TY  - THES
T1  - Genetic analyses of feather pecking and related behavior traits of laying hens 
A1  - Lutz,Vanessa
Y1  - 2017/03/15
N2  - Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der genetischen Fundierung von Verhaltensmerkmalen, insbesondere bei dem Merkmal Federpicken, und die Ableitung ethologischer Beziehungen zu anderen Merkmalen bei Legehennen. Hierfür standen Daten von zwei auf Federpicken divergent selektierten Linien und eine große F2-Population, welche aus diesen divergent selektierten Linien erstellt wurde, zur Verfügung. Hühner der Rasse White Leghorn wurden über 11 Generationen hinweg divergent auf hohes und niedriges Federpicken selektiert. Die ersten 5 Generationen wurden am Institut für Tierwissenschaften in Foulum, Dänemark, durchgeführt. Die weiteren Selektionsrunden fanden am Institut für Nutztierwissenschaften an der Universität Hohenheim, Deutschland, statt. Die große F2-Population, bestehend aus 960 Hennen, wurde aus der 10-ten Selektionsgeneration erzeugt und es wurde eine umfassende Datensammlung von Verhaltens- und Leistungsmerkmalen erhoben. Diese beiden Datensätze wurden zur Erstellung der nachfolgenden fünf Kapitel verwendet. 
In Kapitel eins werden mit den Daten der F2-Population eine quantitativ genetische Analyse von Furchtmerkmalen und Federpicken sowie aggressivem Picken durchgeführt. Furcht wurde mittels der Tonischen Immobilität, Open Field Aktivität und dem Emerge Box Test erfasst. Diese wurden sowohl im juvenilen als auch adulten Alter durchgeführt. Die Verhaltensmerkmale Federpicken und aggressives Picken wurden in Gruppen von 36 bis 40 Tieren im Alter von 27 Wochen aufgezeichnet. Die genetischen Parameter wurden mit einem linear gemischten Modell geschätzt. Aggressives Picken zeigte die höchste Heritabilität (0.27), gefolgt von Federpicken (0.14). Die Furchttestmerkmale zeigten Heritabilitäten zwischen 0.07 und 0.14. Die einzige nennenswerte genetische Korrelation zwischen den Furchtmerkmalen und Federpicken ist die tonische Immobilität im juvenilen Alter (rg=0.27). 
In Kapitel zwei werden unter der Verwendung eines Poisson Modells Varianzkomponenten und Heritabilitäten der Merkmale Federpicken und aggressivem Picken in unterschiedlichen Zeitperioden geschätzt. Die kurze Zeitperiode beinhaltet die Anzahl Federpicks pro 20 min und die aufsummierten Pickwerte über einen Tag ergab die mittlere Zeitperiode. Die Ergebnisse zeigten, dass die Modellierung der Daten als wiederholte Beobachtungen (kurze und mittlere Zeitperiode) und die Auswertung mittels Poisson Modell eine geeignete Methode darstellt, um wichtige permanente Umwelteffekte vom additiven Tiereffekt zu trennen. 
Das Ziel in Kapitel drei ist mittels Strukturgleichungsmodellen die Beziehung zwischen Federpicken und Federfressen, sowie der allgemeinen Bewegungsaktivität, zu analysieren. Die geschätzten Heritabilitäten von Federfressen, der allgemeinen Bewegungsaktivität und des Federpickens waren 0.36, 0.29 und 0.20. Die genetische Korrelation zwischen Federpicken und Federfressen (allgemeine Bewegungsaktivität) betrug 0.17 (0.04). Eine hohe genetische Korrelation mit 0.47 konnte zwischen Federfressen und der allgemeinen Bewegungsaktivität geschätzt werden. Der rekursive Effekt von Federfressen auf Federpicken war λ ̂_(FP,FE)= 0.258, und von der allgemeinen Bewegungsaktivität zum Federpicken lag bei λ ̂_(FP,GLA)= 0.046. Diese Ergebnisse implizieren, dass ein erhöhtes Federfressverhalten zu einer Erhöhung des Federpickens führt und das eine gesteigerte allgemeine Bewegungsaktivität in einer höhere Federpickanzahl resultiert. 
Das Ziel von Kapitel vier ist die Durchführung einer quantitativ genetischen Analyse und die Kartierung von Selektionssignaturen bei zwei divergent selektierten Legehennenlinien auf Federpickverhalten. In diesem Selektionsexperiment wurden die Linien über 11 Generation hinweg auf hohes und niedriges Federpicken selektiert. Das Pedigree und die Phänotypdaten der letzten sechs Generationen beider Linien standen für die statistische Auswertung mit einem linear gemischten Modells und einem Poisson Modell zur Verfügung. Das linear gemischte Modell eignete sich nicht zur Auswertung der Niedrigpickerdaten auf Grund der zu hohen Anzahl an Null-Werten im Beobachtungsvektor. Das Poisson Modell passte sich den Daten besser an und lieferte einen kleinen, aber kontinuierlichen genetischen Trend in beiden Linien. Aus der 11-ten Generation wurden 75 Tiere, davon 41 Hochpicker und 34 Niedrigpicker, mit dem Illumina 60K chicken Infinium iSelect chip genotypisiert. Zur Kartierung von Selektionssignaturen wurde ein FST basierten Ansatz verwendet. Es konnten 17 genomweit signifikante SNPs mit einem FST-Wert von 1 detektiert werden, das heißt die Allele sind an diesem SNP divergent fixiert. Die meisten dieser SNPs sind auf Chromosom 3 und 4 lokalisiert. Des Weiteren konnte eine Anzahl an signifikanter SNPs mit einem p-Wert von ≤ 5x10-4 und ≤ 5x10-5 kartiert werden. Basierend auf der Annahme, dass eine Selektion mehrere aufeinanderfolgende SNPs beeinflusst, konnten 13 Cluster identifiziert werden. 
In Kapitel fünf werden die Daten des F2-Kreuzungsexperimentes verwendet um eine genomweite Assoziationsanalyse der Merkmale Federpicken und aggressivem Pickverhalten durchzuführen. Die Ergebnisse dieser Assoziationsanalyse wurden mit den Ergebnissen des Selektionsexperiments (Kapitel vier) in einer Metaanalyse kombiniert, um diese mit denjenigen aus einer differentiellen Genexpressionsanalyse in Zusammenhang zu bringen. Hierfür wurden 817 F2-Hennen mit dem Illumina 60K chicken Infinium iSelect chip genotypisiert. Es wurde eine Single-Marker-Assoziationsanalyse durchgeführt und ein Poisson Modell verwendet. Es wurden vier genomweit signifikante SNPs für das Ausführen von aggressivem Picken detektiert, aber keine für Federpicken oder das Erhalten von aggressivem Picken. Jedoch konnte eine Reihe an signifikanten SNPs mit p≤5x10-5 für das Ausführen von Federpicken und für das Erhalten von aggressivem Picken kartiert werden. In der Metaanalyse wurden neun genomweit signifikante SNPs für Federpicken identifiziert, welche in chromosomalen Clustern (3 Mb) lokalisiert waren. Die differentielle Genexpressionsanalyse lieferte 8 von 750 untersuchten Genen, welche ein genomweit signifikant unterschiedliches Expressionslevel zeigten.   
Die Dissertationsschrift endet mit einer kapitelübergreifenden Diskussion.
KW  - Tierzucht
CY  - Hohenheim
PB  - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
AD  - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart
UR  - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2017/1327
ER  -