Chad Bierman, PhD, Genetiker, Genesus Inc.
Das Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) hat sich seit über 30 Jahren als hartnäckiger und anpassungsfähiger Virusgegner der nordamerikanischen Schweineindustrie erwiesen. Es wird vermutet, dass das Virus bereits im Jahr 1912 in Nordamerika angekommen ist (Mayer und Brisbin, 2008). Das Virus hat sich unabhängig von seinen europäischen Stämmen weiterentwickelt und entwickelt sich auch weiterhin weiter (Stadejek et al., 2002). Nachdem es seinen Weg in die kommerziellen Herden Nordamerikas gefunden hat, erwiesen sich die Bemühungen um eine wirksame Impfung und Bekämpfung als schwierig. Basierend auf geschätzten jährlichen Kosten von 660 Millionen US-Dollar für die US-amerikanische Schweineindustrie (Holtkamp et al., 2013) ist die Reduzierung oder Beseitigung der schädlichen Auswirkungen des PRRS-Virus ein willkommenes Unterfangen.
Die Reaktion des Wirts auf eine PRRS-Infektion und die Variabilität zwischen Individuen bei der wirksamen Bekämpfung der Auswirkungen der Krankheit wurden bereits zuvor untersucht. Die Reaktion des Wirts scheint ein vielversprechender Forschungsbereich zu sein, um die gesamtwirtschaftlichen Folgen des PRRS-Virus möglicherweise zu verringern. Boddicker und Kollegen (2012) schätzten bei Zuchtschweinen eine mäßige Vererbbarkeit der Reaktion des Wirts auf die Viruslast, die nach der PRRS-Exposition vorhanden war, und identifizierten ein Gen auf Chromosom 4, das für die Widerstandsfähigkeit gegenüber PRRS verantwortlich ist. Andere haben das Ausmaß der Genexpression mit unterschiedlichen Ausmaßen der phänotypischen Leistung und der Viruslast als Reaktion auf die PRRS-Herausforderung in Verbindung gebracht (Kommadath et al., 2017). Zusätzliche Forschungsanstrengungen haben die Erblichkeit von Merkmalen und Leistungsprädiktoren während der PRRS-Herausforderung geschätzt (Serao et al., 2014, Sanglard et al., 2020). Die Ergebnisse dieser Bemühungen deuten darauf hin, dass es eine genetische Komponente für die Fähigkeit des Wirts gibt, sich vor einer Infektion durch PRRS zu schützen. Genaue Schätzungen der Merkmalsbeziehungen bei Vorhandensein oder Fehlen einer PRRS-Belastung können die Fähigkeit beeinflussen, die Selektion auf PRRS-resistente Tiere zu optimieren.
Während einer PRRS-Challenge wurden und werden in der Vergangenheit und auch weiterhin Herdenleistungskennzahlen in den betroffenen Betrieben gemessen. Diese kumulativen Messungen ermöglichen es uns, die vererbbare genetische Komponente der Variation innerhalb eines Merkmals besser zu verstehen, was wertvolle Informationen für die Auswertung der genetischen Selektion liefern wird. Innerhalb des Genesus-Herdensystems wurden Informationen von einem PRRS-gefährdeten Betrieb gesammelt, in dem 4,418 Würfe einen Datensatz von 1,364 reinrassigen Yorkshire-Sauen umfassten. Wir haben uns auf vier wichtige Fortpflanzungsmerkmale konzentriert, darunter die Anzahl der Lebendgeborenen, Totgeborenen, Mumien und das Intervall zwischen der Entwöhnung und der Geburt. Varianzkomponenten und Heritabilität wurden anhand dieses Datensatzes geschätzt (Tabelle 1). Bei allen vier Merkmalen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die genetische Variation während einer PRRS-Krankheitsprovokation nachweisbar bleibt.
Tabelle 1. Schätzungen der Heritabilität (und des Standardfehlers) für interessierende Fortpflanzungsmerkmale, gemessen an reinrassigen Yorkshire-Sauen in zwei verschiedenen Umgebungen.
| Erblichkeit | ||
| Merkmal | Ohne PRRS | Während PRRS |
| Lebend geboren | 0.07 (0.002) | 0.09 (0.004) |
| Tot geboren | 0.06 (0.001) | 0.10 (0.005) |
| Mummies | 0.08 (0.002) | 0.02 (0.001) |
| Intervall von der Entwöhnung bis zum Einsatz | 0.41 (0.010) | 0.12 (0.007) |
Von größter Bedeutung ist, dass innerhalb der Merkmale, die in einer PRRS-gefährdeten Umgebung gemessen werden, eine genetische Varianz besteht, die die Möglichkeit einer genetischen Selektion bietet. Es werden jedoch geringfügige Änderungen in den Schätzungen zwischen den beiden Umgebungen beobachtet. Es ist wichtig, diese Unterschiede zu verstehen, da sie Einfluss darauf haben können, wie der Schwerpunkt auf bestimmte Merkmale innerhalb eines Zuchtziels gelegt wird, das auf die Auswahl PRRS-resistenter Tiere zugeschnitten ist. Nichtsdestotrotz ist die beobachtete Erblichkeit wichtig, denn mit dieser Bestätigung der genetischen Kontrolle des Wirts über Merkmale, die in dieser anspruchsvollen Umgebung ausgedrückt und gemessen werden, erweist sich die genetische Selektion für Tiere, die in dieser Umgebung bessere Leistungen erbringen, als plausibel. Mit dem Aufkommen genomischer Technologien, die derzeit bei Genesus-Genbewertungen eingesetzt werden, besteht ein nächster Schritt bei der Nutzung dieser Informationen darin, genomische Zuchtwerte für Tiere, die keiner PRRS-gefährdeten Umgebung ausgesetzt sind, hinsichtlich ihrer genetischen Fähigkeiten vorherzusagen in PRRS-gefährdete Herden.
Bei der Überprüfung von Forschungsthemen zur PRRS-Kontrolle und -Immunität stützen sich die Bemühungen auf multidisziplinäre Ansätze, darunter Virologie, Immunologie, Produktion und Genetik (Amadori et al., 2021). Als verantwortungsvoller Industriepartner vertritt Genesus die Disziplin der Genetik, da wir unsere Forschung in einem translationalen Ansatz für ein PRRS-resistenteres Schwein anwenden. Forschungsbemühungen zur Krankheitsresistenz stehen weiterhin im Mittelpunkt der genetischen Verbesserung der Genesus-Schweinepopulationen.
References:
Amadori M., Listorti V. und Razzuoli E. 2021. https://doi.org/10.3390/pathogens10091073
Boddicker N., EH Waide, RRR Rowland, JK Lunney, DJ Garrick, JM Reecy, JCM Dekkers 2012. https://doi.org/10.2527/jas.2011-4464
Holtkamp DJ, Kliebenstein JB, Neumann EJ, Zimmerman JJ, Rotto HF, Yoder TK, Wang C., Yeske PE, Mowrer CL und Haley CA Bewertung der wirtschaftlichen Auswirkungen des Virus des reproduktiven und respiratorischen Syndroms von Schweinen auf Schweinefleischproduzenten in den Vereinigten Staaten. J Schweinegesundheit Prod. 2013; 21: 72–84.
Kommadath, A., Bao, H., Choi, I. et al. 2017. https://doi.org/10.1038/srep46203
Mayer, JJ, Brisbin Jr., IL Wildschweine in den Vereinigten Staaten: Ihre Geschichte, vergleichende Morphologie und aktueller Status. Pbk. Hrsg. University of Georgia Press 2008.
Sanglard Leticia P., Fernando Rohan L., Gray Kent A., Linhares Daniel CL, Dekkers Jack CM, Niederwerder Megan C., Serão Nick VL 2020. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.01011
Serão NV, Matika O, Kemp RA, Harding JC, Bishop SC, Plastow GS, Dekkers JC. 2014. https://doi.org/10.2527/jas.2014-7821
Stadejek T., Stankevicius A., Storgaard T., Oleksiewicz MB, Belák S., Drew TW und Pejsak Z. 2002. https://doi.org/10.1099/0022-1317-83-8-1861
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