AP 1: Genetische Varianz der P-Verwertung
Ziel ist die Schätzung genetischer Parameter für Merkmale zur Beschreibung der P-Verwertbarkeit in einer definierten Population von Wachteln. Darauf aufbauend sollen erste Kopplungs- oder Assoziationsanalysen zur Kartierung merkmalsrelevanter Genorte durchgeführt werden.
1. Erstellung des Versuchsdesigns und Merkmalserhebung
Es wird eine Halbgeschwisterstruktur mit jeweils großen Familien erstellt. Die Größe des Versuchsdesigns umfasst ca. 800 Tiere mit Merkmalserfassung. Primäres Merkmal ist die tierindividuell in Bilanzversuchen zu erfassende P-Verwertbarkeit bei streng standardisierter Diät mit hohen Gehalten an InsP6. Von den Tieren werden bei Ende des Versuches ein Tibiaknochen sowie Proben des Ileuminhaltes und des Dünndarmegewebes gewonnen. Diese Proben werden zunächst gelagert. Erst bei Vorliegen der Ergebnisse zur Verwertbarkeit und der anderen Arbeitsschritte sowie der Erkenntnisse aus dem AP2 wird entschieden, welche Proben für eine weitergehende Phänotypisierung analysiert werden. Eine Analyse aller Proben von allen Tieren ist wegen des zu hohen Aufwandes nicht machbar.
2. Genotypisierungen
Für die Schätzung genetischer Parameter und für erste Kopplungsanalysen ist eine Genotypisierung der Individuen mit einigen tausend Single Nucleotide Polymorphism (SNPs) notwendig. Da bei der Wachtel bisher noch kein Referenzgenom und dementsprechend auch keine high-density-SNP-Chips kommerziell verfügbar sind, muss auf den Illumina 60k-Chip des Huhns zurückgegriffen werden. Da die Homologien der Genome des Huhns und der Wachtel größtenteils bekannt sind , kann mit einigen tausend segregierenden SNPs auch bei der Wachtel gerechnet werden. Es werden 48 Großelterntiere (F0-Generation) mit dem 60k-SNP-Chip genotypisiert und bei der Wachtel darstellbare und informative SNPs (3k - 6 k), die zudem das Genom in etwa gleichmäßig abdecken, ausgewählt. Diese werden mit Hilfe eines Custom-Chips (iSelect der Firma Illumina) für alle Tiere des Versuchsdesigns genotypisiert.
3. Schätzung genetischer Parameter
Die Phänotypisierung ist aufwendig und in einem größeren Umfang als oben skizziert nur schwer zu realisieren. Es wird eine Schätzung der Varianzkomponenten mit einer gametischen Verwandtschaftsmatrix (G-Matrix) in Ergänzung zur pedigree-basierten Verwandtschaftsmatrix vorgeschlagen. Die G-Matrix wird aus den SNP-Genotypen aufgestellt. Die Nutzung der G-Matrix in Ergänzung zur reinen pedigree-basierten Herangehensweise hat eine Reihe von Vorteilen. Der Hauptvorteil ist, dass die Schätzungen aufgrund der Nutzung von Variationen innerhalb der Familien deutlich genauer werden. Dadurch kann die Anzahl der zu beprobenden Individuen in Grenzen gehalten werden.
4. Kartierung merkmalsrelevanter Genorte
Das Versuchsdesign, die Genotypen und die erhobenen Phänotypen werden zu einer Kartierung von merkmalsrelevanten Genorten verwendet. Dazu wird wahrscheinlich eine klassische Kopplungsanalyse und ggf. auch eine Assoziationsanalyse genutzt. Obwohl die Power zur Kartierung dieser Merkmale relativ gering ist, wird es möglich sein, chromosomale Bereiche mit möglichen Hauptgenen zu identifizieren.
Teilprojektleiter
Mitarbeiter
Dr. Sigfried Preuß
Dr. Patrick Stratz
M.Sc. Philipp Beck