Genomische Charakterisierung von Anpassung und alter Introgression bei einheimischen europäischen Rindern

• Antragsteller: Dr. Maulik Upadhyay, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 526367023

Über 1000 Rinderrassen sind weltweit anerkannt und zeigen einen großen und wertvollen Pool an genetischer Vielfalt. Diese Vielfalt ist auf Rassen zweier verschiedener (Unter-)Arten verteilt: Asiatisches Zebu/Indikin (Bos indicus) und Taurin (Bos taurus). Ihre Abstammungen trennten sich vor ~200.000 Jahren und entwickelten sich in unterschiedlichen Umgebungen: Das Taurinrind im gemäßigten Europa und das Indikinrind im tropischen Südasien. Jüngste Studien haben bei vielen südosteuropäischen (SSE) Taurinrassen entlang der Route von Anatolien zu den Alpen einen Anteil ≤10% indiciner Abstammung festgestellt. Eine Studie alter Rindergenome, die verschiedene Zeiträume repräsentieren, deutet darauf hin, dass vor ~4.100 Jahren Zebu-Vorfahren in die nahöstliche Taurin-Linie eingeführt wurden. Es ist jedoch nicht bekannt, ob die Quelle der Zebu-Abstammung in den SEE-Taurinern dieselbe ist, die in den alten Rindergenomen der nahöstlichen Tauriner identifiziert wurde. Auch ist der Beitrag der Zebu-Komponente zur adaptiven Fitness der südosteuropäischen Taurin-Rinder ebenfalls nicht gut untersucht. Die südosteuropäischen Rinderrassen sind an ein breites Spektrum von Ernährungsbedingungen und Umgebungen angepasst, von semiariden bis hin zu alpinen Gebieten. Im Vergleich zu kommerziellen Rassen wie Holstein-Friesian weisen sie eine höhere genetische Vielfalt, Fruchtbarkeit, Resistenz gegen parasitäre Krankheiten und einen wertvollen Genpool auf. Dieser kann für eine nachhaltige Tierzucht angesichts des Klimawandels und Stress-Produktionsanforderungen genutzt werden. Wir hypothetisieren, dass ein Teil des Genpools dieser Rinderrassen aus indicinischer und afrikanischer Abstammung besteht, was einen adaptiven Vorteil darstellt. Der Mangel an Ganzgenomdaten dieser Rinder war jedoch ein großes Hindernis bei der detaillierten Charakterisierung der Zebu-Abstammung. Daher werden in diesem Projekt die Genome alter Rinder aus Griechenland sowie die Genome moderner Rinderrassen aus Südosteuropa, Italien und Spanien sequenziert. Durch die Anwendung modernster graphgenombasierter Ansätze auf diese Genome zielt dieses Projekt darauf ab, die genomischen Segmente und allelischen Varianten zu charakterisieren, die für die Anpassung dieser lokalen europäischen Rinderrassen verantwortlich sind. Darüber hinaus wird dieses Projekt durch die Analyse von ~750 neu sequenzierten und öffentlich zugänglichen Ganzgenomsequenzen (~650 moderne und ~100 alte Rinder) die demografischen Prozesse, einschließlich der Introgression von Zebu und afrikanischem Taurin, die zur Anpassungsfähigkeit der lokalen europäischen Rinder beigetragen haben, eingehend charakterisieren. Die Ergebnisse dieses Projekts werden nicht nur einen wichtigen Beitrag zur nachhaltigen Tierzucht leisten, sondern auch unser Verständnis dafür verbessern, wie vergangene Prozesse wie Klimaveränderungen, Migration und alte Tierhaltungspraktiken den Genpool der modernen europäischen Rinderrassen geformt haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen