Züchtungskunde, 93, (2) S. 141-156, 2021, ISSN 0044-5401
© Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart
Scientific Articles
DGfZ-Preis 2020 (Dissertationen)
Genomische, molekulargenetische und phänotypische Analysen zu Robustheit und Resistenz am Beispiel endoparasitärer Infektionen bei Milchkühen
Katharina May1 ; S. König1 ; 1 Institut für Tierzucht und Haustiergenetik, Justus-Liebig-Universität, 35390 Gießen, E-Mail: katharina.may@agrar.uni-giessen.de
Die Entwicklung züchterischer Strategien für eine verbesserte Krankheitsresistenz und der damit einhergehenden Verbesserung der Produktivität ist von zunehmender Bedeutung in der Milchviehhaltung. Infektionen mit Endoparasiten stellen eine Herausforderung in Weideproduktionssystemen dar und sind mit hohen wirtschaftlichen Verlusten assoziiert. In vier aufeinander folgenden Studien wurden erstmals genetische und genomische Mechanismen der Endoparasitenresistenz bei Milchkühen analysiert. Es konnten signifikante SNP und Kandidatengene mit immunologischer Funktion für wirtschaftlich bedeutende endoparasitäre Erreger identifiziert werden, welche mit einer verbesserten Resistenz assoziiert sind. Zudem konnten signifikante Allelsubstitutions- und Dominanzeffekte für Endoparasiteninfektionen für einzelne Marker im Genom nachgewiesen werden. Die quantitativ-genetischen und genomischen Merkmalsbeziehungen zwischen der Endoparasitenresistenz mit weiteren Produktions- und Gesundheitsmerkmalen sind wichtige Schätzparameter, wenn es weiterführend darum geht, Selektionsindizes zur Zucht auf Robustheit weiterzuentwickeln. Phänotypische Assoziationsanalysen zwischen Endoparasiteninfektionen mit Milchproduktions- und Gesundheitsmerkmalen vervollständigen die Aufdeckung von Mechanismen der Wirtsresistenz vom Genotyp zum Phänotyp. Die Ergebnisse der phänotypischen Assoziationsstudien liefern neuartige Erkenntnisse zu den Beziehungen zwischen Endoparasiteninfektionen und Gesundheitsindikatoren der routinemäßigen Milchkontrolle. Die weiterentwickelten Methoden zur Aufklärung von Resistenzmechanismen für endoparasitäre Merkmale präsentieren vielversprechende Ansätze für die Zucht und können zukünftig zur Aufschlüsselung genomischer Mechanismen für weitere Merkmale der Krankheitsresistenz Anwendung finden sowie zu einer Optimierung des Managements in Weideproduktionssystemen beitragen.
Dominanzeffekte; Endoparasitenresistenz; Genetische Parameter; Genomweite Assoziationsstudie; Gesundheitsmerkmale
Genomic, molecular-genetic and phenotypic analyses of robustness and resistance for endoparasite infections in dairy cows
The development of breeding strategies for improved disease resistance and associated improvements in animal welfare is of increasing importance in dairy farming. Endoparasite infections represent a serious problem with high economic losses in pasture-based production systems. The genetic and genomic mechanisms for endoparasite resistance were analysed in four consecutive studies. We identified significant SNP and candidate genes with immunological functions for economic important endoparasite pathogens, being associated with improved resistance. Moreover, significant allele substitutions and dominance effects for endoparasite traits were estimated for loci in close distance or within functional mutations. Estimated quantitative-genetic correlations and SNP effect correlations between endoparasite resistance traits with production and health traits are the basis when developing breeding indices for improved disease resistance and robustness. Association analyses between endoparasite infections with milk production and health traits on a phenotypic scale completed the identification of host resistance mechanisms from genotype to phenotype. The results from phenotypic association analyses provide novel insights into the relationships between endoparasite infections and health indicators from routine milk recording. The enhanced methods and models contributed to a deeper understanding of resistance mechanisms, with impact on genomic selection improvements and further optimisation of farm management strategies in pasture-based production systems.
Dominance effects; endoparasite resistance; genetic parameters; genome-wide association study; health traits