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Angewandte Tierzucht (Subject) / Fragenkatalog (Lesson)

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  • Definieren Sie die Begriffe Gen, Allel, Locus ·       Gen: Summe der Nukleotidpaare, die ein bestimmtes Protein codieren Bezeichnung für einen Abschnitt aus dem Genom einer Zelle oder eines Virus, der für die Synthese einer Polypeptid-Kette einer Transfer –RNA oder einer ribosomalen RNA (=Genprodukte) verantwortlich ist ·       Allele: Gene die auf entsprechenden Genorten homologer Chromosomen liegen. Sie können einander völlig gleichen. ( einander entsprechende Gene im diploiden Chromosomensatz. Beide Allele liegen an dem gleichen Loci der homologen Chromosomen) ·       Locus: Ort auf dem Chromosom, an dem sich ein Gen befindet
  • Definieren Sie die Begriffe Population, Phänotyp, Genotyp und Allelfrequenz ·       Populationen: bestehend aus Individuen, deren Zusammengehörigkeit in der Möglichkeit der Paarung besteht (= Paarungsgemeinschaf /Fortpflanzungsgemeinschaft)  In der Praxis wird heute von Sorte, Rasse, Zuchtlinie gesprochen ·       Phänotyp: Erscheinungsbild eines Individuums.  Also die sichtbaren oder messbaren Ausprägungen eines Merkmals eines Tieres zB. Milchmenge, Gewichtszunahme, Fleischanteil) ·       Genotyp: kompletter Satz aller Allele eines Individuums (kann sich auch nur auf 1 Locus (Genort) beziehen) = Summe aller Allelwirkungen an allen Genorten für das entsprechende Merkmal = genotypischer Wert ·       Allelfrequenz: relativer Anteil eines Gens (Allels) in der Population (beziehen sich auf einen Genort); Allelfrequenzänderung durch Migration, Mutation und Selektion (einfach: verschiedene Allele eines Gens finden sich mit unterschiedlicher Häufigkeit im Genpool)
  • Welche Wechselwirkungen zwischen Genorten kennen Sie? Was bewirken Sie? Pleiotroph: Ein Gen beeinflusst mehrer Merkmale Epistasie: Inateraktion zweier Allele auf unterschiedlichen Genorten Polygenie: wenn Gene mehrerer Genorte additiv zusammenwirken, dadurch unterschiedlicher Ausprägungsgrad
  • Was sind komplexe Merkmale? mehrere Gene haben Auswirkung auf die Ausprägung eines Merkmals (Polygenie)
  • Qualitative Merkmale vs. Quantitative Merkmale Qualitativ: diskret, Binomialverteilt, monogen oder oligogen, Umweltunabhängig z.B. Farbe Hornlosigkeit, Erbfehler Quantitativ: kontinuierlich, messbar, Normalvertielt, polygen, Umweltbeeinflusst z.B. Milchmenge, Körpergröße
  • Nenne und beschreiben Sie zwei monogenetisch determinierte Merkmale bei landwirtschaftlichen Nutztieren Monogen beeinflusst bedeutet von einem Gen Erbkrankheit Spinngliedrigkeit beim Rind RN-Gen beim Schwein (Fleischqualität) Rotfaktor beim RInd
  • DNA vs. RNA DNA: Speicherung des Erbgutes Doppelhelix (Doppelstrang) Phosphat - Pentose - Base Adenin und Thymin Guanin und Cytosin Desoxyribose Purinabkömmling=A&G Pyrimidinabkömmling=C&T am 5' - 3' Ende Synthese RNA: Multifunktional Bsp: mRNA Übertragung genetischer Information Einfachhelix (Einzelstrang) Ribose statt Thymin Uracil
  • Erklären Sie Funktion und Aufbau einer Transkriptionseinheit Funktion: Transkription=RNA Synthese an einer DNA Matritze Gesamtheit von codierenden Regionen & den dazugehörigen, für die Kontrolle der Genexpression erforderlichen Nachbarbereiche (Signalstruktur und Kontrollbereich)
  • Beschreiben Sie das Phänomen der Kopplung von Erbanlagen; wie stellen Sie Kopplung fest? Zwei Gene in unmittelbarer Nachbarschaft auf einem Chromosom nicht unabhängig von einander vererbt nur durch Crossing Over voneinander zu trennen je häufiger gekoppelt, desto näher aneinander Kopplung feststellen mithilfe von Kopplungsanalysen (Rekombinationshäufigkeit) Schätzung der relativen Distanz zwischen Loci
  • Beispiel Kopplung zweier Loci und Erklärung Begriff Austauschhäufigkeit Bsp: viel Fleisch & halothan empfindlich beim Schwein Austauschhäufigkeit= Rekombinationsrate: Mit welcher relativen Häufigkeit treten Crossing Over auf?
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  • Beschreiben Sie die Aufgaben der Populationsgenetik! Def: Beschreibt genetische Struktur von Populationen und Gesetzen ihrer Änderung, das Verständnis der Züchtung zugrundeliegenden Vorgänge beruht auf der Kenntnis der Populationsgenetik. Aufgabe: die Gesetzmäßigkeiten der Allelverteilung & Veränderung der Genfrequenz in der Generationenfolge zu erforschen Ziel: Die besten Tiere selektieren und auf diese einen Zuchtfortschritt erzielen
  • Genfrequenz vs. Genotypfrequenz Genfrequenz: Relative Häufigkeit der Anzahl der einzelnen Allele in einer Population also A=p oder a=q Genotypfrequenz: Relative Häufigkeit der Anzahl eines bestimmten Genotyps in einer Population also AiAi
  • Hardy-Weinberg-Gesetz Warum hat es Bedeutung? Bekämpfung von Erbfehlern Von Genfrequenz auf Genotypfrequenz schließen p2+2pq+q2=1 Gen und Genotypfrequenzen bleiben über Generationen hinweg konstant wenn: Bedingungen: Idealpopulation Keine Migration Keine Selektion (Gendrift) Keine Mutation ausreichend große Population Zufallspaarung (Panmixie)
  • Beschreiben Sie die Bedeutung der additiv genetischen Varianz für Selektion und Zuchtwertschätzung! Summe aller additiven Geneffekte eines Individuums stellt Zuchtwert da Grundlage für Zuchtwertschätzung Grundlage für Selektion für Züchtung nur genotypischer Wert interessant!
  • Definieren Sie den Begriff Heritabilität und geben Sie Beispiele für Merkmale mit einer hohen und niedrigen Heritabilität! Heritabilität ist der Regressionskoeffizient vom Genotyp auf den Phänotyp, also der Quotient aus den Varianzen Genotyp/Phänotyp. Wie stark von der Umwelt beeinflusst? Ist der Erblichkeitsfaktor Prognose zum Zuchtfortschritt Schätzwert Werte zwischen 0 und 1 h2=1   ausschließlich Genetisch bedingt   (Farbe, Hornlosigkeit) h2=0 kein Einfluss der Genetik (Fruchtbarkeit, Gewicht)
  • Was versteht man unter dem Zuchtwert? Der Zuchtwertschätzung? Zuchtwert: beruht nur auf additiven Allelwirkungen und ist in den durchschnittlichen Leistungen seiner Nachkommen wirksam und sichtbar Zuchtwertschätzung: phänotypische und molekulargenetische Daten aus Leistungsprüfung werden mit Abstammungsinformationen aus dem Zuchtbuch verknüpft um Zuchtwerte für alle züchterisch interessanten Tiere zu schätzen
  • Umwelteffekte welche reduziert werden im Rahmen der Zuchtwertschätzung Systematische Umwelteffekte (nicht genetisch) Alter (Laktation) Gewicht (Speckdicke) Jahr/Jahreszeit Betrieb oder Station (Tierpfleger, Futter, Haltung) Region (Weidegebiet, Ackerbau) Zufällige Umwelteffekte (nicht genetisch) nicht zu identifizierende Einflüsse alles was nicht erfasst werden kann (Standplatz im Stall) Möglichkeiten zur Reduktion Prüfung aller Tiere in der gleichen Umwelt Zufällige Verteilung der Nachkommen bzw. Geschwistergruppen auf die vorhandenen Umwelten Statistische Korrektur (systematische Umwelteinflüsse)
  • Kovarianz? Abhängigkeit zwischen zwei Merkmalen X&Y gemeinsame Variation
  • genetische Korrelation? Wie verursacht? Beziehung zwischen zwei genotypischen Werten -1 bis +1 positive: Milchmenge - Tageszunahme/Futterverwertung - Tageszunahme negative: Eizahl - Eigröße/Milchmenge - Fettmenge rg = wie eng genetischer Zusammenhang Hilfsmerkmale Wirkung: eine Veränderung eines Merkmals führt auch zur Veränderung des anderen Merkmals
  • korrelierter Selektionserfolg indirekte Selektion man verändert ein Merkmal mit Hilfe des korrelierten dazugehörigen durch heritabilitätskoeffizieten und genetisce Korrelation bestimmt
  • Selektionserfolg durch Selektion hervorgerufene mittlere Leistungssteigerung in einer Population von Generation zu Generation R=S*h2
  • Generationsintervall mittleres Alter der Eltern bei der Geburt ihrer für die Weiterzucht vorgesehenen Nachkommen
  • Selektion Selektionsintensität Selektionsdifferential Selektionsgrenze Remontierungsrate Selektion: Auswahl von Tieren aufgrund eines bestimmten Leistungsmerkmals aus einer Population. Selektionsintensität: standardisierter Koeffizient, wieviele Standartabweichungen liegt das Mittel der selektierten Tiere über dem Populationsmittel Selektionsdifferenz: Differenz der selektierten Eltern und deren Leistungsüberlegenheit gegenüber dem Mittel der Gesamten Elternpopulation Selektionsgrenze: Von Züchtern festgelegt Tiere oberhalb werden Selektiert, unterhalb germerzt Remonte: Anteil selektierter Eltern
  • Def. Genetische Varianz wie stark streut ein genetisches Merkmal? Rückgang Varianz=geringerer Zuchtfortschritt
  • 4-Pfade-Modell Elitepaarung (Bullenmutter&Bullenvater) freie Paarung (Kuhmutter&Kuhvater) Alles einzeln geschätzt und addiert danach durch Generationsintervalle dividieren Genetischer Erfolg pro Jahr sehr unteschiedlich
  • Inzucht? Auswirkungen auf Phäno-&Genotyp? Paarung verwandter Individuen Tiere innerhalb der Population enger Verwandt als normal Dadurch teilweise Identische Gene Genotyp: Abnahme der Heterozygoten (oft überlegen Heterosis), Homozygotie bei rezessiven kann negativ werden (Erbfehler) Phänotyp: Verringerte Lebenskraft & Fruchtbarkeit (Inzuchtdepression) Uniformität 
  • Welche Bedeutung hat Populationsgröße auf die Inzuchtnahme? Je kleiner die Population desto Größer die Inzucht ΔF=1/2*Ne                   Ne=effektive Populationsgröße
  • absolute vs. Effektive Populationsgröße Absolute: die Anzhal der tatsächlichen Zuchttiere in einer Population Effektive: Anzahl Zuchttiere einer hypotetisch idealen Population in der die gleichen durchschnittlichen Inzuchtsteigerung erwartet wird Ne=4Nm*Nw / Nm+Nw
  • Was ist Heterosis, Welche Ursachen hat sie? Heterosis beruht auf nicht additiven Geneffekten (Dominanz, Überdominanz, Epistasie) Theoretisch:" Steigerung des Leistungsniveaus einer Kreuzungspopulation gegenüber dem Mittel der beiden homozygoten Elternpopulationen" Praktisch:" Steigerung des Leistungsniveause einer Kreuzungspoulation gegenüber dem Mittel der beiden Elternpopulationen"
  • Wie wird Heterosis züchterisch genutzt? Welche Merkmale zeigen den größten effekt? Vor allem bei Niedriger Heritabilität ALSO: Fruchtbarkeit, Wurfgröße, Aufzuchtleistung In Zuchtprogrammen mit hoher Vermehrungsrate (Geflügel und Schweinezucht) Gebrauchskreuzung auch beim Schaf/Rind Individuelle Heterosiseffekte: Leistungsmerkmal beim Endprodukt, bei allen Programmen genutzt Mastleistung/Schlachtleistung Materanle Heterosiseffekte: für spezifische Leistungen der Mutter des Endproduktes, Rück-,3-,4-fach und Rotationskreuzung genutzt (Lebendgeborene Ferkel) Paternale Heterosiseffekte: für spezifische Leistungen des Vaters des Endproduktes, 4-fach Kreuzung, Spermaqualität und Quantität
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  • Zuchtwertschätzung phänotypische und molekulargenetische Daten aus der Leistungsprüfung mit Abstammungsinformationen aus dem Zuchtbuch verknüpfen & Zuchtwerte schätzen Auf Basis des Zuchtwerts Gesundheit, Fundament etc. wird selektiert/gepaart Voraussetzung: korrekte Erfassung der Leistungs und Abstammungsdaten professionelle Datenverwaltung und aufbereitung
  • Zuchtwert beruht auf additiven Geneffekten, weil diese weitergegben werden können in durchschnittlichen Leistungen der Nachkommen wirksam und sichtbar ½Vater + ½Mutter
  • Genotypischer Wert vs. Zuchtwert Genotypisch: Wert aller Allele für die eigene Leistung des Tieres Zuchtwert: Wert aller Allele, für die Leistung der Nachkommen
  • Genotypischer Wert vs. Zuchtwert Genotypisch=Geschätzter Zuchtwert: Summe der additiven geneffekte, relativer Wert (nicht fix!) G=A+D+E Zuchtwert: Wert aller Allele, für die Leistung der Nachkommen 0,5 Vater + 0,5 Mutter
  • Charakteristika des Zuchtwert eines Tieres absoluter Zuchtwert nicht bekannt Bestmögliche Schätzung wird angestrebt Allelfrequenz ändert Zuchtwert ZW eines Individuums immer in relation zur Population sehen und kann nicht auf Pop. übertragen werden ZW kann sich ändern ZW= Basis für die Selektion der neuen Generation
  • Beschreiben Sie die Ermittlung des Zuchtwertes Korrektur der phänotypischen Leistungen für systematische Umwelteffekte Gewichtung der für die systematischen Umwelteinflüsse korrigierten Leistungen: Erblichkeit des Merkmals, Verwandtschaftsgrad, Anzahl wiederholter Erhebungen und deren Wiederholbarkeit, Anzahl der Informationen & ihr Verwandtschaftsgrad Zuverlässigkeit von geschätzten ZW unterschiedlich
  • Welche Faktoren beeinflussen die Milchleistung? Genetische Veranlagung (Rasse, Genotyp) Zufällige Umweltfaktoren (subklinische Erkrankung) Systemische Umweltfaktoren (Betrieb, Laktationsnummer, Kalbealter, ZKZ,)
  • Ablauf einer Zuchtwertschätzung und Einflussfaktoren Leistungen korrigieren und standardisieren für permanente Umwelteinflüsse Schätzung der additiven Genwirkung der Nachkommen Maximierung der Korrelation zw. geschätztem und wahrem Zuchtwert Einflussfaktoren ELP nur bei Merkmalen möglich, die am Tier selber gemessen werden NP Besser als ELP viele Nachkommen unter standardisierten Bedingungen GP Hilft nur, wenn viele Voll und Halbgeschwister Abstammung weniger gut als ELP WAHRER ZUCHTWERT IMMER UNBEKANNT
  • Moderne Schätzverfahren für Zuchtwerte Best Linear Unbiased Prediction Aussage über Nachkommen bevor sie da sind Lineare Modelle flexibel an verschiedene Zuchtstrukturen angepasst fixe und zufällige Effekte vollständige Berücksichtigung der verwandtschaftlichen Beziehung aller Tiere zufälligen genetischen Effekte müssen geschätzt werden Für jedes Tier Gleichung die mit vollständiger verwandtschaftsmatrix vernetzt wird Vorteile optimale Nutzung aller vorhandenen Verwandteinformationen bei Mehrmerkmalstiermodellen mit voller Verwandtschaftsmatrix bestmögliche Ausschaltung systematischer Umwelteffekte  gleichzeitige Schätzung von genetischen und umweltbedingten Trends wie Unterschiede zwischen verknüpften Zuchtpopulationen, Herden und sonstigen Gruppen
  • Wovon hängt Erfolg der Zuchtwertschätzung ab? möglichst genau geschätzt die Umsetzung der aus dem ZWS gewonnenen Erkenntnisse
  • Was ist eine Kreuzungszuchtmethode? Zucht mit mehreren Populationen Gebrauchskreuzung: durch ausnutzung verschiedener Leistungen wird eine effizientere Fleischerzeugung erreicht als bei Reinzuchttieren HETEROSIS
  • Diskontinuierlich vs. Koninuierlich Diskontinuierlich: Kreuzungstiere haben bestimmten Genanteil der Ausgangspopulation (nicht als Zuchttier einsetzbar) Endprodukt Vorteil: Jede Population hat eindeutige Stellung im Kreuzungsschema Nachteil: in 1. Kreuzungsgen hoher Anteil an Nebenprodukten Koninuierlich: Kreuzungszuchtmethoden Zuchttiere! Remontierung der Mütter ausn weibl. Kreuzungstieren, nur Väter werden zugekauft reuzierter Tierverkehr (bei KB garkeiner) ohne Reinzucht KEINE Kreuzungszucht möglich Kombinationseffekt =Additive Allelwirkungen Heterosis= nicht additiv
  • Zielsetzung Kreuzungszucht? unterschiedliche Leistungsveranlagungen von Tieren verschiedener Populationen kombinieren und Kombinationseffekte und Heterosis ausnutzen Heterozygote (Dominanz/Überdominanz) Vereinfachung der Selektion innerhalb der Linien und damit gesteigerter Selektionserfolg Verbesserung der merkmale mit geringer Heritabilität Aufhebung von Reinzucht verstärkt auftretende Anatgonismen
  • Genotyp-Umwelt-Interaktion GUI Wechselwirkung zwischen Genotyp eines Tieres & der Umwelt in der sich das Tier befindet unterschiedliche Genotypen verhalten sich in verschiedenen Umwelten gleich in einer Umwelt der beste muss nicht in anderer Umwelt genauso sein aus der Sicht einzelner Tiere oder einer ganzen Population betrachten Genotypen Ähnlich: Umweltänderung klein = keine Interaktion Ähnlich:groß=klein sehr verschieden:klein=klein sehr verschieden:groß=groß
  • Zuchtprogramm Schwein Herdbuchzucht/Basiszucht      KB      Zucht Vermehrungszucht                   KB      Zucht Ferkelerzeugung                      KB      Produktion Schweinemast                                    Produktion Schlachtung / Vermarktung / Verarbeitung Handelsketten / Gaststätten etc.
  • Reitpferdezuchtprogramm Selektionsstufe - Fohlenbeurteilung 6 Monate (Abstammung & äußere Erscheinung) Darauffolgt Hengstaufzucht ODER Sutenaufzucht Selektionsstufe - Körung/Stutbuchaufnahme 2½ bzw. 3 Jahre Selektionsstufe - ELP auf Station ab 3 Jahre bei Stuten auch auf dem Feld Zuchteinsatz Zuchtwertschätzung für Väter (für Mutter und Vater) Veranlagungstest (30Tage) Zuchtstutenprüfung mit ELP und NP Turniersport Hengstleistungsprüfung (70+Tage) ELP & NP Turniersport 4. Selektionsstufe -  ZWS 8-12 Jahre Elitestute oder Elitehengst Elitepaarung
  • Geflügelzuchtprogramm Zuchtbetriebe      Basiszucht     Reinzuchttiere Vermehrung         Züchten mit Reinzuchttieren, Legehybride produzieren, 4 Linien                                            Kreuzung Brüterei Endprodukt Strikte Hygiene Weltweiter Austausch kurzes Generationsintervall SEHR starke Heterosiseffekte Starke Konzentration auf wenige Züchter
  • Rinderzuchtprogramm Trennung der Zuchtpopulation [ aktiver ( identifizierbar, besamt, leistungsgeprüft)& passiver                                                    Teil] Auswahl der Bullenmütter Eigenschaften wie Melkbarkeit, Typ Elitepaarung mit besten nachkommengeprüften Leistungsvererbern des laufenden Jahres Zentrale Aufzucht aller Elitebullenkälber (ELP auf Gewicht, Futterverwertung,                                                                                         Fleischansatz, Konstitution) Auswahl der Testbullen aufgrund des Prüfungsergebnisses & der Besamungstauglichkeit Testanpaarung (zufällige Kühe) Gewinnung einer ausreichenden Spermamenge für einen eventuellen Besamungseinsatz (Sclachtung - Schlachtkörperverwertung) Umfassende Nachkommenprüfung Milchleistung, Fleischleistung, Fruchtbarkeit, Euter-& Körperform Positiver GZW→Auswahl der Bullenväter und der geprüften Altbullen
  • genomische Selektion beim Rind Zuchtwert soll direkt aus seinen Erbanlagen (genetischer Code) abgeleitet werden genetische Marker in ausreichende Zahl über das gesamte Genom vorhanden sein. genetische Marker sind erkennbare Markierungen im Genom SNP- Marker Single Nucleotid Polymorphism   statistische Analyse bestimmt für jeden Einzeln seinen Anteil am Zuchtwert genomischer Zuchtwert wird dann aus der Summe der SNP-Effekte berechnet Zuchtwert schon vor Geburt bekannt - Sicherheit allerdings nur 40%-60%
  • Vorteile Gebrauchskreuzung Schweinezucht Verbesserung der Merkmale mit geringer Heritablilät Aufhebung von Reinzucht verstärkt auftretenden genetischen Antagonismen Erhöhung des Zuchtfortschritts bei den wichtigen Leistungsmerkmalen durch Konzentration auf Selektion auf weniger Leistungsmerkmale innerhalb Zuhctlinien Erzeugung einer standardisierten qualitativ hochwertigen Mastendproduktes