Molekulargenetische Charakterisierung funktioneller Kandidatengene für Moderhinkeempfänglichkeit beim Schaf

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Identifizierung von Sequenzvarianten in funktionellen Kandiatengenen, die einen Einfluss auf die Anfälligkeit von Schafen gegenüber der Erkrankung Moderhinke haben.Als Probenmaterial standen 468 Blutproben von drei Betrieben mit Daten über den Moderhinke¬status zur Verfügung und 129 Proben eines Betriebs mit Daten zu Klauenbehandlungen. Zusätzlich wurden insgesamt 182 Proben der Rassen Braunes Bergschaf (32), Bentheimer Landschaf (32), Coburger Fuchsschaf (32), Graue Gehörnte Heidschnucke (32), Merinolandschaf (8), Rhönschaf (10) und Schwarz-köpfiges Fleischschaf (16) zur Bestimmung von Allel- und Genotypfrequenzen untersucht.Die kodierenden Abschnitte und angrenzende Bereiche der Gene Transglutaminase 1 (TGM1), Loricrin (LOR), keratinocyte growth factor (KGF) und des Gens für die gamma-2 Untereinheit des Laminin-332 (LAMC2) wurden amplifiziert und sequenziert. Identifiziert wurden zwölf Varianten im TGM1-Gen, keine im LOR-Gen, vier im KGF-Gen und 46 im LAMC2-Gen. Die Allel- und Genotypfrequenzen ausgewählter SNPs wurden im Probenmaterial und in den Proben verschiedener Rassen mit MALDI-TOF MS bestimmt. Mit & #61539;²- Test sowie Varianzanalyse wurden sie auf ihre Signifikanz im Zusammenhang mit einer Moder¬hinke¬infektion oder Klauen¬er-krankung untersucht.Die Ergebnisse von & #61539;²-Test einerseits und Varianzanalyse andererseits deckten sich nur zum Teil. Signifikante Unterschiede in den Genotypfrequenzen zwischen moderhinkepositiven und negativen Tieren ergaben sich beim & #61539;²-Test für die SNPs TGM1_5 (Betrieb 1 mit p = 0,016 bei der Momentaufnahme bzw. p = 0,037 bei Einbeziehen der Daten aus den Vorjahren, Betrieb 2 mit p = 0,047), LOR_chip (Betrieb 2 mit p = 0,008), KGF_1 (Betrieb 1 mit p = 0,013), LAMC2_1 (Betrieb 1 mit p = 0,055), LAMC2_14 (Betrieb 3 mit p = 0,004), LAMC2_15 (Betrieb 2 mit p = 0,035, Betrieb 3 mit p = 0,012), LAMC2_48 (Betrieb 3 mit p = 0,037). Bei der Varianzanalyse für Betrieb 1 und 2 hatten TGM1_5, KGF_1 und LAMC2_15 einen signifikanten Einfluss (p = 0,05) auf den Moderhinkestatus, weder Gewicht noch Rasse auf den Betrieben hatten einen signifikanten Einfluss auf eine Moder¬hinkeerkrankung. Bei keiner der untersuchten Rassen entsprachen die Genotypfrequenzen aller SNPs im Vergleich zu den Frequenzen bei den Merinolandschafen den Erwartungen bezüglich der in der Literatur erwähnten Moderhinkeanfälligkeit. Die Annahme einer geringeren Empfänglichkeit wird für das Braune Bergschaf durch die Genotypfrequenzen von LOR_chip, KGF_1, LAMC2_14 und LAMC2_15, beim Bentheimer Landschaf durch LAMC2_1 und beim Coburger Fuchsschaf durch LAMC2_14, LAMC2_15 und LAMC2_48 unterstützt. Für die Graue Gehörnte Heidschnucke entsprechen TGM1_5, LOR_chip und LAMC2_1 den Erwartungen, für das Deutsche Schwarzköpfige Fleischschaf LOR_chip, KGF_1, LAMC2_14 und LAMC2_15. Für das Rhönschaf kann eine geringere Moderhinkeempfänglichkeit auf Basis der Genotypfrequenzen der in dieser Untersuchung signifikanten SNPs nicht bestätigt werden. The aim of this study was the identification of sequence variants in functional candidate genes, which influence the susceptibility of sheep against footrot.For this purpose 468 blood samples from three farms with data on the footrot status and 129 blood samples from a farm with data on treatments of the claws were analysed. Additionally a total of 182 samples from the breeds Brown Mountain Sheep (32), Landrace of Bentheim (32), Coburger Fox Sheep (32), German Grey Heath (32), German Merino (8), Rhoen Sheep (10) and German Blackheaded Mutton Sheep (16) were used to determine allele and genotype frequencies.The coding and adjacent regions of the transglutamine 1 (TGM1), loricrin (LOR), keratinocyte growth factor (KGF) genes and the gene for the gamma-2 subunit of laminin-332 (LAMC2) were amplified and sequenced. Twelve variants were identified in the TGM1-gene, none in the LOR-gene, four in the KGF-gene and 46 in the LAMC2-gene. Selected SNPs were sequenced in the samples using MALDI-TOF MS. Their significance concerning infection with footrot or claw disease was tested using ² test as well as analysis of variance. The results from ² test on the one hand and analysis of variance on the other did not completely match. Significant differences in the genotype frequencies were found for the SNPs TGM1_5 (farm 1 with p = 0,016 for the snapshot and p = 0,037 when looking at all available data, farm 2 with p = 0,047), LOR_chip (farm 2 with p = 0,008), KGF_1 (farm 1 with p = 0,013), LAMC2_1 (farm 1 with p = 0,055), LAMC2_14 (farm 3 with p = 0,004), LAMC2_15 (farm 2 with p = 0,035, farm 3 with p = 0,012) and LAMC2_48 (farm 3 with p = 0,037). With the analysis of variance including the data from farm 1 and 2 the genotype frequencies of the SNPs TGM1_5, KGF_1 and LAMC2_15 had a significant influence on footrot status while neither weight nor breed had a significant influence.None of the SNP s genotypes matched the expected frequencies according to the susceptibility for footrot in all of the breeds used in this study compared to German Merino. The assumed lower susceptibility is being supported for Brown Mountain Sheep by the genotype frequencies of LOR_chip, KGF_1, LAMC2_14 and LAMC2_15, for Landrace of Bentheim by LAMC2_1 and for Coburger Fox Sheep by LAMC2_14, LAMC2_15 and LAMC2_48. In the case of German Grey Heath TGM1_5, LOR_chip, LAMC2_1 match the expectations, for German Blackheaded Mutton it is supported by LOR_chip, KGF_1, LAMC2_14 and LAMC2_15. A lower susceptibility for footrot based on the genotype frequencies of the SNPs showing a significance in this study cannot be confirmed for Rhoen Sheep.