Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuchtprogramm nach Genprofil: DNA-Analysen helfen, Tierkrankheiten zu verhindern

20.12.2012
Brauner Rücken, weißer Kopf und weiße Schwanzspitze – das Fleckvieh ist ein bayerisches Wahrzeichen.

Die gescheckten Rinder werden für ihre Milchleistung und Fleischqualität auch in Afrika und Südamerika geschätzt. Die starke Sonneneinstrahlung in diesen Breiten kann den Tieren allerdings gefährlich werden. Denn ihr typisches weißes Kopffell bietet kaum Schutz vor UV-Strahlen. Bösartige Augentumoren sind bei Fleckvieh-Rindern deshalb häufig: Bis zu 50 Prozent der Tiere erkranken in sonnenreichen Ländern daran. Bayerische Wissenschaftler können dieses Krankheitsrisiko jetzt deutlich reduzieren - dazu setzen sie auf DNA-Analysen im großen Stil.

Prof. Ruedi Fries und Hubert Pausch von der Technischen Universität München (TUM) machen sich einen natürlichen Schutzmechanismus zunutze: Bei einem kleinen Teil der bayerischen Fleckvieh-Rinder treten nämlich dunkle Fellfärbungen um die Augen und am Augenlid auf. Diese schützen die Tiere, das zeigen frühere Untersuchungen, vor Augentumoren. „Die Suche nach den verantwortlichen Genabschnitten gleicht der Suche nach Nadeln in einem Heuhaufen“, sagt Tierwissenschaftler Ruedi Fries. Denn die Farbe und Größe der schützenden Augenringe wird von sehr vielen, vielleicht sogar mehreren Tausend DNA-Abschnitten bestimmt.

Was der „genetische Fingerabdruck“ verrät
Zwölf DNA-Abschnitte konnten die Forscher im Vererbungsmuster der Augenringe identifizieren, die bis zu 57 Prozent der Erblichkeit erklären. „Schon bei der Geburt eines Kalbes lässt sich so genauer als bisher vorhersagen, ob seine Nachkommen die schützenden Augenringe tragen“, sagt Prof. Fries. Dieses Wissen könnte Züchtern in sonnenreichen Ländern helfen: Von Zuchtbullen wird seit Jahren standardmäßig ein „genetischer Fingerabdruck“ erstellt. Er kann nun auch auf das Vererbungsmuster der schützenden Augenringe geprüft werden und liefert so früher als bisher die Grundlage, um geeignete Zuchttiere auszuwählen. „Die Zahl der von Augentumoren betroffenen Tiere kann so schnell reduziert werden“, ist sich Fries sicher.

Um das Vererbungsmuster der Augenringe zu entschlüsseln, haben die Wissenschaftler statistische Vorhersagemodelle mit modernsten DNA-Analyseverfahren kombiniert. Sie erstellen dafür zunächst „genetische Fingerabdrücke“ für einzelne Zuchtbullen. Das bedeutet, dass für jedes Tier mehrere Hunderttausend winziger Variationen im DNA-Strang erfasst werden, die in ihrer Gesamtheit ein einzigartiges Profil ergeben. Von rund 3.400 Bullen haben die Wissenschaftler solche Fingerabdrücke gesammelt.

Zuchterfolge werden vorhersagbar
Mithilfe von statistischen Verfahren verknüpfen die Wissenschaftler dann die DNA-Profile mit Informationen zum Aussehen der Nachkommen eines jeden Zuchtbullen, in diesem Fall zu den Augenflecken. Aus der Kombination beider Werte lassen sich Wahrscheinlichkeiten für die Vererbung der dunklen Flecken ableiten, und das auch für Jungtiere, die noch längst nicht geschlechtsreif sind.

Das von Ruedi Fries und Hubert Pausch verwendete Verfahren, die „genomische Selektion“, eignet sich aber nicht nur zur Auswahl von geeigneten Zuchtbullen. Es wird auch für Ertragssteigerungen in der Maiszüchtung oder in der Hühnerzucht angewendet. Dafür arbeiten die Tierwissenschaftler Fries und Pausch im Forschungscluster „Synbreed“ gemeinsam mit Pflanzenwissenschaftlern und Bioinformatikern. Ihr gemeinsames Ziel ist es auch hier, Zuchterfolge vorhersagbar zu machen. Prof. Fries: „Das Wissen um die Wirkung der Gene und ihrer Defekte ermöglicht ganz neue züchterische Freiheitsgrade.“

Weitere Informationen:
Für die Ausbildung dunkler Augenflecken (ambilateral circumocular pigmentation) sind DNA-Abschnitte in der Nähe dieser zwölf Gene besonders relevant: MCM6, PAX3, ERBB3, KITLG, LEF1, DKK2, KIT, CRIM1, ATRN, GSDMC, MITF und NBEAL
Der Innovationscluster Synergistische Pflanzen- und Tierzüchtung (Synbreed) macht die genomische Selektion für verschiedene Züchtungsziele bei Mais, Hühnern und Rindern anwendbar. Dafür nutzt das Forschungsnetzwerk nicht nur modernste Technik, sondern bündelt das Know-how von hochkarätigen Wissenschaftlern aus den Agrarwissenschaften, der Molekularbiologie, Bioinformatik und Humanmedizin. Beteiligt sind universitäre, außeruniversitäre und industrielle Kooperationspartner. Synbreed wird gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF im Rahmen der Initiative "Kompetenznetze der Agrar- und Ernährungsforschung".

www.synbreed.tum.de

Publikation:
Hubert Pausch, Xiaolong Wang, Simone Jung, Dieter Krogmeier, Christian Edel, Reiner Emmerling, Kay-Uwe Götz, Ruedi Fries, 2012: Identification of QTL for UV-Protective Eye Area Pigmentation in Cattle by Progeny Phenotyping and Genome-Wide Association Analysis, doi:10.1371/journal.pone.0036346

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0036346

Kontakt:
Technische Universität München
Lehrstuhl für Tierzucht
Prof. Ruedi Fries / M. Sc. Hubert Pausch
T: 08161 71 3228 / 08161 71 3743
E: Ruedi.Fries@tum.de / Hubert.Pausch@tz.agrar.tu-muenchen.de

Dr. Ulrich Marsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.tum.de/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/lang/article/30276/
http://portal.mytum.de/pressestelle/faszination-forschung/2012nr10/02Synbreed.pdf/download

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme

nachricht Der lange Irrweg der ADP Ribosylierung
26.04.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics