Paren van reu x dochter genetische diversiteit

Transcriptie

1 Paren van reu x dochter genetische diversiteit Janssens S, Wijnrocx K., Buys N. Livestock Genetics, KU Leuven, België

2 Reu x dochter en meer Broer x zus Halfbroer x halfzus Kleindochter x grootvader Inteeltgraad = 0.31 of 31% (volledige pedigree = 0.37=37%) 2

3 Inteeltgraad 3

4 Waarom inteelt toepassen? Inteelt is een manier van fokken die mee aan de basis ligt van het ontstaan van rassen Ingeteelde dieren meer fokzuiver Gewenste goede eigenschappen fixeren (enquete Frankrijk: 24% van fokkers heeft plannen om nauwe inteelt te gebruiken) Tegelijk: fixatie niet-gewenste genen Fokzuiverheid, ook als ongunstige effecten Inteeltdepressie Toenemende kans dat bepaalde gebreken tot uiting komen 4

5 Over het DNA van de hond Ongeveer genen (Ostrander & Wayne, 2005) ( zijn ortholoog aan de mens) Schatting: ieder individu draagt 10 tot 30 defecte genen maar in fokonzuivere toestand (we zien het niet maar het is er wel) Bij nauwe inteelt is er veel kans dat nakomelingen fokzuiver zijn voor defecte genen (nu zien we het wel) 5

6 Nauwe inteelt Kan verborgen gebreken zichtbaar maken (afwijkingen, sterfte van pups, ) Soms vermindering van algemene vitaliteit (omgekeerd bastaardeffect) Soms geen probleem Effecten nauwe inteelt zijn niet nauwkeurig te voorspellen voor afzonderlijke paringen, maar met toenemende inteelt verhoogt de kans op problemen 6

7 Inteeltgraad en worpgrootte In 4 van 6 rassen in Frankrijk Leroy et al per 10% inteelt van pups = tot pups geboren Reu x dochter: gemiddelde inteeltgraad van de pups= 25% => tot pups geboren/nest 7

8 Inteeltgraad en levensduur Leroy et al jaar korter

9 Toename van inteelt over generaties Inteeltgraad van een individu is probleem van het individu (en voor fokker en de eigenaar) Verloop van de inteelt in het ras is bepalend voor overleving van het ras Inteelttoename wordt sterk bepaald door de manier van fokken hoe worden fokdieren gekozen, gecombineerd en hoeveel dragen ze bij in de volgende generaties? 9

10 Effectieve grootte en toename van inteelt Toename van inteelt ( F) per generatie is omgekeerd evenredig met effectieve populatiegrootte (N e ) Grote eff. populatie => inteelt stijgt langzaam Kleine eff. populatie => inteelt neemt snel toe

11 Effectieve grootte van een ras = het aantal dieren in een ideale populatie met eenzelfde genetische variatie Bv. invloed van / Totaal aantal dieren(n) Reu Teef N e

12 Wat is er aan de hond in België? o In 2008 waren honden geregistreerd in België (ABIEC/BVIRH) o Jaarlijks: nieuwe honden, waarvan stamboek honden o 4 stamboeken: Koninklijke Maatschappij Sint-Hubertus (KMSH) Vrienden Onder Eén (VOE) Kennel Club Nationaal Verbond van Belgische Kynologen (NVBK) 12

13 o Studie opdracht min. Peeters o Belgische rassen (14) and populaire rassen (9) Genealogische data DNA merker data Pedigree files van KMSH (Koninklijke Maatschappij Sint- Hubertus) Registraties van records 23 rassen Genotyperings data ouderschapscontrole KMSH honden 19 microsatellieten ISAG Canine Panel 7570 records 23 rassen 13

14 Studie genetische diversiteit pedigree KMSH Onderzochte rassen 14

15 Inteelt(F) en gemiddelde verwantschap (MK) Leab Kinship (MK) Mean Kinship (MK) 30,07,0 6,0 25,0 5,0 20,0 15,0 10,0 4,0 3,0 2,0 5,0 1,0 F > MK o Inteelt werd niet vermeden o Pedigree s niet heel diep => mogelijke onderschatting F en MK Er is ruimte voor inteeltbeperking via gerichte paring van dieren 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 1,0 10,0 2,0 3,0 15,0 4,0 20,0 5,025,0 6,0 30,0 7,0 Coefficient of of inbreeding Inbreeding (F) (F) 15

16 Studie in België stamboek KMSH 160,0 140,0 Effective population size (1/2ΔF) 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 Veilige zone Intermediare zone Kritische zone 20,0 0,0 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 (log) total number of individuals in population 16

17 Fokdoelen bijstellen Strategieën: o Veilige zone: Selectie tegen aandoeningen is mogelijk o Intermediare zone: Meer gebalanceerd gebruik van fokdieren beperk verlies aan genetische diversiteit Geen fokuitsluiting afzwakken selectiecriteria o Kritieke zone: Geen selectie! Fokdoel = ras behouden 17

18 Heterozygositeit op DNA niveau 0,750 0,700 0,650 Heterozygosity 0,600 0,550 0,500 0,450 0,400 18

19 Conclusies merkeronderzoek Vastgestelde heterozygositeit (DNA-testen) is meestal lager dan theoretisch verwacht (expected) Dit duidt op inteelt (tekort aan fokonzuivere dieren) in vergelijking met random mating Ontstaan van sub-populaties? Bepaalde kleine rassen geven vreemde resultaten hoge inteelt + te weinig stalen (meer heterozygoten dan verwacht) 19

20 Besluit Voor de onderzochte rassen is er veel verschil qua genetische diversiteit en ook verschil tussen informatie vanuit stamboom- en vanuit DNA-onderzoek Specifieke populatie structuur Beperkte pedigree informatie Vorming subpopulaties, bottlenecks Strategie uitwerken per ras waarbij balans gezocht wordt tussen: Selectie tegen ziekte (fokwaardeschatting) Behoud van diversiteit (optimale genetische bijdrage) Reu Advies Programma onderzoeksbeurs gesteund door IWT Vlaanderen 20

21 Dankbetuiging KMSH voor aanleveren data IWT voor funding 21

22 Reu x dochter en meer Nauwe inteelt = hoge inteeltgraad (31% voor dier ) Deze reu is voor ongeveer 1/3 van zijn erfelijk materiaal fokzuiver en fokkers willen dat rashonden fokzuiver zijn 22

23 Inteeltgraad = kans dat een nakomeling dezelfde versie van een gen ontvangt van zowel vader als moeder en deze versie is afkomstig van de gemeenschappelijke voorouder = per generatie is de kans op doorgeven 0.5 Nauw verwante reu en teef = gemeenschappelijke voorouder kortbij = hogere inteeltgraad 23

24 IV. CONCLUSION In practice: o If good pedigree information Actual management of breeds possible Eg. optimal contribution selection (1,2) o Molecular markers Different approach Further investigation! (1) Meuwissen, T.H.E. (1997). Maximizing the response of selection with predefined rate of inbreeding. J. Anim. Sci., 75: (2) Grundy, B. Villanueva B, Woolliams, JA. (1990). Dynamic selection procedures for constrained inbreeding and their consequences for pedigree development. Genet. Res., 72 :

25 III. RESULTS & DISCUSSION Heterozygote deficit (F IS ) per population F IS significantly NEGATIVE H o > H e = excess of heterozygotes Australian Shepherd, Laekenois Shepherd, Petit Brabançon, Bichon Frisé & Continental Toy Spaniel Limited population size? Bottlenecks Sampling effect? F IS significantly POSITIVE H o < H e = deficit of heterozygotes Malinois Shepherd, Tervueren Shepherd, Border Collie, Bouvier des Flandres, German Shepherd, Boxer, Labrador Retriever, Cavalier King Charles spaniel Inbreeding? Presence of subpopulation structure (Wahlund effect) 25

26 III. RESULTS & DISCUSSION 26

27 II. MATERIALS AND METHODS Numbers of dogs Pedigree analysis Registered dogs 27 Microsatellite analysis - Total number Bouvier des Ardennes Australian Shepherd Groenendael Shepherd Laekenois Shepherd Malinois Shepherd Tervueren shepherd Border Collie Bouvier des Flandres German shepherd Schipperke Boxer Rottweiler Bloodhound Irish setter Golden retriever Labrador retriever Small Brabant griffon Cavalier King Charles spaniel Belgian griffon Brussels griffon Bichon Frisé Continental toy spaniel (var. Papillon) Continental toy spaniel (var. Phalène) 207 6

28 CGE N total N inbred F (inbred animals) F (all animals) M. Kinship (MK) Bouvier des Ardennes Australian shepherd Groenendaeler Laekenois shepherd Malinois shepherd Tervueren shepherd Border Collie Bouvier des Flandres German shepherd Schipperke Boxer Rottweiler Sint-hubertus dog Irish setter Golden retriever Labrador retriever Small Brabant Griffon Cavalier King Charles spaniel Belgian Griffon Brussels Griffon Belgian+Brussels Griffon Bichon frise Continental toy spaniel (var. Papillon) Continental toy spaniel (var. Phalène) Papillon + Phalène

29 n H o SE H e SE F is SE Ar SE #allel sampl Bouvier des Ardennes Australian shepherd Groenendael shepherd Laekenois shepherd Malinois shepherd Tervueren shepherd Border Collie Bouvier des Flandres German shepherd Schipperke Boxer Rottweiler Bloodhound Irish setter Golden retriever Labrador retriever Small Brabant Griffon Cavalier King Charles spaniel Belgian Griffon Brussels Griffon Belgian+Brussels Griffon Belg.+Bruss.+ Brab. Griffon Bichon frisé Cont.Toy Spaniel (Papillon) Cont.Toy Spaniel (Phalène) Papillon + Phalène SE

30 III. RESULTS & DISCUSSION 180,0 Effective population size (1/2ΔF) 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Safe zone Intermediate zone Critical zone 0,0 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 (log) total number of individuals in population Belgian + Brussels Griffon Brussels Griffon Belgian Griffon Small Brabant Griffon Ardennes Cattle Dog Flanders Cattle Dog Groenendael Shepherd Tervueren Shepherd Malinois Shepherd Laekenois Shepherd Bloodhound Bichon Frisé Continental Toy Spaniel Continental Toy Spaniel var. Papillon Continental Toy Spaniel var. Phalène Schipperke Labrador Retriever Golden Retriever Border Collie German Shepherd Australian Shepherd Boxer Cavalier King Charles Spaniel Irish Setter Rottweiler 30