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SNP-Screening in Kandidatengenen auf Chromosom 2 und 12 fĂŒr die Resistenz gegen Actinobacillus pleuropneumoniae beim Schwein

Klein, Caroline


Originalveröffentlichung: (2014) Giessen : Laufersweiler
Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (7.252 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-112418
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2014/11241/

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Universität Justus-Liebig-UniversitĂ€t Gießen
Institut: Klinik fĂŒr WiederkĂ€uer und Schweine (Innere Medizin und Chirurgie)
Fachgebiet: VeterinÀrmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6241-5
Sprache: Deutsch
Tag der mĂŒndlichen PrĂŒfung: 10.07.2014
Erstellungsjahr: 2014
Publikationsdatum: 22.12.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Die Pleuropneumonie, verursacht durch Actinobacillus pleuropneumoniae, stellt eine weltweit bedeutsame und schwerwiegende Erkrankung des Respirationstraktes beim Schwein dar. Aktuelle Therapie- und Prophylaxemaßnahmen fĂŒhren nicht zum gewĂŒnschten nachhaltigen Erfolg und alternative BekĂ€mpfungsstrategien sind erforderlich.
Neue Untersuchungen weisen auf erhebliche Resistenzunterschiede von Schweinen gegen A. pleuropneumoniae hin: Tiere einer Hampshire-Population zeigten sich weniger empfĂ€nglich als Tiere von Populationen der Rassen Pietrain und der Deutschen Landrasse. In Vorversuchen wurden acht Quantitative Trait Loci (QTL) mit Assoziation zu klinischen, pathologischen und mikrobiologischen Merkmalen der Pleuropneumonie kartiert. Eine eQTL-Analyse ergab vielversprechende Kandidatengene. Dabei stellten sich zwei „Hotspots“ auf Chromosom 2 nahe dem Marker Swr345 und auf Chromosom 12 nahe dem Marker S0143 heraus.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Ein- bzw. Ausgrenzung von Kandidatengenen fĂŒr weitere Feinkartierungsarbeiten. Hierzu wurde zunĂ€chst ein SNP-Screening in neun Kandidatengenen durchgefĂŒhrt. Anschließend wurden die Assoziationsgrade von sieben informativen SNPs mit dem QTL untersucht. Dabei wurden die SNP-Genotypen nacheinander als zusĂ€tzliche Marker und als fixe Effekte berĂŒcksichtigt.

Im Fokus der Ergebnisse stand der SNP NR3C1 c.1483G>A: Bei 14 von 17 PhĂ€notypen sank der LOD-Score des QTL unter BerĂŒcksichtigung des SNP als fixen Effekt und bei zehn von 17 PhĂ€notypen stieg der LOD-Score unter BerĂŒcksichtigung des SNPs als zusĂ€tzlichen Marker an. Dies spricht fĂŒr einen Zusammenhang zwischen SNP und Merkmal. Allerdings zeigen die benachbarten SNPs Ă€hnlich hohe Assoziationen, sodass der SNP NR3C1 c.1483G>A nicht sicher von den anderen SNPs als QTN-Kandidat abgegrenzt werden kann. Aufgrund der engen Kopplung der einzelnen Marker miteinander innerhalb von F2-Familien, reicht die durchgefĂŒhrte Methode zur Feinkartierung nicht aus. Die Assoziationsstudie ließ einen Einfluss der Genotypen des SNP rs81509148 (im NR3C1-Gen an Position c.*2122) auf die phĂ€notypischen Merkmale erkennen. Der SNP rs81509148 ist möglicherweise mit der kausalen Mutation gekoppelt, stellt allerdings nicht das QTN dar. In der vorliegenden Arbeit konnte das NR3C1-Gen als potentielles Kandidatengen bestĂ€tigt werden. Der Transkriptionsfaktor NR3C1 wirkt vor allem als Repressor proinflammatorischer Gene.
Im nĂ€chsten Schritt sollten die SNPs in einer kommerziellen Population mit segregierenden Resistenzunterschieden bezĂŒglich A. pleuropneumoniae untersucht und parallel weitere SNPs mittels „genotyping by sequencing“ Verfahren einbezogen werden.
Kurzfassung auf Englisch: Pleuropneumonia caused by Actinobacillus pleuropneumoniae is an important and severe disease of the porcine respiratory tract worldwide. Known therapy plans and prophylaxis do not lead to sustainable success and alternative disease-control strategies are needed. Recent researches provide significant differences in resistance to A. pleuropneumoniae among pigs: The Hampshire pigs of the investigated population appeared to be least susceptible in comparison to Pietrain pigs and German Landrace pigs. Eight Quantitative Trait Loci (QTL) for clinical, pathological and microbiological traits were mapped in pretests. An eQTL-analysis identified promising candidate genes. There were two hotspots on chromosome 2 near marker Swr345 and on chromosome 12 near marker S0143.
The aim of the present study was to exclude and to choose candidate genes for fine mapping. It should provide an indication of Quantitative Trait Nucleotides (QTN). A first approach was a SNP screening in nine candidate genes. Then QTL-analysis tested the effect of seven informative polymorphisms on the QTL. SNP-genotypes were included one after another as additional markers and as fixed effects.
As a result SNP NR3C1 c.1483G>A was an interesting mutation: 14 of 17 LOD scores decreased including this SNP as a fixed effect and ten of 17 LOD scores increased including this SNP as a marker. These facts supported an association between SNP and trait. However the nearby SNPs show similar associations. Therefore SNP NR3C1 c.1483G>A can certainly not be defined as QTN-candidate. There is a close link between the single markers within a F2 family. The chosen method cannot be used for fine mapping. The association study hypothesizes an association between genotypes of SNP rs81509148 (position c.*2122 in gene NR3C1) and phenotypically traits. SNP rs81509148 is probably linked with the causative mutation but it is not the QTN. The present study confirms gene NR3C1 as a potential candidate gene. NR3C1 is a transcription factor which represses proinflammatory genes.
The next approach should be to analyze these SNPs in a commercial population with segregated differences in resistance to A. pleuropneumoniae. In addition methods of “genotyping by sequencing” should include more SNPs.
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