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New breeding tools for improving mastitis resistance in european dairy cattle

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Kartierung für die Resistenz gegenüber Mastitis

Die Milchproduktion trägt mit 18% zur landwirtschaftlichen Produktion der EU bei. Forscher haben die Genetik hinsichtlich der Resistenz gegenüber Mastitis untersucht. Diese Krankheit verursacht ernsthafte Verluste in der Milchindustrie.

Gesundheit

Mastitis, auch Euterentzündung beim Rind genannt, führt zum Verlust der Milchqualität und während der Behandlung des Tieres zum Ausfall von Melktagen. Die Behandlung auf Mastitis erfolgt unter anderem mit Antibiotika, die in Europa zunehmend unpopulär werden. Alternative Strategien sind eine verbesserte Hygiene sowie Verbesserungen in der Tierhaltung und der Selektion bezüglich der Resistenz. Zuchtprogramme haben bisher jedoch größtenteils die Einbeziehung der Resistenz gegenüber Mastitis vernachlässigt, da der Grad der Vererbbarkeit relativ niedrig ist. Die Projektpartner von MASTITIS RESISTANCE wendeten sich diesem Versäumnis in konventionellen Zuchtprogrammen zu. Sie konzentrierten ihre Forschung auf die Bereitstellung von Zuchtmitteln, um die genetische Resistenz hinsichtlich dieser qualvollen Krankheit zu verbessern. Hierfür beschäftigten Sie sich mit der Feinkartierung der Chromosomen von Rindern, um in der Nähe von Resistenzgenen gelegene Gene mit leicht nachweisbaren Markereigenschaften zu bestimmen. In einem Zuchtprogramm kann dann eine Marker-gestützte Selektion (MAS = marker-assisted selection) angewendet werden. Mit Kopplungsanalysen kann die Chromosomenkartierung durchgeführt werden. Das Prinzip beruht auf der Trennungswahrscheinlichkeit der Gene bei der Bildung der Gamete, bei der die Chromosomen brechen und an bestimmten Stellen rekombinieren. Das bedeutet, ist die Wahrscheinlichkeit der Rekombination hoch, so folgt daraus, dass die Gene weit auseinander liegen, weil es mehr Bruchstellen gibt. Der umgekehrte Fall gilt natürlich ebenfalls. Je näher sie beieinanderliegen, umso seltener werden sie voneinander getrennt. Die Kartierung mithilfe der Technik des sogenannten Kopplungsungleichgewichts (LD = linkage disequilibrium) benötigt viele Informationen. Daher verwendete die Gruppe von Animal Genetics und Genomics Centre in Lelystad in den Niederlanden eine große Menge historischer Daten. Diese Kartierungsmethode wurde beim menschlichen Genom sehr erfolgreich angewendet und man erhielt eine hohe Auflösung. Beim Verfeinern dieses Verfahrens entwickelte die Forschergruppe in der Studie Verfahren, um die IBD-Wahrscheinlichkeit (identical-by-descent = Vererbung eines Gens von einem gemeinsamen Vorfahren) zu berechnen, unter Berücksichtigung der Familien und Rassen. Es wurde dann eine IBD-Matrix erstellt, die eine Überprüfung erforderte. Mit der daraus gewonnenen Matrix wurde ein Vergleich aller Founder-Haplotypen durchgeführt. Wegen der riesigen Zahl an zu vergleichenden Haplotypen programmierte die Forschergruppe mehrere Methoden, um diese Varianten zu gruppieren. Infolge des immensen Informationsinputs werden für die künftige Feinkartierung mit LD Kopplungsanalysen weitere Rechnerleistungen benötigt. Diese Ergebnisse haben jedoch unzweifelhaft den Weg geebnet, um die Krankheit über die Zucht kontrollieren zu können, indem identifizierbare Marker ausgewählt werden, die mit den Polymorphismen der Mastitis-Resistenz verbunden sind.

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