von: Chad Bierman, PhD, Genetiker, Genesus Inc.
Krankheit trägt wesentlich zu erhöhten Kosten in der Schweineindustrie bei. Beispielsweise belaufen sich die geschätzten Kosten für die PRRS-Krankheit (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome) allein auf 664 Millionen US-Dollar pro Jahr für die US-Schweineindustrie (Schätzung für das Jahr 2012), wobei 45% dieser Kosten auf die Zuchtherde und 55% auf die Zuchtherde entfallen Züchter- / Finisherherde (PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH). In dem Bericht werden die Kosten auf Schweinebasis aufgeschlüsselt, was 4.67 USD für jedes in den USA vermarktete Schwein entspricht. Wenn wir die Auswirkungen anderer globaler Schweinekrankheiten berücksichtigen, sind die Kosten viel höher. Daher wird die Auswahl von Schweinen mit verbesserter Krankheitsresistenz die Fähigkeit der Schweineindustrie, erschwingliche Schweinefleischprodukte zu liefern, erheblich beeinflussen.
In einem früheren technischen Bericht haben wir die Sichtweise von Genesus zur genetischen Selektion für gesündere Schweine geteilt (Der Weg zu genetisch gesünderen Schweinen). Es ist unwahrscheinlich, dass Krankheiten bei Schweinen verschwinden. Es ist wahrscheinlich, dass die Abschwächung der Auswirkungen des Krankheitsdrucks aufgrund der geografischen Verbreitung der derzeit identifizierten Krankheitserreger und der Mutation bestehender Stämme zu neuen Stämmen schwieriger wird.
Unsere Absicht ist es, Schweine innerhalb von Genesus-Rassen zu identifizieren, die von Natur aus widerstandsfähiger gegen Krankheitserreger sind, und es ihnen zu ermöglichen, ihre gewünschten Gene an die nächste Generation von Selektionskandidaten weiterzugeben. Diese Strategie führt zur Aufnahme einer zusätzlichen Komponente in das Zuchtziel reinrassiger Genesus-Rassen und zu einem Weg zur genetischen Verbesserung der Krankheitsresistenz.
Eine mögliche Implementierungsmethode besteht darin, den Schwerpunkt der Auswahl auf die Antikörperantwort zu legen. Das Immunsystem löst eine Immunantwort aus, wenn ein Antigen eingeführt wird. Das Ausmaß der Immunantwort innerhalb des Individuums kann aus Blut gemessen werden. Die Heritabilität ist eine Schätzung des Ausmaßes der Kontrolle, die die Genetik bei der Expression eines Phänotyps hat, und kann nur geschätzt werden, wenn bekannte Stammbäume oder Genotypen den Phänotyp begleiten. In einer herausgeforderten Umgebung zeigte die Antikörperantwort eine mäßig hohe Heritabilität (h2 = 0.45 ± 0.13) bei Genesus-Großeltern (Serão et al., 2014), was darauf hindeutet, dass dieses Merkmal auf die genetische Selektion reagiert.
In derselben Studie wurden große und günstige genetische Korrelationen (rg) zwischen Antikörperantwort und Reproduktionsergebnissen entdeckt, die viel höher waren als ihre phänotypischen Korrelationen (rp) (Tabelle 1). Eine Sekundärstudie, in der die Genesus-Population für die Kreuzvalidierung verwendet wurde, stützte diese ersten Ergebnisse und berichtete über eine Heritabilität mit einem Bereich von 0.28 bis 0.47, abhängig von den verwendeten Daten (Serão et al., 2016). Eine spätere Studie unter Verwendung einer separaten weiblichen F1-Population berichtete über eine ähnliche Heritabilität für die Impfreaktion (h2 = 0.34 ± 0.05) (Sanglard et al., 2020).
Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass die Antikörperantwort auf den PRRS-Impfstoff unter genetischer Kontrolle steht und als Prädiktor für die Reproduktionsleistung unter PRRS-Belastung verwendet werden kann. Diese Schlussfolgerungen weisen auf diesen Ansatz als potenziell wirksame Strategie zur Auswahl von Schweinen mit verbesserter Krankheitsresistenz hin.
Tabelle 1. Phänotypische (rp) und genetische Korrelationen (rg) mit Standardfehlern (se) zwischen Fortpflanzungsmerkmalen und Antikörperantwort unter direkter PRRS-Belastung (Serão et al., 2014).
| Fortpflanzungsmerkmal | rp (se) | rg (se) |
| Zahl lebend geboren | 0.06 (0.05) | 0.73 (0.24) |
| Anzahl der Totgeborenen | -0.07 (0.05) | -0.72 (0.28) |
| Anzahl der Mumien | -0.04 (0.05) | -0.66 (0.28) |
Die saubere Umgebung innerhalb der Kernherdeneinstellungen bietet keine herausfordernde Umgebung, die zur Messung von Resilienzphänotypen geeignet ist, und eine Impfung gegen viele Krankheiten ist keine Option. In kommerziellen Betrieben ist die Impfung jedoch eine gängige Praxis, und der Zeitpunkt stimmt häufig mit dem Zeitplan überein, der für die Erfassung von Daten für die Durchführung der genetischen Selektion erforderlich ist. Die Isolierung eingehender Ersatz-Jungsauen ermöglicht die Messung der Ab-Reaktion nach der Impfung, da eingehende Ersatz-Jungsauen in der Regel gesundheitsgeprüft werden, um sicherzustellen, dass vor der Einführung in die Sauenfarm keine Krankheit vorliegt.
Frühere Untersuchungen ergaben, dass PRRS-infizierte und PRRS-geimpfte Tiere ähnliche Antikörperreaktionen zeigen (Ellingson et al., 2010). Die Menge an Antikörpern, die innerhalb eines Individuums hervorgerufen wird, dient als Phänotyp. Daher wird die genetische Selektion unter Impfstoffbelastung die Auswahl unter direkter Belastung widerspiegeln. Die Assoziationen zwischen der Ab-Reaktion und anderen Merkmalen der Fortpflanzungs- und Sauenproduktivität werden dann geschätzt, um die Grundlage für die genomische Selektion für die Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten zu schaffen.
Das Erhalten von Phänotypen aus Umgebungen außerhalb der Kernherde ist wichtig für die Weiterentwicklung reinrassiger Populationen. Genesus bezieht Genotyp-, Phänotyp- und Stammbauminformationen von kommerziellen Farmen. Die Verwendung von Antikörperantwort-Phänotypen bei einer genomischen Bewertung reinrassiger Verwandter liefert einen zusätzlichen Phänotyp, um die genetische Verbesserung gegenüber gesünderen Schweinen zu unterstützen.
Bibliographie
Ellingson, JS, Weng Y., Layton S., Ciacci-Zanella J., Roof MB und Faaber KS 2010. Impfstoffwirksamkeit von Virus-Chimären des reproduktiven und respiratorischen Schweine-Syndroms. Impfstoff 28: 2679–2686.
Globale PRRS-Lösungen; PRRS.com; Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH
Sanglard LP, Fernando RL, Gray KA, Linhares DC, Dekkers JC, Niederwerder MC und Serão NV (2020). Genetische Analyse der Antikörperantwort auf die Impfung gegen das Fortpflanzungs- und Atmungssyndrom bei Schweinen als Indikatormerkmal für die Fortpflanzungsleistung bei kommerziellen Sauen. Grenzen in der Genetik.
Serão NV, Matika O., Kemp RA, Harding JCS, Bischof SC, Plastow GS & Dekkers JCM (2014) Genetische Analyse der Fortpflanzungsmerkmale und der Antikörperantwort in einer PRRS-Ausbruchsherde, Journal of Animal Science. 92: (2905–21).
Serão, NV, Kemp, RA, Mote, BE, Willson, P., Harding, JC, Bischof, SC, Plastow, GS & Dekkers, JC (2016). Genetische und genomische Grundlage der Antikörperantwort auf das reproduktive und respiratorische Schweine-Syndrom (PRRS) bei Jungsauen und Sauen. Genetik, Selektion, Evolution: GSE. 48 (1), 51.
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