Genetische Maßarbeit für die wichtigste Milchrindrasse

In Deutschland mit mehr als 1,8 Millionen registrierten Tieren werden seit dem Ende des 19. Jahrhunderts Holsteinrinder nach verschiedenen Merkmalsaus-prägungen gezüchtet. Die Erfolge der Züchtung hängen allerdings davon ab, wie stark eine Merkmalsausprägung erblich bedingt ist. Beispielweise hat die Langlebigkeit eines Rindes im Gegensatz zur erbrachten Milchmenge eine geringe Erblichkeit, was eine Verbesserung der Nutzungsdauer durch traditionelle Züchtung langwierig macht. Seit mehr als einem Jahrzehnt sind molekulare Marker aus der Tierzüchtung nun nicht mehr wegzudenken.

Molekulare Marker beschleunigen Zuchterfolg

Bei der modernen Tierzüchtung durch genomische Selektion werden die Elterntiere anhand ihrer Ausprägung an molekularen Markern für die Züchtung ausgewählt. Das hat Züchtungsstrategien beeinflusst und Zuchterfolge beschleunigt. Für die genomische Selektion ist es notwendig, den Zustand der molekularen Marker über das gesamte Genom und für so viele Tiere wie möglich zu erfassen. Das liefert etwa 50.000 Informationen pro Tier. Im Laufe der Jahre haben sich somit enorme Datenmengen angesammelt.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des FBN haben nun mit Unterstützung von Norddeutschlands Milchrindzüchtern, dem Förderverein Bioökonomie-forschung e.V., Bonn und dem größten IT-Dienstleister für Tierhaltung und Tierzucht „Vereinigte Informationssysteme Tierhaltung w.V. (VIT)“ in Verden diese Daten einheitlich zusammengeführt und ausgewertet. Die Milchrind-population besteht aus großen, väterlichen Halbgeschwisterfamilien, was auf die intensive künstliche Besamung zurückgeht. Diese Familienstrukturen liefern Informationen darüber, wie die standardmäßig erfassten Marker miteinander in Verbindung stehen. Diese Erkenntnisse haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom FBN-Institut für Genetik und Biometrie als genetische Karte zusammengefasst.

Neue Methoden für die genomische Selektion

„Eine genetische Karte gibt an, wie weit molekulare Marker voneinander entfernt sind – nicht in einer physischen Maßeinheit wie bei einem Lineal, sondern in einer genetischen Einheit. Diese genetische Maßeinheit ist für Züchterinnen und Züchter wichtig, weil sie mit der Wahrscheinlichkeit zusammenhängt, dass molekulare Varianten gemeinsam vom Elternteil auf den Nachkommen übertragen werden“, erläutert Studienleiterin Dr. Dörte Wittenburg. „Mit unseren Ergebnissen kann nun die Entwicklung neuartiger Methoden für die genomische Selektion vorangetrieben werden“, so Wittenburg. „Nicht nur am FBN, sondern weltweit werden Methoden erforscht, um die ‚Spitzenvererber‘ identifizieren zu können. Wir suchen nach den Elterntieren, die eine außergewöhnlich hohe Chance haben, Nachkommen mit extrem guter Merkmalsausprägung hervorzubringen. Für die Berechnung braucht man die genetischen Abstände zwischen den molekularen Markern. Nur so können wir Merkmale wie die Langlebigkeit mit Erfolg vorantreiben.“

Die Studienergebnisse wurden in dem Online-Journal Genetics Selection Evolution veröffentlicht, das sich mit genetischen Fragestellungen von Haus- und Nutztieren beschäftigt. Das Forschungsprojekt mit einer Laufzeit von drei Jahren wird vomBundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. In der Abteilung „Statistische Methoden in der Genomik“ werden mathematische Methoden zur Auswertung von Leistungs- oder Gesundheitsmerkmalen, bei denen der erbliche Einfluss nachweislich eine Rolle spielt, entwickelt. Genetische Marker, die über sämtliche Chromosomen verteilt sind, übernehmen dabei eine Schlüsselrolle. Sie sind einfach mit biotechnologischen Verfahren messbar und wirkungsvoll mit mathematischen Methoden einsetzbar.