Analyse von QTLs, Kandidatengenen und beteiligten Faktoren für die Empfindlichkeit/Resistenz gegenüber Sarcocystis miescheriana beim Schwein
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Sarcocystis miescheriana wurde als Modell für die Resistenz gegenüber einer protozoischen Parasitose des Schweins verwendet. Hochsignifikante Resistenzunterschiede zwischen Meishan- und Pietrain-Schweinen ergaben sich aus Vorversuchen. Von besonderer Relevanz waren Unterschiede in klinischen und klinisch-chemischen Merkmalen während der akuten und chronischen Stadien der Erkrankung, die Antikörperproduktion sowie die Anzahl enzystierter Bradyzoiten je Gramm Muskulatur zum Versuchsende. An 139 F2-Schweinen einer Meishan-Pietrain-Familie wurden phänotypische und genotypische Merkmale erhoben. Der Phänotyp wurde anhand von 4 klinischen, 23 hämatologischen und 9 klinisch-chemischen Merkmalen sowie von 4 Antikörperspiegeln und 2 Bradyzoitenauszählungen charakterisisert, ergänzt um 20 immunologische Merkmale. Die klinischen Merkmale wurden zu 21 Zeitpunkten, die hämatologischen und klinischchemischen Merkmale zu 4 Zeitpunkten, die Antikörperspiegel zu 5 Zeitpunkten erfasst. Hieraus ergibt sich ein Umfang von 280 Merkmalen je Tier. Alle Merkmale (Ausnahme Zahl der Bradyzoiten) wurden sowohl vor der Infektion, als auch während der akuten und der chronischen Phase der Sarkozystose erfasst. Die Ergebnisse erlaubten damit nicht nur eine detaillierte Aussage zur Sarkozystose, sondern auch zu Variabilität der erhobenen Merkmale unter physiologischen Bedingungen. Die Genotypen wurden anhand von 101 Mikrosatelliten, gleichmäßig verteilt auf allen Autosomen und dem X-Chromosom, charakterisiert. Die einzelnen Merkmale zeigten unterschiedliche Rentabilitäten. Insbesondere die zum Versuchsende realisierte Bradyzoitenzahl je g Muskulatur, der Antikörperresponse und einige klinische und klinisch-chemische Merkmale waren hoch erblich. Für die untersuchten Merkmale wurden 104 chromosomweit signifikante und 22 genomweit signifikante QTLs kartiert. Die herausragenden QTLs zeigten F-Werte zwischen 15 und 20 (p < 0,001) und erklärten jeder für sich zwischen 20 und 30% der phänotypisehen Varianz der F2-Tiere. Für die beiden prominentesten QTLs (Bradyzoitenzahl zum Versuchsende und Antikörperspiegel), aber auch für QTLs klinischer und klinisch-chemischer Merkmale (z.B. Körpertemperatur, Laktat, CK, AST) konnte ein logischer Zusammenhang zwischen deren Position und physiologischen Kandidatengenen hergestellt werden (z.B. Bradyzoiten : MHC; IgG2 : IgG-heavy chain cluster; Laktatspiegel : Laktatdehydrogenase; Körpertemperatur : IL- Cluster). Die erarbeiteten Ergebnisse belegen in eindrücklicher Weise, dass auch Merkmale der Krankheitsresistenz unter der Kontrolle herausragender Resistenzgenorte stehen können, deren Effekte mit denen von Genorten mit Assoziation zu Produktionsmerkmalen (z.B. IGF 2) vergleichbar sind. Der enge logische Zusammenhang zwischen den aufgezeigten QTLs und einigen ausgewählten Kandidatengenen zeigt die enormen Möglichkeiten der QTL-Analyse zur Fokussierung vom Gesamtgenom auf wenige Kandidatengenclustern, aus der sich realistische Chancen zur Aufklärung der molekularen Basis der Krankheitsresistenzmechanismen ableiten lassen. Die aufgezeigten Kandidatengene sollten Gegenstand von Folgeuntersuchungen werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2003: Genomweite QTL-Kartierung für Effekte der Krankheitsresistenz beim Schwein. Vortrag vor dem Graduiertenkolleg Molekulare Veterinärmedizin, Gießen, 30.5.2003
Reiner, G.
- 2003: Molekulare Veterinärmedizin: neue Ansätze zur Bekämpfung von Schweinekrankheiten. Vortrag vor dem Arbeitskreis Tiergarten für Schweinegesundheit; Hannover, 1.-3.5.2003
Reiner, G.
- 2003: Untersuchungen zur Natürlichen Krankheitsresistenz beim Schwein. Vortrag beim Boehringer-Universitätsdialog, Hannover, 30.9.-1.10.03
Reiner, G.
- 2004: Characterisation of susceptibility/resistance against Sarcocystis miescheriana in swine by phenotypic and genotypic variation of clinical and clinical-chemical traits in a F2-model. Deutsche Gesellschaft für Parasitologie, 21th Annual Meeting, 17.-20.03.04, Würzburg. Int. J. Med. Microbiol. 293, S38, 68
Hepp, S., Hertrampf, B., Daugschies, A., Mackenstedt, U., Zahner, H,. Reiner, G.
- 2004: F2-families from european and Chinese breeds as suitable model for the mapping of disease resistance in swine. International Congress of the International Society for Animal Hygiene, Saint-Malo, 11.-13.11.04
Reiner, G., Hertrampf, B.
- 2004: Untersuchungen zur Krankheitsresistenz beim Schwein. Vortrag Gemeinsames Seminar Institut für Tierzucht und Haustiergenetik JLU Gießen. 8.12.04, Gießen.
Reiner, G.
- 2005: Genetische Krankheitsresistenz beim Schwein - Modelle, Forschung und Praxisanwendung. Lohmann Informationen 1, 25-32
Reiner, G.
- 2006. Genetische Krankheitsresistenz beim Schwein: Potenzial, Entwicklungsstand und Anwendung. AfT Herbstsymposium Gesunde Schweine - sichere Lebensmittel. München, 06.10.2006
Reiner, G.
- 2006: Genetic variation of clinical chemical traits in the pig.. Proceedings of the 19th Congress of the International Pig Veterinary Society, 16.-19.07.06, Kopenhagen, p 407
Reiner, G., Holweger, K., Hepp, S., Hertrampf, B.
- 2006: Genetisch determinierte Varianzanteile klinischchemischer Laborparameter beim Schwein. Tierärztl. Prax., 34 (G), 40-49
Reiner, G., S. Hepp, B. Hertrampf
- 2006: Genetische Krankheitsresistenz beim Schwein. Vortrag vor dem Graduiertenkolleg Molekulare Veterinärmedizin der JLU Gießen, den 12.05.2006
Reiner, G.
- 2006: Heritability of haematological traits in swine. Proceedings of the 19th Congress of the International Pig Veterinary Society, 16.-19.07.06, Kopenhagen, p 408
Reiner, G., Hepp, S., Hertrampf, B., Holweger, K.
- 2006: Investigations on the genetic basis of resistance/susceptibility to sarcocystosis in swine. Proceedings of the 19th Congress of the International Pig Veterinary Society, 16.-19.07.06, Kopenhagen, p 409
Reiner, G., Hepp, S., Berge, T., Fischer, R., Hertrampf, B., Willems, H., Zahner, H., Mackenstedt, U., Daugschies, A.
- 2006: Krankheitsdisposition und Resistenz beim Schwein. Vortrag für das Wahlpflichtfach Schweinekrankheiten, Universität Leipzig, 22.05.2006
Reiner, G.
- 2006: Krankheitsresistenz. In: Heinritzi, Gindele, Reiner, Schnurrbusch (eds): Schweinekrankheiten. Ulmer Verlag, Stuttgart
Reiner, G.
- 2006: Sarcocystis miescheriana-Resistenz beim Schwein: von Rasseunterschieden zum QTL. Tagung der DVG, Fachgruppe Parasitologie und parasitäre Krankheiten - „Diagnostik, Epidemiologie und Bekämpfung von Parasitosen bei Nutz-, Haus- und Heimtieren". Wetzlar, 7.-9.06.2006
G. Reiner, S. Hepp, B. Hertrampf, D. Kliemt, U. Mackenstedt, A. Daugschies, H. Zahner
- 2006: Untersuchungen zur Krankheitsresistenz beim Schwein. Universitätsdialog Hannover, 12. 10.2006
Reiner, G.
- 2006:Genetische Krankheitsresistenz beim Schwein. Großtierpraxis 7, 94-103
Reiner, G.
- 2007: Mapping of quantitative trait loci for resistance/susceptibility to Sarcocystis miescheriana in swine. Genomics 89, 638-646
Reiner, G., Willems, H., Berge, T., Fischer, R., Köhler, F., Hepp, S., Hertrampf, B., Kliemt, D., Daugschies, A., Zahner, H., Geldermann, H., Mackenstedt, U.
- 2007: Quantitative Trait Loci (QTL) als Erklärung für genetische Resistenzunterschiede hinsichtlich Sarcocystis miescheriana beim Schwein. 27. DVG-Tagung, Berlin, April 2007
Reiner, G., Hepp, S., Berge, T., Fischer, R., Köhler, F., Hertrampf, B., Kliemt, D., Mackenstedt, U., Daugschies, A., Willems, H., Zahner, H.
- 2007: Quantitative Trait Loci (QTL) für die Resistenz gegen Sarcocystis miescheriana beim Schwein. DVG-Kongress, Celle, Juni 2007
Reiner, G., S. Hepp, T. Berge, R. Fischer, F. Köhler, B. Hertrampf, D. Kliemt, U. Mackenstedt, A. Daugschies, H. Willems, H. Zahner
- 2007: Quantitative Trait Loci (QTL): Einblicke in die Architektur des Roten Blutbildes beim Schwein. 27. DVG-Kongress, Berlin, April 2007
Fischer, R., Hepp, S., Berge, T., Köhler, F., Hertrampf, B., Zahner, H., Willems, H., Reiner, G.
