Züchtungskunde, 81, (1) S. 27-35, 2009, ISSN 0044-5401
© Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart
Scientific Articles
Entwicklung von genetischen Markern zur Infektabwehr und Resistenz im Atemtrakt des Schweins (IRAS) –
Aktueller Stand des FUGATO Projekts IRAS
B. Tümmler1 ; G. Gerlach2 ; das FUGATO-Konsortium IRAS*,** ; 1 Klinische Forschergruppe, OE 6710, Medizinische Hochschule Hannover, Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover, E-Mail: tuemmler.burkhard@mh-hannover.de ; 2 Institut für Mikrobiologie, Zentrum für Infektionsmedizin, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Bischofsholer Damm 15, 30173 Hannover, E-Mail: gfgerlach@gmx.de ; * Mitglieder von IRAS: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Medizinische Hochschule Hannover, Helmholtz Zentrum für Infektionsforschung, Max Planck Institut für Molekulare Genetik, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, IVD-GmbH Hannover, LIONEX GmbH Braunschweig, RZPD GmbH Berlin – mit den Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen (in alphabetischer Reihenfolge) L. Benga, H. Blöcker, Emilia Dani¿owicz, M. Drungowski, G.F. Gerlach, Isabel Hennig-Pauka, R. Herwig, Doris Höltig, D. Kahlisch, T. Leeb, Rosa Martinez-Arias, H.Y. Naim, R. Pabst, Inga Probst, U. Radelof, T. Rehm, H.J. Rothkötter, M. Singh, R. Spalleck, Frauke Stanke, Katrin Strutzberg-Minder, Kerstin Thies, B. Tümmler, P. Valentin-Weigand, F. Wagner, K.H. Waldmann. ; ** Die Forschungsarbeiten des IRAS-Konsortiums wurden vom Förderverein Biotechnologieforschung e.V. (FBF) und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme ‚Funktionelle GenomAnalyse im Tierischen Organismus‘ (FUGATO) vom 01.07.2005 – 30.09.2008 gefördert.
Atemwegserkrankungen stellen ein erhebliches wirtschaftliches Problem in der Schweineproduktion dar. Die Konsortien IRAS und RePoRI wollen genetische Marker für die Suszeptibilität und Resistenz des Schweins zur Atemwegsinfektion entwickeln. Schweine aus den Zuchtlinien Pietrain, Hampshire, Deutsche Landrasse, Deutsches Edelschwein wurden in einem standardisierten Atemwegsinfektionsmodell mit Actinobacillus pleuropneumoniae infiziert. Der Verlauf der Infektion wurde anhand klinischer Symptome, Ultraschall- und Röntgenuntersuchungen, immunologischer Parameter, Sektion, Transkriptom des Lungengewebes und Glykoproteom der bronchoalveolären Lavageflüssigkeit dokumentiert. Dabei wurden deutliche Rasseunterschiede im Krankheitsverlauf beobachtet. Klinik, Immunologie und genomweite Expressionsanalysen zeigten übereinstimmend, dass das angeborene Immunsystem die Schwere der Atemwegsinfektion mit A. pleuropneumoniae bestimmt. In einer Assoziationsstudie an phänotypisch kontrastierenden nicht–überlappenden Kernfamilien mit leichtem bzw. schwerem Verlauf der Infektion der F1-Tiere wird nach genetischen Modulatoren gesucht. Das Kandidatengen wird initial anhand der Allelverteilung eines intragenischen Mikrosatelliten in den phänotypisch kontrastierenden Gruppen daraufhin geprüft, ob der Locus einen genetischen Modulator enthält. Falls ja, werden alle SNPs im Locus ermittelt und anhand der Verteilung von Markerhaplotypen in den Gruppen die phänotyprelevanten SNPs identifiziert. Bis September 2008 wurden informative Mikrosatelliten für 42 Kandidatengene der ‚innate immunity‘ etabliert und mehrere phänotypische und genetische Marker für die Suszeptibilität zur Infektion mit A. pleuropneumoniae entdeckt.
Actinobacillus pleuropneumoniae ; Assoziationsstudie; genetischer Modulator; Pneumonie; Proteom; Schwein; Transkriptom
Development of genetic markers in pigs for host defense of airborne infections – Update on the FUGATO-project IRAS
Airborne infections are a substantial economic problem for pig production. Within the frame of the BMBF-supported networks FUGATO and FUGATO-plus the consortia IRAS and RePoRI are searching for genetic modifiers of susceptibility to airway infections in pigs. Piglets of breeding lines Pietrain, Hampshire, German Landrace, Large White were exposed to aerosolized Actinobacillus pleuropneumoniae in a standardized infection model. The course of the infection was documented by ultrasonography and radiography of the chest, daily clinical examination, post mortem autopsy, immunological parameters, the glycoproteome of bronchoalveolar lavage fluid and the transcriptome of infected and macroscopically non-infected lung slices. Clinical, radiographic and ultrasonographic scores were as sensitive and specific as the gold standard – the post mortem lung lesion score – to classify the severity of lung disease. The severity of the infection with A. pleuropneumoniae differed by breeding line. Epicrisis, immunological parameters and genome-wide expression profiles consistently demonstrated that the response of the innate immune system determined the course of the airways infection. To identify genetic modifiers of those infections, an association study was executed. F1-piglets of the infection experiments were ranked by severity of infection, and the first and fourth quartiles were combined into two groups of mildly or severely ill animals. To query a candidate gene, an intragenic polymorphic microsatellite is tested for a significantly different allele distribution in the phenotypically contrasting cohorts. If this is the case, the modifying SNP(s) are discerned from all intragenic sequence variants by significantly different marker haplotype distributions between the two groups. By September 2008 informative microsatellite markers had been established for 42 loci of the innate immune system and several potential phenotypic and genetic markers for the susceptibility to infection with A. pleuropneumoniae had been detected.
Actinobacillus pleuropneumoniae ; association study; genetic modifier; pig; pneumonia; proteome; transcriptome