Beziehungen zwischen Prionprotein-Genotypen und Leistungsmerkmalen bei verschiedenen Schafrassen

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand darin, einerseits das Auftreten und die Frequenzen der PrP-Haplotypen und PrP-Genotypen bei bedeutenden Schafrassen in Hessen zu untersuchen und andererseits festzustellen, ob zwischen dem TSE Resistenz vermittelnden PrP-Haplotyp ARR und verschiedenen, aus ökonomischer Sicht bedeutenden Leistungs- sowie Fruchtbarkeitsparametern Assoziationen bestehen, die bei einer Zucht auf TSE resistente Schafe, gesetzlich verankert in der TSE Resistenzzuchtverordnung vom 17. Oktober 2005, zu berücksichtigen sind. Für die Berechnung der PrP-Haplotyp- und PrP-Genotypfrequenzen standen insgesamt 5048 Herdbuchtiere und deren Lämmer aus zwölf Rassen zur Verfügung. Dazu wurden 4426 Tiere nach DNA-Extraktion aus Vollblut an den Positionen 136, 154 und 171 des ovinen Prionproteins mit Hilfe der PCR-RFLP-Methodik genotypisiert. Darüber hinaus wurden die Leistungsdaten der Herdbuchtiere für Assoziationsstudien vom Hessischen Verband für Schafzucht und Schafhaltung e. V. zur Verfügung gestellt. Für die Rassen Coburger Fuchsschaf, Rhönschaf, Schwarzköpfiges Fleischschaf, Suffolk, Texel, Graue Gehörnte Heidschnucke, Merinolandschaf, Weißes Ostfriesisches Milchschaf und Shropshire wurde der Einfluss der PrP-Klassen ARR/ARR, ARR/XXX, XXX/XXX sowie einer Vergleichsgruppe bestehend aus Tieren derselben Betriebe jedoch unbekannter PrP-Genotypzusammensetzung (n. g.) auf die Bonitierungsmerkmale Wolle, Exterieur und Bemuskelung und die Fruchtbarkeitsmerkmale frühes und spätes Erstlammalter, durchschnittliche Zwischenlammzeit, Zahl der gesamt geborenen, verendeten und aufgezogenen Lämmer je Lammung und Aufzuchtziffer je Lammung untersucht. Innerhalb der Merinolandschafe und Rhönschafe von der Lehr- und Forschungsstation Oberer Hardthof wurde der Effekt der PrP-Klasse des Muttertieres und des Lammes selbst auf die durchschnittlichen Geburtsgewichte der Lämmer betrachtet. Für Bocklämmer der Rasse Merinolandschaf wurde die PrP-Klasse in Beziehung zu Ergebnissen der Mastleistung und der Schlachtkörperqualität gesetzt. Zwischen den Rassen zeigten sich sowohl hinsichtlich des PrP-Haplotypvorkommens wie auch hinsichtlich der Frequenzen der einzelnen PrP-Haplotypen und PrP-Genotypen große Unterschiede. Die Rassen Texel und Rhönschaf zeichneten sich durch das Auftreten aller fünf PrP-Haplotypen aus, innerhalb der Texelschafe konnten elf, innerhalb der Rhönschafe zehn PrP-Genotypen nachgewiesen werden. In der Rasse Kamerunschaf wurde der PrP-Haplotyp ARQ zu 100 % festgestellt. Die Frequenz des ARR-Haplotyps reichte von 0 % bei den Kamerunschafen bis zu 80,4 % bei den Dorperschafen. Für die Rassen Dorper, Schwarzköpfiges Fleischschaf, Rhönschaf, Suffolk und Texel betrug die Frequenz des züchterisch erwünschten ARR-Haplotyps über 50 %. Mit einer Häufigkeit von 10,9 % wurde der Haplotyp VRQ in der Rasse Scottish Blackface bestätigt. Innerhalb der einzelnen Rassen konnte bei Tieren bekannten PrP-Genotyps nur für Coburger Fuchsschafe eine signifikante Beeinflussung des frühen Erstlammalters und für Shropshire ein signifikanter Einfluss auf die Zahl der verendeten Lämmer und die Aufzuchtziffer je Lammung ermittelt werden, wobei Tiere ohne Kopie des ARR-Haplotyps (XXX/XXX) im Gegensatz zu mischerbig ARR tragenden Tieren (ARR/XXX) signifikant bessere Ergebnisse erzielten. Des Weiteren erreichten Bocklämmer der Rasse Merinolandschaf mit einer Kopie des ARR-Haplotyps (ARR/XXX) hinsichtlich des Speckmaßes B und der Lendenlänge signifikant bessere Leistungen als Tiere ohne ARR-Haplotyp (XXX/XXX). Anhand der Ergebnisse kann die Aussage getroffen werden, dass für die untersuchten Schafrassen keine negativen Auswirkungen auf die in die Untersuchung einbezogenen, wirtschaftlich bedeutenden Parameter bei einer Zucht auf TSE Resistenz zu erwarten sind. Selbst für Schafrassen mit niedriger ARR-Frequenz stellten sich keine negativen Assoziationen des ARR-Haplotyps zu den Leistungsmerkmalen dar, geringfügig niedrigere Leistungen von ARR Trägern können durch Anpaarung an leistungsstarke Tiere ohne ARR-Haplotyp ausgeglichen werden. The aims of the present study were on the one hand to determine the incidence and the frequencies of the PrP haplotypes and of the PrP genotypes in important sheep breeds in Hesse and on the other hand to analyze if there exist associations between the PrP haplotype ARR and various economically important production and reproduction traits. The national TSE breeding regulation based on 17th October 2005 requires a selection towards the ARR haplotype that confers resistance towards TSE. A total of 5048 herd book sheep and their progeny of twelve sheep breeds were available to the PrP haplotype and PrP genotype frequencies. Following DNA extraction 4426 animals were genotyped on the positions 136, 154 and 171 of the ovine PrP using the PCR-RFLP method. Furthermore, information about production and reproduction traits of the herd book sheep were provided by the sheep breeding organisation from Hesse. The effect of the PrP classes ARR/ARR, ARR/XXX, XXX/XXX and of a group of unknown PrP genotype (n. g.) on the scores for wool quality, exterior and muscle mass and on the reproduction traits age at early and late first lambing, average lambing interval, number of lambs born, dead and weaned at each lambing and rearing rate at each lambing was examined in Coburg Fox sheep, Rhoen sheep, German Blackheaded Mutton sheep, Suffolk, Texel, Gray Horned Heath, Merino Land sheep, White East Friesian Milk sheep and Shropshire. For lambs of the Merino Land and Rhoen sheep kept on the Lehr- und Forschungsstation Oberer Hardthof the influence of the PrP genotype class of the ewe and of the lamb itself on the birth weight was evaluated. Furthermore it was determined if associations between growth and carcass traits of station tested male Merino Land sheep lambs and the PrP classes exist. The frequencies of the PrP allele and PrP genotypes varied between the breeds. In the breeds Texel and Rhoen sheep all five PrP haplotypes were determined, in the Texel and the Rhoen sheep population eleven and ten PrP genotypes respectively were found. The PrP haplotype ARQ was observed with 100 % in Kamerun sheep. The frequencies of the ARR haplotype ranged from 0 % in the Kamerun sheep to 80,4 % in the Dorper breed. The breeds Dorper, German Blackheaded Mutton sheep, Rhoen sheep, Suffolk and Texel showed a frequency of the ARR allele of more than 50 %. With a frequency of 10,9 % the haplotype VRQ was found in the breed Scottish Blackface. Within the breeds a significant influence of the PrP class of animals with known PrP genotype could only be seen in Coburg Fox sheep on the age at first early lambing and in Shropshire on the number of lambs dead and on the rearing rate at each lambing. Animals with no copy of the ARR haplotype (XXX/XXX) achieved better results than animals that were heterozygous for the ARR haplotype (ARR/XXX). Male lambs of the breed Merino Land sheep with a copy of the ARR haplotype (ARR/XXX) showed significant lower back fat thickness and significant longer loins than lambs without the desired haplotype (XXX/XXX). The present data indicate for the examined breeds that breeding to resistance to TSE will not lead to negative effects on the investigated economically important traits. Even in breeds with a low frequency of the ARR haplotype no negative associations of the ARR haplotype on production and reproduction traits are found. Marginally lower performances of animals with a copy of the ARR haplotype can be compensated by selective mating with animals that represent outstanding breeding values but do not have a copy of the ARR haplotype.