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 In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie