Genetik und Zuchtstrategien - vdh.de · zur Domestikation (Rasse-)spezifische Defekte DNA-Tests,...

Genetik und Zuchtstrategien

Jörg T. EpplenRuhr-Universität, Bochumhttp://www.rub.de/mhg/

joerg.t.epplen@rub.de

Ingolstadt, 11.3.2017

zur Domestikation

(Rasse-)spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion, Zuchtwertschätzung

Probleme kleiner Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

1100100001000000100000000

Afrika

Eurasien

Amerika

100 000 000 1 000 000 10 000 100 1

Jahre vor heute

1100100001000000100000000

Afrika

Eurasien

Amerika

100 000 000 1 000 000 10 000 100 1

Jahre vor heute

evol. Modell: Hund/Mensch-Interaktion

moderner Hund

früher Hund

humane Familie

humane soziale Gruppe

Schmarotzer: früher Hund

kommt leichter an mehr Futter

Mitesser: Hund kommt leichter

an Futter innerhalb der Gruppe

Lebensgemeinschaft:Hund im sozialen Netzwerk der Familie

evol. Modell: Hund/Mensch-Interaktion

Schmarotzer: früher Hund

kommt leichter an mehr Futter

Mitesser: Hund kommt leichter

an Futter innerhalb der Gruppe

Lebensgemeinschaft:Hund im sozialen Netzwerk der Familie

Rassehunde

Taymir-“Wolf“

35 000 Jahre

grauerWolf

Arktis-Rassen

Canis lupusfamiliaris

>30 000 Jahre ?

Skoglund et al. Curr Biol. 2015

Wann und wie entstand der Hund?

Frantz et al. Science 2016

Aufspaltung zw. ostasiatischen +

westeuropäischenHunden:

dualer Ursprung

Newgrange dog, Ireland 4800 b.p.

Domestikations-Syndrom(Wilkins et al. 2014)

kürzereSchnauze

Gehirngröße↓

↓ Zahn-größe

weißeAbzeichen

Nebennieren

Ruten-Veränderungen

vegetativeGanglions

Behang

Selektion auf Zahmheit

Neuralleisten-Einfluß ↓„milde Cristopathie“

NNR-Funktion ↓vegetative Ganglionaktivität ↓

→ Stress ↓

→ Furcht vor Menschen ↓

weiße Abzeichen (Melanozyten ↓)

veränd. Behang (Chondrocyten ↓)

kürzere Schnauze/Kiefer (Osteoblasten ↓)

kleinere Zähne (Odontoblasten ↓)

Gehirngröße ↓

direkte Folge des ↓ Neuralleisten-Einfluß

selektiert Nebeneffekte (unselektiert)

Wilkins et al. Genetics 2014

Weimaraner mit Abzeichen

weiße Abzeichen - Beiwerk

der Domestikation + Zucht

auch der Zucht…

Erblichkeit: weiße Abzeichen

Auenland G-Wurf

Donna vom Auenland

zur Domestikation

(Rasse-)spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion, Zuchtwertschätzung

Probleme kleiner Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

Asta von Bokelo

Banjo von GrauthoffJule von Dianaburg

KIT -Genmutationen

PiebaldismusMastocytose

gastrointestinale Stromatumore

Keimzelltumore

DNA + Chromosom

KIT exon 13: c.1960_1962delCTC p.L654del, heterozygot

KIT-Mutationenin Mastzelltumoren beim Hund

Letard S et al. Mol Cancer Res 2008

zur Domestikation

Rasse-spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion, Zuchtwertschätzung

Probleme kleiner Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

Hunde sehen „Farben“

Hund

Mensch

700 600 500 400

Wellenlänge (nm)

progessive Retinaatrophie (PRA)

PRAnormal

Zapfen + Stäbchen

äußere Kernschicht

innere Kernschicht

Ganglionzellen

Pigmentepithel

kartierte und identifizierte Retina-Gene

kartierte Gene

identifizierteGene

der einzige wirklich Faulige unter 372 000

192 m3

PRA bei Schapendoes

3/04Genom-Screen

7/051. Gen charakterisiert

6/2005Chromosom identifiziert

2/0811. Gen

8/20062. Gen

PRA bei Schapendoes + Weimaraner

3/04genome screen

7/051. gene

charakterised6/2005chromosome identified

2/0811. gene

8/20062. gene

7/15Exomsequen-ziert

8/151.-15. Gene

9/15

Erbleiden ?

C EAF B

I…G… H… K…

D N

Erbleiden ?

C EAF B

I…G… H… K…

D N

DNA-Biobank

ND

C EAF B

G… H… K… I…

CE EAF B

GE… HE… KE…

ND

IE…

LE…JE…

AS…

ME…

XLPRA-Mutationsträger

1 3 5 7 9 11 Exons

5 7 9 11 Exons

Stückverlust im Gen (Deletion)

→ kein funktionierendes Protein

→ Netzhautdegeneration → Sehstörungen

zur Domestikation

(Rasse-)spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion, Zuchtwertschätzung

Probleme kleiner Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

PRA in Schapendoes

3/04Genom-Screen

7/051. Gen charakterisiert

6/2005Chromosom identifiziert

2/0811. Gen

8/20062. Gen

2/15Konse-quenzen

Chromosomendes Hundes

alle Chromosomen 20 vor DNA-Test

10%20%

Chromosomen 20 nach selektiver Zucht

12,5%

Chromosomen 20 bei Exterieur-geleiteter Zucht

25%

Chromosom 20 → ↓ variabel

10%

MC Escher

Ccdc66 Gen auf Chromosom 20

Ccdc66

Ccdc66

haplotype frequencies including 2 flanking markers variable Marker (be)im Ccdc66 Gen2015

Mutation

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

neu

→ neue Haplotypen, genetische Variabilität ↑

2004

Folgen konsequenten Ausmerzens:PRA-Mutation Schapendoes

► Mutation-Frequenz ↓

► paradox: genet. Vielfalt ↓ sondern ↑ - warum ?

► andere Zuchtstrategie: alte Linien

wieder genutzt (Inzucht-Koeffizient 30→20)

weise Zucht-Politik

X

DNA-Tests für häufige Leiden

multifaktorielle Erkrankungen (HD, Atopie, Epilepsie, Krebs,

Autoimmun-Leiden, Magendrehung)

>600 Wachstumsgene bei Mensch

genetische Beratung vor DNA-Test

1 Rasse, Haar-Varietäten kurz + lang

DNA-Tests für Exterieur

H-Wurf vom Auenland, I. Wohlfahrt

1 Rasse, Haar-Varietäten kurz + lang

DNA-Tests für Exterieur

1 Rasse, Haar-Varietäten kurz + lang

DNA-Tests für Exterieur

Elter 2

KK KL LL

KK 100% KK 50% KK 100% KL

50% KL

Elter 1 KL 50% KK 25% KK 50% KL

50% KL 50% KL 50% LL

25% LL

LL 100% KL 50% KL 100% LL

50% LL

DNA-Test:

„verdecktes L“

identifizierbar

zur Domestikation

(Rasse-)spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion

Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

, Zuchtwertschätzung

Rasse: predictable genetic package

Rasse: predictable genetic package

frühe Entwicklung von Hunde-Landrassen: Funktion im Vordergrund, Form sekundär

fff

Nussbaumer und Huber (1983): Eine Hunderasse wird als Gruppe von Individuen definiert, die durch gerichtete menschliche Selektion auf ein gestelltes Endziel (Standard) in Bezug auf morphologische Merkmale, Leistungsfähigkeit und Psyche während mehrerer registrierter Generationen gezüchtet worden sind. Am Ende soll für möglichst viele Merkmale Reinerbigkeit erreicht werden.

„Major Herber“Nicht die Rasse, sondern die Zuchtauswahl aus ihr ist die Bürgschaft für höchste Form und beste Leistung.

Wolf HerreRassen sind vom Menschen in sexueller Isolation gehaltene, verbreitete Untereinheiten einer Art, welche sich in mehreren Merkmalen und Erbeinheiten voneinander unterscheiden... Dem subjektiven Ermessen bei der Umgrenzung und Merkmalsauswahl ist ein weites Feld gelassen.

zur Rasse-Definition

WeimaranerLanghaar-Zucht

Mella

Weimaraner Kurzhaar-Zucht

Xylona

WeimaranerKurz- vs. Langhaar

Mella

Xylona

„genetische Vielfalt“:↑↑ backyard-bred Weims

1870

kleinerePopulation

kleine Population

↓ Repro-duktion

↑ Mor-talität

In-zucht

genet. drift

heterozygot

LundehundAlaska Schlittenhunde

„beinahe homozygot“

Lundehund: genetische Flaschenhälse

LadyMorsk Pan ?

Piljo BusterRune Rind Eir

1 Welpe 3 Welpen 9 Welpen 5 Welpen 7 Welpen

? ?

Mosti ?Kvikk 2

1 ♀ + 1 ♂ Vorfahre

↓ Heterozygotie ist nachteilig

Bildung

Kognition

Körpergröße

BMI

Taille/Hüft Relation

FEV1/FVC

forc. Ausatmen (FEV)

diastol. Blutdruck

systol. Blutdruck

Plasma-Glukose nach Fasten

Hämoglobin A1c

Insulin nach Fasten

HDL Cholesterol

LDL Cholesterol

Triglyceride

Gesamt-Cholesterol

354 224 Menschen

5 identische Bubbles

Clone

Clone

mittlere Heterozygotie in versch. Rassen

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

mit

tlere

Hete

rozyg

oti

e

Wei RiS MiS ZwS Pin Aki Cho Sha Box DSh Hov Tib GM VDW

* 20 Systeme

0

5

10

15

20

25

30

35

160 168 172 176 184 188

Alle

lfre

qu

enz

(%)

Allel (Fragmentlänge)VDW + 8 = aR

FH2165 Tetra (GAAA)n CFA33 diff. nach Fellfarben

VDW / n = 50 / Heterozygotie: 0,84 B R RT BS HT MS

Marker FH2165 differenziert nach Fellfarben

Markerallele (Basenpaare)

alle Wachtel (Heterozygotie: 0.76)

Wachtel-Farbschläge sind genetisch nicht differenziert

„Schnauzer-Schläge“ - Verwandschaften

zur Domestikation

(Rasse-)spezifische Defekte

DNA-Tests, Selektion, Zuchtwertschätzung

Probleme kleiner Populationen

Matador-Rüden

Genetikund Zuchtstrategien

2014 BOB Doc's Greyborn North Star of Acadia1949 BOB Y-Mar's Alaric

Zucht-“Erfolg“

2015 Quasimodo1902 Peter von Pritschen 2013 Aschera von Athaba

Zucht-“Erfolg“

1000 € x 90 x 10 Jahre 1 000 000 €

Matador-Rüden (Champion-Zucht)

H. Eichelberg: Ameisenspur zum Champion

Dschinghis Khan († 18.8.1227):

hunderte Kinder;

jeder 200. Asiate hat das Y-Chr.

Giocangga († 1571)

XY (vor 850 a.d.)

Matadore

DNA-Biobanken

DNA-Biobank 2005-2017

Weimaraner

268 Zwinger≤32 Hunde/Zwinger

16 Länder

51.3% ♀♀74% Kurzhaar

Gene für Exterieur” ” Verhalten” ” Erbleiden” ” …

0

200

400

600

800

1000

1200

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 06

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 07

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 08

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 09

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 10

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 11

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 12

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 13

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 14

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 15

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 16

Sep

…N

ov…

Jan

…

DNA-Biobanken 2005-2017

Weimaraner

Große Münsterländer

Jagdteckel

Wachtel

Lundehund

DK

0

200

400

600

800

1000

1200

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 06

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 07

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 08

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 09

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 10

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 11

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 12

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 13

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 14

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 15

Sep

…N

ov…

Jan

…M

rz…

Mai

…Ju

l 16

Sep

…N

ov…

Jan

…

Kunst des Züchtens

Hunde-Verstand

Glück

Praxis-Erfahrung

Beurteilungs-Kompetenz

Genetik

Verantwortung

ad Zucht-Politik

Heutige Rassen sind extrem wertvoll

DNA-Tests bedächtig + sparsam einsetzen keine Test-Batterien

Genetische Vielfalt bewahren Zuchtpopulation testen

DNA-Biobank einrichten und pflegen Abstammungstest redundant