© Lipizzanergestüt Piber; Gertrud Grilz-Seger; Viktoria Hainzl; Kärntner Pferdezuchtverband
FARBgen: Farbgenetische Untersuchungen in Hinsicht auf praktische Zuchtarbeit und Generhaltung beim Lipizzaner, Noriker und dem Weißen Barockesel
Projektleitung
Gertrud Grilz-Seger
Forschungseinrichtung
Veterinärmedizinische Universität Wien, Institut für Tierzucht und Genetik
Projektnummer
101332Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus| Bundesministerium für Landwirtschaft, Regionen und Tourismus
Allgemeine Projektinformationen
Schlagwörter (deutsch)
Tierzucht, Farbgene, Molekulargenetik, SNP Analyse, Pferdezucht, Erhaltungszucht, Lipizzaner, Noriker, Weiße Barockesel
Titel (englisch)
Genetic analyses of coat colors with regard to practical breeding and conservation genetics in the Lipizzan, Noriker horse breed and the Weiße Barockesel breed
Abstract (englisch)
Projektziele
Das Ziel dieses Projektes ist es die Farbgenpools und spezifischen Allel Frequenzspektra beim Lipizzaner und beim Weißen Barock Esel zu bestimmen, um (1) das Auftreten von spezifischen Farballelen in beiden Populationen zu klären, und (2) die Erblichkeit bzw. genetische Komponente der vorkommenden Abzeichen und Scheckungsvarianten beim Lipizzaner zu bestimmen. Diese Ergebnisse können in der Zuchtplanung beim Lipizzaner für die Optimierung der Erhaltungszucht genutzt werden. Beim Noriker soll getestet werden (3), ob sich ein vom Antragsteller identifizierter genetischer Marker als Gentest für die für diese Rasse typische Mohrenkopffärbung (im Englischen als roan Färbung bezeichnet) eignet.
1. Farbgene beim Weißen Barockesel und Lipizzaner
Die Weißen Barockesel, die heuer als bedrohte Haustierrasse des Jahres 2018 nominiert sind, gelten als weltweite Rarität. Die genetische Grundlage ihrer Farbe wurde bislang noch nicht abgeklärt und dokumentiert. Es gibt Hinweise, dass sie Träger von sehr seltenen Allelvarianten von Aufhellergenen sind.
In Vorarbeiten vom Antragsteller wurde bei einer Stichprobe von 12 Eseln das seltene Champagne Gen SLC36A1 (Cook et al., 2008) entdeckt. Diese Genvariante alleine erklärt ohne das Vorhandensein weiterer Gene bzw. genetischer Faktoren den phänotypisch sichtbaren Grad der Aufhellung bei den Eseln nicht ausreichend. Um die Fragestellung der genetischen Grundlage der typischen Fellfärbung von Weißen Barockeseln zu klären, sollen in diesem Projekt die existierende (SNP Chip genotypisierte) Stichprobe plus einer erweiterten Stichprobe für weitere Farbgene genotypisiert werden: ASIP (Rieder et al., 2001), MC1R (Marklund et al., 1996), Cream (Mariat et al., 2003), Champagne (Cook et al., 2008), Dun - TBX3 (Imsland et al., 2016), Dominant White (Mau et al., 2004).
Damit wäre es möglich, die Farbgenetik der Weißen Barockesel abzuklären und in weiterer Folge sollen zuchtplanerische Maßnahmen (Identifizierung von Trägertieren, Hengsten, Stuten, Anpaarungsstrategien) erarbeitet werden.
Bei den Lipizzanern des Bundesgestüts Piber und der Spanischen Hofreitschule sind die segregierenden Farballele nicht bekannt. Die Identifizierung der Fellfarben, die im heutigen Genpool noch vorkommen, wird grundsätzlich durch die epistatische Wirkung des Schimmel Gens erschwert. Dennoch fallen einzelne Fohlen bei der Zucht an, deren Fellkleid nicht dem derzeit typischen Zuchtziel (Schimmel, bevorzugt Milchschimmel; Grundfarbe Rappe oder Brauner) entspricht. Darunter zählen Falben, Mohrenköpfe, Füchse und Schecken, die jedoch mit zunehmenden Alter unter der Schimmeldecke verschwinden und schwer zu identifizieren sind. Bei den Schecken handelt es sich höchstwahrscheinlich um Trägertiere seltener Allelvarianten wie z.B. PAX3, MITF (beide Hauswirth et al., 2012) oder SB1 (Brooks and Bailey, 2005). Generell sind in der Lipizzanerzucht Tiere mit markanten oder großen Weißabzeichen unerwünscht, da sie einerseits dem Zuchtziel nicht entsprechen und andererseits aufgrund der fehlenden Pigmentierung eine erhöhte Photosensibilität aufweisen. Mit den aus Vorarbeiten bestehenden Genotypisierungsinformationen und der Genotypisierung einzelner putativer Trägertiere auf die Scheckungsloci PAX3, SB1, MITF und auf die Loci der Grundfarben ASIP, MC1R und deren Aufhellungen TBX3, MATP, STX17 (Pielberg et al., 2008) kann der Farballel Pool des Lipizzaners eindeutig beschrieben und die einzelnen Trägertiere identifiziert werden.
Da die durch PAX, SB1 und MITF verursachten Scheckungsmuster einen fließenden Übergang zu unspezifischen Abzeichen zeigen können, werden die Scheckungen bzw. Abzeichen der Zuchtherde von Piber phänotypisch erhoben und in weiterer Folge einer Varianzkomponentenanalyse (BLUP Zuchtwertschätzung) unterzogen. In dieses statistische Modell können die einzelnen Genotypen integriert werden, um so die genetisch bedingten Varianzkomponenten in einen polygenetischen Anteil (Scheckungsloci) und in einen additiv genetischen Anteil zu trennen. Die aus dieser Analyse resultierenden Tierindividuellen Zuchtwerte und Farbgenotypen können verwendet werden, um einen möglichst schnellen Selektionserfolg gegen die Abzeichen zu gewährleisten.
Zusätzlich sollen die Abzeichen und deren genetische Grundlage mit einer genomweiten Assoziationsstudie untersucht werden, um zu testen inwieweit populationsspezifische Varianten existieren.
2. Verifizierung eines genetischen Markers für die Mohrenkopffärbung (roan Färbung) beim Noriker
Die kausale Mutation für die Roan Färbung ist bislang noch nicht bekannt. Marklund et al. haben 1998 gezeigt, dass der roan Faktor auf dem equine Chromosom 3 in die Nähe der KIT Region lokalisiert sein muss, es ist aber in weiterer Folge noch nicht gelungen einen abgesicherten genetischen Marker und/oder die kausale Mutation für diese für den Noriker typische Fellfärbung zu finden.
In genomweiten Analysen vom Antragssteller konnte für den Noriker ein hoch mit der Mohrenkopffarbe korrelierter SNP auf chr 3 identifiziert werden, der einer Plausibilitätsprüfung mit 2800 Pferden standhielt. Beim Noriker selbst konnten in der verwendeten Stichprobe von 22 Mohrenköpfen 4 homozygote Tiere genotypisiert werden, die auch mit den Stutbuchdaten plausibel erklärt werden konnten. In der Literatur galt der roan Faktor lange als Letalfaktor im homozygoten Zustand. Die in dieser Untersuchung gewonnen Hinweise entkräftigen diese These.
In diesem Antrag ist eine Verifizierung des gefundenen Markers geplant, der eine Segregationsanalyse mit Pedigreeinformation vorausgelagert werden soll. Anhand der Ergebnisse der Segregationsanalyse sollen einzelne Stichproben (Pferde) gewählt werde, die für den Marker genotypisiert werden sollen, und danach mit den restlichen Daten abgeglichen werden.
Da die Mohrenkopffarbe genealogisch und genetisch auf einer relativ engen Basis der Noriker Population beruht, kann die Kenntnis des Roan Genotyps die Farbzucht für diese Rasse wesentlich erleichtern, denn Roan homozygote Tiere können so an Rappen ohne Zeichen, die wenig mit der Mohrenkopfpopulation verwandt sind angepaart werden, wobei daraus erwartungsgemäß 100% Mohrenköpfe oder Blauschimmel fallen sollten. Damit kann die im Zuchtziel verankerte Farbzucht für die Mohrenkopf Subpopulation langfristig wesentlich leichter durchgeführt werden.
Praxisrelevanz
Berichte
Kurzfassung
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Publikationen
Alle Publikationen wurden vom Projektverantwortlichen eingetragen und liegen in dessen Verantwortung.