Molekulargenetische Aufklärung des bovinen Polled-Gens
Final Report Abstract
Die genetisch bedingte Hornlosigkeit zählt aufgrund ihrer Bedeutung für den Tierschutz zu den wichtigsten Merkmalen in der Rinderzucht. Bei allen Rinderrassen steigt die Nachfrage nach genetisch hornlosen Bullen beständig an. Das dominant wirkende Polled-Gen (P) wurde proximal auf Chromosom 1 des Rindes (BTA1) kartiert. Für die Hornlosigkeit konnten hochassoziierte Polymorphismen für Fleckvieh und Holstein Rinder im IFNGR2 Gen in der 1,1 Mb umfassenden Polled-Region gefunden werden. Mit dem SNP (single nucleotide polymorphism) g.1390292G>A im IFNGR2 Gen konnte der erste zuverlässige und intragenische Einzelmarker zum Nachweis der Polled-Genotypen bei Holstein Rindern gefunden werden. Die Homozygotieregion konnte auf 311 kb (1.702.350 bis 2.013.422 bp) auf BTA1 verkleinert werden. Jedoch ist diese Region nicht exklusiv für hornlose Rinder, sondern auch ein Großteil der gehörnten Rinder weist diese homozygote Region mit identischen Haplotypen auf. Diese Homozygotieregion ist somit für taurine Rinderrassen typisch. Die Größe der Polled-Region wurde mittels einer genomweiten Assoziationsstudie und 628.774 genomweit verteilten SNPs an 839 Rindern überprüft. Die höchsten signifikanten Assoziationen ergaben sich für 10 SNPs bei 4,2 bis 4,6 Mb auf BTA1, also etwa 2,5 Mb distal der bisherigen Polled-Region. Die Next- Generation Sequenzierung förderte in dieser Region bei 4,2 Mb auf BTA1 einen bisher nicht bekannten SNP (AC000158:g.4225593C>T) zutage, der signifikant mit Hornlosigkeit assoziiert war, aber nicht perfekt mit den Polled-Genotypen segregierte. In der diesen SNP umgebenden Region befinden sich zahlreiche Gene, die für Keratin-assoziierte-Proteine kodieren, für die ein Einfluss auf das Hornwachstum des Rindes möglich ist. Die Arbeit identifizierte IFNGR2 als das wahrscheinlichste Kandidatengen für den Polled-Locus. Die Amplifikation und Sangersequenzierung aller bekannten Gene und Pseudogene der 1,1 Mb umfassenden Polled-Region an hornlosen Rindern erbrachte keine kausale Mutation für den Polled-Locus. Die Polled-Mutation bleibt somit weiterhin unentdeckt. Ein Genomscan mit 628.774 SNPs führte zu der Schlussfolgerung, dass die Polled-Region auf bis zu 5 Mb proximal auf BTA1 zu erweitern ist. Es ist anzunehmen, dass entweder die Polled-Mutation weiter distal der bisher angenommenen 1,1 Mb-Polled- Region liegt und möglicherweise Rearrangements von kleineren chromosomalen Segmenten bei hornlosen Rindern in der erweiterten Polled-Region die Ursache darstellen, warum die kausale Polled-Mutation so schwer zu finden ist.
Publications
- (2012): Mit Hornlosigkeit beim Rind assoziierte Polymorphismen. Vortragstagung der DGfZ und GfT in Halle/Saale 12.-13.09.2012
Glatzer, S., Dierks, C., Mömke, S., Pommerien, N., Wöhlke, A., Distl, O.
- (2013): A Single Nucleotide Polymorphism within the Interferon Gamma Receptor 2 Gene Perfectly Coincides with Polledness in Holstein Cattle. PLoS One 8, e67992
Glatzer, S., Merten, N.J., Dierks, C., Wöhlke, A., Philipp, U., Distl, O.
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0067992) - (2013): SNP im IFNGR2-Gen ermöglicht eindeutige Trennung der Polled-Genotypen beim Holstein-Rind. Vortragstagung der DGfZ und GfT in Göttingen, 04.-05.09.2013
Glatzer, S., Dierks, C., Distl, O.
- (2015) Segregation of the hereditary thrombopathia-associated polymorphism in polled German Fleckvieh cattle. Anim Genet. 46(5): 584-585
Zerbin, I., Metzger, J., Dierks, C., Distl, O.
(See online at https://doi.org/10.1111/age.12322)
