Genomische Methoden in den
Nutztierwissenschaften
Mögliche Prüfungsfragen
Kapitel 1:
Was versteht man unter Tierzucht? Und welche züchterischen Maßnahmen im Zuchtprogramm
kennen Sie?
Tierzucht = Planmäßige und zielgerichtete genetische Veränderung von Tieren einer
Zuchtpopulation. Erzeugung vitaler Tiere mit genetischen Veranlagungen, um unter
zukünftigen Produktionsbedingungen die vom Markt nachgefragten Produkte und Leistungen
erbringen zu können. Meist ca. 15 30 Merkmale im Zuchtziel verankert -
Produktionsmerkmale und funktionale Merkmale.
Züchterische Maßnahmen
- Zuchtziel: Welches Leistungsniveau soll in der nächsten Generation erreicht werden?
Welche Merkmale sollen berücksichtigt werden?
- Zuchtbuch: Eindeutige Identifizierung der Zuchttiere, Eintragung ihrer Abstammung
- Leistungsprüfung: Erfassung der Leistungsdaten (Phänotyp)
- Genotypisierungen: Typisierungen der Tiere mit einem SNP-Chip
- Zuchtwertschätzung: Schätzung der genetischen Veranlagung auf Basis der Ergebnisse
der Leistungsprüfung und / oder der SNP-Genotypisierungsergebnisse
- Selektion: Auswahl der besten Zuchttiere auf Basis der Zuchtwerte und anderer
Informationen
- Paarung: gezielte Paarung der besten Zuchttiere
- Zuchtfortschritt (Selektionserfolg): Differenz der durchschnittlichen Leistungsniveaus
zwischen Eltern und Nachkommen Generationen
- Übertragung des Zuchtfortschritts: z.B. durch den Verkauf von Zuchttieren, Samen oder
Embryonen
Was ist der Zuchtfortschritt und wie kommt er zustande? (Züchtergleichung, 4-Pfad-Modell)
Selektionserfolg ist die Veränderung des Populationsmittels von einer Generation zur
nächsten. (R=Heritabiliät*Selektionsdifferenz)
S=Differenz zwischen phänotyp. Durchschnitt der selektierten Eltern und dem
phänotyp. Durchschnitt aller Tiere der Elterngeneration
Selektionserfolg kann man pro Generation oder je Zeiteinheit betrachten. Zuchtfortschritt je
Zeiteinheit ist mehr von Interesse.
Zuchtfortschritt je Zeiteinheit:
(r Korrelation zw. geschätztem und wahrem Zuchtwert oder Genauigkeit des geschätzten ZW
* i Selektionsintensität
* A additiv genetische Standardabweichung)
/ L Generationenintervall
L=Abstand zw. Generationen/ Mittleres Alter der Eltern bei der Geburt derjenigen
Nachkommen, die selbst wieder zur Zucht verwendet werden
Die Größen i, r, L können für verschiedene Tiergruppen (BV, BM, KV, KM) in einem
Zuchtprogramm unterschiedlich sein, bzw. je nach Nachkommen der selektierten Tiere
(Selektionspfade). 4-Pfad-Modell
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, In der Rinderzucht gibt es 4 Selektionspfade: Bullenväter, Kuhväter, Bullenmütter, Kuhmütter
Somit kann die genannte Gleichung erweitert werden: ZF/t = (Summe (i*A*r)) / Summe L
(erweiterte Züchtergleichung, Rendel-Robertson Formel)
Erläutern Sie den Antagonismus zwischen dem Generationsintervall und der Genauigkeit der
Zuchtwertschätzung!
Um den ZF zu steigern, müssen immer alle Größen der erweiterten Züchtergleichung
gleichzeitig betrachtet werden (der gesamte Term muss optimiert werden)
Dabei kann man einen Antagonismus zw. Generationsintervall und der Genauigkeit der ZWS
feststellen:
Z.B: Würde man Testbullen (BV, KV) zum Zeitpunkt der Zuchtreife (d.h. ohne
Nachkommenschaftsprüfung) selektieren, um das Generationsintervall zu senken, verringert
sich die Genauigkeit der ZWS r, da nur die Vorfahrenleistungen als Informationsquelle dient.
(r=0,25 statt r=0,5).
Potenzial der genomischen Selektion: genomische Schätzung der Testbullen zum Zeitpunkt
der Zuchtreife ist deutlich genauer als Vorfahrenleistung (fast so gut wie NKL) und man hat
ein deutlich geringeres L!
Kapitel 2:
Was ist ein quantitatives Merkmal
Sind normalverteilte (Histogramm als Gaußsche Glockenkurve) Merkmale
Z.B. Milchleistungsmerkmale, Exterieurmerkmale, Wachstum,…
Die Schätzung dieser beruht auf Leistungsdaten und populationsgenetischen Modellen
Phänotyp = Genotyp (additive Effekte + Dominanzeffekte + Interaktion) / Umwelteffekte
(permanente und temporäre Umwelt)
Wenn zwei Allele ein Merkmal beeinflussen wird nicht unbedingt genu der Mittelwert der
phänotypischen Eigenschaft vererbt, da der Dominazkoeffizient den wert verschieben kann
(z.B. Milchfettgehalt A1A1 = 300kg und A2A2 = 400kg. Nullpunkt bei 350kg. Aber A1A2 liegt
bei 360kg. Genotypwert d = 10kg, Dominazkoeffizinet h = 1/5 )
Daher kann die Heritabilität (Anteil an der Genetik eines Tieres an der phänotypischen
Ausprägung eines Merkmals) dieser Merkmale nicht größer als 0,6 werden (Qualitative=1).
Warum sind quantitative Merkmale in der Regel normalverteilt?
Sie sind normalverteilt, da wir eine polygene Variation haben. D.h. viele Gene beeinflussen
das Merkmal und zusätzlich werden die Merkmale durch Umweltwirkungen beeinflusst
(zusätzliche Streuung innerhalb der Genotypklassen)
Grenzwertsatz?
Es gibt viele Einflussfaktoren die sich überlagern:
- Wurfumwelteffekte
- Permanente Umwelteffekte: systematisch oder fix, wird statistisch korrigiert; Region,
Betrieb, Saison
- Zufällige Umwelteffekte: Temporär, schwer zu erfassen; Temperaturschwankungen,
Futterzusammensetzung
- Genotyp-Umwelt-Interaktionen: Effekt eines Gens in Abhängigkeit der Umwelt, in der die
Leistung erbracht wird (Rangierungs- und Skalierungseffekte)
- Genetische Korrelation: Beziehung zwischen den genotypischen Werten zweier
Merkmale. Veränderung eines Merkmals führt auch zur Veränderung des korrelierten
Merkmals. Ursachen: 1. Kopplung (Genort mit anderem gekopplet und wird zusammen
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