SNP-Bestimmung und Zuchtwerte

Wie werden die SNPs im Labor bestimmt?

Bei den Laboranalysen kommen sogenannte SNP-Chips zur Anwendung. SNP-Chips gibt es von verschiedenen Herstellern und in unterschiedlichen Ausführungen (Anzahl SNP, die pro Probe analysiert werden). Standard beim Rind (Milchrassen) war zu Beginn der Illumina ® BovineSNP50 BeadChip, mit dem gleichzeitig an zwölf Proben je über 54'000 SNP auf einmal bestimmt wurden. Mittlerweile gibt es solche mit weniger SNP - Low Density Chip (LD-Chip) genannt - und solche mit über 777'000 SNP, als High Density Chip (HD-Chip) bezeichnet. Dazu kommen noch Chips, die zusätzlich zu den SNP für die Zuchtwertschätzung noch Erbfehlertests (z. B. SMA, Weaver, BLAD, CVM) und einige Tests gewisser monogen vererbter Eigenschaften (z. B. Rotfaktor, Kappa Casein, Hornlosigkeit für gewisse Rassen) bieten. Genotypen von LD-Chips lassen sich mittels Imputing auf eine höhere Dichte (Standard-Chip oder sogar HD-Chip) hochrechnen. HD-Chips kommen aktuell nur in Forschungsprojekten zur Anwendung, da sie keinen wesentlichen Vorteil für die Zuchtwertschätzung bringen.

Von den SNPs zu den Zuchtwerten

Die meisten SNPs, wie sie im Labor bestimmt werden, sagen zunächst noch nichts über das Vererbungspotenzial eines Tieres aus. Erst mit statistischen Methoden werden die Zusammenhänge zwischen SNPs und den züchterisch interessanten Eigenschaften aufgedeckt. Die nötigen Daten liefern nachzuchtgeprüfte Stiere, deren Vererbungsmuster weitreichend bekannt ist. Dazu sind viele untersuchte nachzuchtgeprüfte Stiere notwendig, vermutlich über tausend; je mehr desto besser. Kühe mit sicheren Zuchtwerten können ebenfalls einen Beitrag bringen.

Sind die Beziehungen einmal ermittelt, lassen sich bereits für junge Tiere anhand der SNP-Untersuchungen in Kombination mit den Informationen über ihre Eltern bereits Zuchtwerte ermitteln, die eine deutlich höhere Sicherheit aufweisen als reinen Abstammungszuchtwerte. Wie sicher diese genomischen Zuchtwerte sind, ist in erster Linie davon abhängig, wie gut die Beziehung zwischen SNPs und Zuchtwerten geschätzt werden kann und welche Erblichkeit (Heritabilität) das Merkmal aufweist.

Wie sicher sind genomisch optimierte Zuchtwerte (GOZW) im Vergleich zu traditionellen Zuchtwerten (ZW)? Es gibt verschiedene Untersuchungen dazu, zum Beispiel von Van Doormaal (2009) bei kanadischen Holsteinern für eine Auswahl an Merkmalen:
Sicherheit der Zuchtwerte (Bestimmtheitsmass, B%) Holstein Kanada (Van Doormaal, 2009)

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Der Einbezug der SNP-Informationen bringt somit in erster Linie bei Kälbern einen wesentlichen Zuwachs an Sicherheit gegenüber der bisherigen Methode. Aber auch Kühe können mit den SNP-Informationen sicherer bewertet werden als es die traditionelle Zuchtwertschätzung mit Eigenleistung und Vorfahreninformation vermochte. Demgegenüber ist bei Stieren, die im eigenen Land geprüft werden, keine wesentliche Zunahme der Sicherheit mehr zu erzielen.