Inzuchteffekte in Milchviehpopulationen : Teil 2: Analysen anhand von Genomdaten

Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, Methoden zur Schätzung von Inzucht und Inzuchteffekten mittels Genomdaten darzustellen und einen Überblick über bisherige Ergebnisse bei Milchrinderpopulationen zu geben. In Populationsstudien werden vorwiegend Arrays mit 50.000 gleichmäßig über das Genom verteilten Einzelbasenpaarvarianten (SNPs, Single ​Nucleotid Polymorphisms) verwendet. Die genom-basierten Methoden ermöglichen die Cluster und Größe der durch Inzucht entstandenen homozygoten Segmente („runs of ​homozygosity“, ROH) auf dem Genom zu lokalisieren, wodurch weitergehende Analysen zu genomischen Inzuchtkoeffizienten (F_ROH), zur Kartierung von Inzuchteffekten, den Allel​effekten in den ROH und zu der Entwicklung der ROH in vorhergehenden Ahnengenerationen möglich werden. Eine andere Möglichkeit zur Berechnung von genomischen Inzuchtkoeffizienten besteht darin, die einzelnen SNPs zu verwenden. Bei dieser Methode kann es zu einer Überschätzung der genomischen Inzucht und Inzuchtdepression kommen, da homozygote SNP-Genotypen nicht zwangsläufig identisch aufgrund ihrer Herkunft sind. Sind die ROH-Cluster und deren nachteiligen Effekte auf die Zuchtmerkmale in einer Rinderpopulation bekannt, dann kann für jedes Tier und deren Nachkommen die erwartete Verteilung der ROH und ihre erwarteten Effekte auf die Leistungsdepression vorhergesagt werden. Die meisten Studien zur genomischen Inzucht wurden bei Holstein Populationen durchgeführt. Eine Steigerung des F_ROH um 1% war mit einer Inzuchtdepression der 305-Tage Milchleistung von 20 – 61 kg Milch assoziiert, die Fett- und Eiweißmenge wiesen eine Inzuchtdepression von 1,3 – 1,7 kg und 1,2 – 2,5 kg auf. Bezogen auf eine phänotypische Standardabweichung der betreffenden Merkmale entspricht dies einem Rückgang von 2,393%, 2,306% und 3,021%. Die Fruchtbarkeitsmerkmale waren im Vergleich zur Milchleistung von einer Inzuchtdepression mit 0,825% der phänotypischen Standardabweichung weniger stark betroffen. Die Krankheitsinzidenzen wiesen eine Inzuchtdepression bei Anstieg des F_ROH um 1% von 2,530% der phänotypischen Standardabweichung auf. Die verschiedenen Längen der ROH-Segmente zeigten sehr unterschiedliche Trends für die Inzuchtdepression in Abhängigkeit der Merkmale und der jeweiligen Population. Die identifizierten ROH-Regionen mit signifikanter Inzuchtdepression waren in verschiedenen chromosomalen Clustern verteilt und die Effekte waren sehr unterschiedlich groß. Eine Konzentration auf wenige Chromosomen oder Cluster war für kein Merkmal zu finden wie auch nur eine geringe Anzahl von Loci in ROH mit pleiotropen Effekten auf die Inzuchtdepression. Mit Einführung der genomischen Selektion erfolgt eine schnellere Fixierung von Loci und höhere Inzuchtsteigerung. Deshalb ist ein effizientes Inzuchtmanagement für Rinderpopulationen notwendig. Dieses kann durch dichtere SNP-Sets verbessert werden.