (PI) aus den Jahren 1982 – 2001, die in den bayerischen Besamungsstationen Neustadt/Aisch, Landshut und Bergheim eingesetzt wurden. Für die Auswertung mittels Tiermodellen wurde ein reduzierter Datensatz mit 1.458 KB-Ebern verwendet (340 DL-Eber, 1.118 PI Eber). Für die Vater-Sohn-Regression konnten 231 Vater-Sohn-Paare für die KB-Eber der Rasse DL und 842 Vater-Sohn-Paare für die Rasse PI berücksichtigt werden. Die Häufigkeiten folgender Anomalien bei den Nachkommen der Besamungseber wurden untersucht: Afterlosigkeit, Hodensackbruch, Nabelbruch, Kryptorchismus, Zwitter, Zittern, Grätschen und sonstige Missbildungen. Bei den Analysen wurden die Effekte der Besamungsstation, der Frequenz der Ferkel mit kongenitalen Anomalien pro Vater innerhalb Besamungsstation, der Geburtsjahrgänge der Eber, der Gesamtanzahl der Würfe pro Eber und der durchschnittlichen Wurfgröße der pro Eber erfassten Würfe berücksichtigt. Im Tiermodell wurde anstelle der Frequenz der Ferkel mit kongenitalen Anomalien pro Vater innerhalb Besamungsstation der additiv–genetische Effekt des Ebers mit einbezogen. Bei DL-Ebern konnte durch die Einführung der Anomalienprüfung die Häufigkeit der Ferkel mit kongenitalen Anomalien signifikant um 0,11 % pro Jahr gesenkt werden. Die Häufigkeit der KB-Eber mit anomaliefreien Würfen konnte von unter 3 % bei der Rasse PI auf 11,7 % und bei der Rasse DL auf 17,8 % gesteigert werden. Die Frequenz für Afterlosigkeit konnte bei den Rassen DL und PI pro Jahr um 0,01 % verringert werden. Bei der Rasse DL konnten zusätzlich die Häufigkeiten der Anomalien Hodensackbruch, Kryptorchismus und Zwitter signifikant auf etwa die Hälfte der Ausgangsfrequenzen seit Beginn der Anomalienprüfung verringert werden, auch die Frequenzen von Zittern konnten signifikant gesenkt werden. Eine signifikante Reduzierung der Frequenzen der kongenitalen Anomalien Afterlosigkeit, Kryptorchismus, Nabelbruch, Zittern und sonstige Missbildungen wurde bei der Rasse PI erreicht. Für die übrigen kongenitalen Anomalien konnte kein Selektionserfolg erreicht werden, die Frequenzen konnten allerdings auf einem niedrigen Niveau gehalten werden. In der Vater-Sohn-Regression über alle KB-Stationen konnte für die KB-Eber der Rasse Pietrain für alle kongenitalen Anomalien mit Ausnahme des Nabelbruchs Heritabilitäten geschätzt werden, während bei den DL-Ebern nur für die kongenitalen Anomalien Afterlosigkeit, Hodensackbruch, Grätschen und sonstige Missbildungen Heritabilitäten geschätzt werden konnten. Bei der Analyse der Vater-Sohn-Regression innerhalb KB-Station konnten für die einzelnen kongenitalen Anomalien mit Ausnahme von Zittern bei der Rasse DL Heritabilitätsschätzwerte erhalten werden. Bei der Vater-Sohn-Regression über KB-Stationen konnten hohe Werte für die Anomalie Afterlosigkeit mit h2 = 0,54 bei der Rasse DL geschätzt werden. Auch innerhalb der Besamungsstationen wurden hohe Heritabilitäten für diese kongenitale Anomalie bei der Rasse DL geschätzt (h2 = 0,41 – 0,63). Bei der Rasse PI konnte für die Anomalie Hodensackbruch ein Heritabilitätsschätzwert von 0,46 ermittelt werden, während in den Stationen A und B Heritabilitäten von h2 = 0,68 und h2 = 0,54 geschätzt wurden. Die Heritabilitätsschätzwerte für die Anomalie Grätschen lagen bei beiden Rassen in einem mittleren Bereich (h2 = 0,21 – 0,28). Auch innerhalb der KB-Stationen konnten für die Frequenz von Grätschern rasseübergreifend mittlere bis hohe Heritabilitäten geschätzt werden. Mit Hilfe des Tiermodells konnte bei der Rasse DL ein sehr hoher Heritabilitätschätzwert von h2 = 0,82 für die Anomalie Afterlosigkeit ermittelt werden. Für die kongenitalen Anomalien Hodensackbruch, Kryptorchismus, Zwitter, Zittern und Grätschen konnten Heritabilitäten im mittleren Bereich von h2 = 0,22 bis 0,35 geschätzt werden. Heritabilitätsschätzwerte um 0,10 ergaben sich bei den kongenitalen Anomalien Nabelbruch und sonstige Missbildungen der Rasse DL. Bei der Rasse PI konnten mittlere Heritabilitäten von h2 = 0,25 bis 0,37 für die kongenitalen Anomalien Hodensackbruch, Grätschen und sonstige Missbildungen geschätzt werden. Niedrige Heritabilitätsschätzwerte mit h2 unter 0,10 zeigten sich für die kongenitalen Anomalien Afterlosigkeit, Nabelbruch und Zittern. Bei der Rasse DL bestand die höchste additiv-genetische Korrelation zwischen Nabelbruch und Zwittern. Sehr hoch, aber negativ korrelierten die kongenitalen Anomalien Afterlosigkeit und Zittern. Die kongenitale Anomalie Kryptorchismus zeigte bei der Rasse DL deutlich negative additiv-genetische Korrelationen mit den Nabelbrüchen, Hodensackbrüchen, Zwittern und den sonstigen Missbildungen. Bei den PI-Ebern korrelierten die Nabelbrüche mit den Zwittern sowie Kryptorchismus mit den sonstigen Missbildungen genetisch deutlich, aber negativ. Die höchste additiv-genetische Korrelation wurde zwischen Nabelbruch und Zittern gefunden (rg= 0,71). In einem mittleren bis niedrigen, teilweise negativen Bereich korrelierten die Anomalien Afterlosigkeit und Hodensackbruch mit rg= 0,31, Hodensackbruch und Kryptorchismus mit rg= 0,12 sowie Afterlosigkeit und Kryptorchismus mit rg= -0,17. Zwischen den beiden Rassen ließen sich deutlich entgegengesetzte additiv-genetische Korrelationen zwischen Nabelbruch und Hodensackbruch, Zwittern und Zittern sowie zwischen Afterlosigkeit und sonstigen Missbildungen finden. Deutlich genetisch negativ korrelierten bei beiden Rassen Kryptorchismus mit sonstigen Missbildungen sowie Zwitter mit Zittern. In einem mittleren Bereich waren bei beiden Rassen Zwitter und Afterlosigkeit additiv-genetisch korreliert.

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Beißner, Bianca: Genetische Analyse von angeborenen Anomalien bei den Nachkommen von Besamungsebern. Hannover 2003. Tierärztliche Hochschule.

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