Molekulargenetische Charakterisierung von Genen und Chromosomenabschnitten im Zusammenhang mit Verhalten bei Kälbern der Rassen Dt. Angus und Dt. Fleckvieh

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung von Chromsomenabschnitten und Polymorphismen in Kandidatengenen, die einen Einfluss auf das Verhalten von Kälbern der Mutterkuhrassen Dt. Angus (DA) und Dt. Fleckvieh (FV) haben. Die einbezogenen Kälber stammen aus vier Jahrgängen des Lehr- und Versuchsbetriebes Rudlos. Insgesamt handelte es sich um 417 Kälber der Rasse FV und 545 Kälber der Rasse DA. Diese wurden drei Verhaltens¬tests unterzogen und dabei vier Sores vergeben (Min2AT im Anbindetest, SCEINWT bei Eintritt in die Waage, SCWGWT während des Wiegens, ScAST im Separier- und Rückhaltetest). FV-Kälber zeigten im Vergleich zu den DA-Kälbern ein unruhigeres Verhalten.Für die Auswahl der Kandidatengene wurden funktionelle Merkmale herangezogen und vier Gene (Cholecystokininrezeptor B (CCKBR) - Gen, Dopaminrezeptor D4 (DRD4) - Gen, Monoaminoxidase A (MAOA) - Gen und das Serotonintransporter (SERT) - Gen) ausge¬wählt. In diesen Genen wurden bestimmte Abschnitte (CCKBR: Ex III - Ex IV und 3 UTR; DRD4: Intron 1 - ExII; MAOA: Ex XIV - Ex XV; SERT: Intron 13 und 5 UTR), amplifiziert und mit Sequenzierung analysiert. Insgesamt konnten fünf Nukleotidaustausche detektiert werden. Für die Typisierung dieser wurden PCR-RFLP- bzw. Tetra-Primer ARMS-PCR-Analysen etabliert und die Kälber genotypisiert. Die Assoziationsanalyse erfolgte mit Chi2-Test und den Extremwerten sowie mittels Varianzanalysen, wobei mit beiden Analysen unterschiedliche Signifikanzen detektiert wurden. Unter Kombination beider Ergebnisse sind der SNP im SERT (Einfluss auf Min2AT bei FV mit p = 0,0131) und im DRD4 (Effekt auf ScAST bei DA mit p = 0,0376 und Min2AT bei FV mit p = 0,0384) mit dem Verhalten der Kälber im Zusammenhang zu sehen. In einem weiteren Teil der Arbeit wurden Mikrosatelliten auf BTA1 (BMS1928, DIK634, BMS574, BMS4020 und DIK4957) und BTA29 (BMS1857, BMS764, BMS1787, ILSTS089, MNB-127, MNB-145, MNB-109, OarHH22, BMC1206, ILSTS081, BMS1948, DIK4499, DIK5057 und MNB-101) analysiert und QTL-Analysen zu den Verhaltensscores berechnet. Hier zeigte sich ein putativer QTL auf BTA29 bei BMS764 in der Rasse Dt. Angus für SCEINWT. Im Rahmen einer Varianzanalyse mit den Mikrosatelliten auf BTA1 konnte ein Einfluss auf SCWGWT von BMS1928 (Allel 169) bei FV und von BMS574 (Allel 153) bei DA festgestellt werden. Dieses Allel hat ebenso einen Effekt auf ScAST bei FV. Das Gen des Dopaminrezeptors D4 wurde mit 14 Mikrosatelliten auf BTA29 in beiden Rassen im distalen Abschnitt des Chromosomes bei MNB-101 genetisch kartiert. The aim of this study was the identification of sections of chromosomes and polymorphisms in genes, which influence the behaviour of calves. The included examined calves in the study were German Simmental (GS) and German Angus (GA) born in four consecutive years at the research station Rudlos. They were behaviour tested in three different testsituations with four scores (Min2AT in tetheringtest, SCEINWT while entering the scale, SCWGWT while weighing and score ScAST for separation- and restrainttest). All together 417 German Simmental and 545 German Angus calves were used in this study. In the behaviour tests the GS were more difficult to handle than the GA. The candidate genes were selected according to functional characteristics und four genes (cholecystokininreceptor B (CCKBR) - gene, dopamine receptor D4 (DRD4) - gene, monoamine oxidase A (MAOA) - gene and the serotonintransporter (SERT) - gene) were decided which had been analyzed. Different regions in these genes (CCKBR: Ex III - Ex IV und 3 UTR; DRD4: Intron 1 - ExII; MAOA: Ex XIV - Ex XV; SERT: Intron 13 und 5 UTR) were amplified and sequenced. A total of five nucleotide substitutions were identified. The genotyping of the calves was done with especially developed PCR-RFLP- or tetra-primer ARMS-PCR-analysis. Association studies between genotypes and behaviour scores were arranged with a chi-square test on the one hand and variance analysis on the other hand. Both analyses resulted in different outcomes. In conclusion of the outcomes the SNP in SERT (influence on Min2AT/FV with p = 0,0131) and the SNP in DRD4 (influence on ScAST/DA with p = 0,0376 and Min2AT/FV with p = 0,0384) could be supposed to affect the behaviour of the calves.Different microsatellites on BTA1 (BMS1928, DIK634, BMS574, BMS4020 and DIK4957) and BTA29 (BMS1857, BMS764, BMS1787, ILSTS089, MNB-127, MNB-145, MNB-109, OarHH22, BMC1206, ILSTS081, BMS1948, DIK4499, DIK5057 and MNB-101) were analysed and QTL-studies were calculated. On BTA29 a putative QTL near microsatellit BMS764 was detected, influencing SCEINWT in German Angus. With the microsatellites on BTA1 a variance analysis was done. The score SCWGWT was affected by BMS1928 (allel 169) in German Simmental and BMS574 (allel 153) in German Angus. These allel also influences ScAST in German Simmental.The gene of the dopamine receptor D4 was mapped in this study with the 14 microsatellites on BTA29 in the distal telomeric region near MNB-101 in both breeds.