TY - THES T1 - Analyse komplexer Merkmale beim Schwein mittels SNP-Chip Genotypen, Darmmikrobiota- und Genexpressionsdaten A1 - Maushammer,Maria Y1 - 2018/02/27 N2 - In der vorliegenden Arbeit wurden SNP-Chip Genotypen, Darmmikrobiota- und Genexpressionsdaten zur Analyse komplexer Merkmale in einer Piétrainpopulation verwendet. Diese Daten wurden von ca. 200 leistungsgeprüften Sauen erhoben und für genetische und mikrobielle Analysen komplexer Merkmale bzw. für strukturelle und funktionelle genomische Analysen von Fleischqualitätsmerkmalen genutzt. Die Darmmikrobiota sind eine wichtige Komponente der Wirtsphysiologie und sind an der Entwicklung des Immunsystems, dem Gesundheitszustand und der Energieversorgung des Wirtes beteiligt. Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der mikrobiellen Zusammensetzung im Darm, Wachstumsmerkmalen (tägliche Zunahme, Futterverwertung, Futterverzehr) und dem Schweinegenom wurden quantitativ-genetische Methoden angewendet. Die Ziele hierbei waren es, die bakterielle Zusammensetzung im Darm zu beschreiben, den Effekt der Wirtsgenetik auf die mikrobielle Zusammensetzung zu analysieren und den Einfluss der Darmmikrobiota auf Wachstumsmerkmale zu untersuchen. Die Tiere wurden mit einem 60K SNP-Chip genotypisiert und die mikrobielle Zusammensetzung im Darm mittels 16S rRNA Amplikon-Sequenzierung analysiert. Zehn von insgesamt 51 untersuchten bakteriellen Genera zeigten eine Heritabilität zwischen 0,32 und 0,57. Mittels genomweiter Assoziationsanalysen wurden Marker auf dem porcinen Genom kartiert, welche eine Assoziation zu einzelnen bakteriellen Genera zeigen. Insgesamt waren 22 SNPs mit 6 bakteriellen Genera assoziiert. Die identifizierten potentiellen Kandidatengene sind vor allem an der Immunabwehr, der Mukosastruktur und an der Sezernierung von Verdauungssäften beteiligt sind. Dies zeigt, dass Teile der mikrobiellen Strukturen erblich sind und die Darmmikroben als quantitatives Merkmal betrachtet werden können. Mikrobielle gemischte lineare Modelle wurden zur Schätzung der mikrobiellen Varianz für die Merkmale tägliche Zunahme, Futterverwertung und Futterverzehr angewendet. Der Anteil der mikrobiellen Varianz an der phänotypischen Varianz für tägliche Zunahme lag bei 0,28, für Futterverwertung bei 0,21 und für Futterverzehr bei 0,16. Zur Vorhersage der komplexen Merkmale wurden „Genomic Best Linear Unbiased Predictions“ (G-BLUP) und „Microbial Best Linear Unbiased Predictions“ (M-BLUP) durchgeführt. Die Genauigkeiten der M-BLUP (bzw. G-BLUB) war 0,41 (bzw. 0,35) für tägliche Zunahme, 0,33 (bzw. 0,23) für Futterverwertung und 0,33 (bzw. 0,20) für Futterverzehr. Die Darmmikroben können somit auch als erklärende Variable für komplexe Merkmale, wie tägliche Zunahme, Futterverwertung und Futterverzehr, betrachtet werden. Des Weiteren wurden Transkriptspiegel von Muskelgewebe zum Zeitpunkt der Schlachtung in Kombination mit Fleischqualitätsmerkmalen untersucht. Diese Studie sollte einen Einblick in biologischen Prozesse geben, welche die Fleischqualität beeinflussen. Die Ziele waren es, differentiell exprimierte Gene funktionell zu charakterisieren, die funktionellen und strukturellen Genominformationen zu verknüpfen und basierend auf diesen Ergebnissen potentielle Kandidatengene zu identifizieren. Ein wichtiges Merkmal der Fleischqualität ist der intramuskuläre Fettgehalt, da dieser die Saftigkeit, den Geschmack und die Zartheit des Fleisches beeinflusst, sowie der Tropfsaftverlust, da er nicht nur einen Gewichtsverlust, sondern auch ein Verlust an wertvollen Proteinen darstellt. Beide Merkmale nehmen Einfluss auf die Verbraucherakzeptanz von Frischfleischprodukten. Aus dem vorliegenden Tiermaterial wurden für die Merkmale intramuskulärer Fettgehalt und Tropfsaftverlust je acht diskordante Geschwisterpaare für differentielle Expressionsmessungen ausgewählt. Für das Merkmal intramuskulärer Fettgehalt (bzw. Tropfsaftverlust) wurden 35 (bzw. 114) differentiell exprimierte und merkmalskorrelierte Gene ermittelt. Anhand von funktioneller Annotation wurden insbesondere Gengruppen, welche dem Energiestoffwechsel der Mitochondrien, der Immunantwort und dem Fettstoffwechsel angehören, mit intramuskulären Fettgehalt assoziiert. Mit dem Merkmal Tropfsaftverlust wurden Gengruppen, welche der Ubiquitinierung von Proteinen, dem mitochondrialen Stoffwechsel und den Strukturproteinen des Muskels angehören, in Verbindung gebracht. Außerdem wurden für diese Merkmale genomweite Assoziationsanalysen durchgeführt und deren Ergebnisse mittels funktioneller Annotation mit den genomweiten Expressionsmessung verknüpft. In diesem Zusammenhang wurden für das Merkmal intramuskulärer Fettgehalt Prozesse der Muskelkontraktion, des Transmembrantransports und der Nukleotidbindungen identifiziert. Das Merkmal Tropfsaftverlust wurde über das Endomembransystem, die Energiegewinnung der Zellen und über Stoffwechselprozesse von Phosphor charakterisiert. Abschließend wurden für das Merkmal intramuskulärer Fettgehalt (bzw. Tropfsaftverlust) drei (bzw. vier) potentielle Kandidatengene identifiziert. KW - Genetik KW - Züchtung KW - Darmflora KW - Genexpression CY - Hohenheim PB - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim AD - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart UR - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2018/1450 ER -