Genomische Zuchtwertschätzung: Züchten mit Blick auf DNA

Zuchtwertschätzungen sind ein Thema, das Tierzüchter immer schon beschäftigt. Die Pferdezucht hinkte bislang hinter anderen Bereichen der Tierzucht etwas hinterher. Aber die Milchleistung einer Kuh zu erfassen und genomisch abzubilden, ist auch etwas anderes, als das Potenzial eines zukünftigen Dressurpferdes entsprechend ins Visier zu nehmen.

Genomische Zuchtwerte als wichtige Zusatzinformation

Bislang basierte die Auswahl von Zuchtpferden vor allem auf beobachtbaren Merkmalen und Ergebnissen von Leistungsprüfungen. Der sogenannte Phänotyp war ausschlaggebend für das, woran man als Züchterin und Züchter, oder auch als Mitglied einer Bewertungskommission Entscheidungen festmachte: Exterieurmerkmale, Bewegungen, Springvermögen … Alles Faktoren, die von Umwelteinflüssen beeinflusst werden können – Training, persönlicher Geschmack, die Frage, mit welchen Idealvorstellungen der- oder diejenige, die das Fohlen, den Hengst … beurteilen großgeworden sind. Faktoren, die die tatsächliche genetische Veranlagung zumindest in Teilen überlagern. Die genomische Analyse setzt nun direkt am Erbgut an: Am Genotyp des Pferdes lassen sich erbliche Anlagen für zahlreiche Merkmale deutlich zuverlässiger ablesen. Das erhöht die Sicherheit bei Selektions- und Anpaarungsentscheidungen erheblich.

Wie funktioniert die genomische Zuchtwertschätzung?

Der Prozess ist komplex, sehr grob vereinfacht kann man ihn so zusammenfassen: Gewisse Merkmale werden bei einem Pferd beobachtet. Dann wird geschaut, wie ähnlich oder unähnlich andere Pferd diese Merkmale gezeigt haben. Verknüpft man diese Daten dann für eine genügend große Zahl von Individuen, lassen sich im Genom Muster und Übereinstimmungen erkennen. So werden für ein Merkmal bedeutsame „Genorte“ definiert. Damit lässt sich dann wiederum für jedes künftig genomisch untersuchte Pferd nach Übereinstimmungen schauen – zumeist an mehreren Genorten, das eine „Totilas-Vorderbein-Mechanik-Gen“ gibt es nicht. Sind es überwiegend vorteilhafte Ausprägungen der Genorte? Oder ist es eher ein bunter Mix, der die Hoffnung auf einen „Dressurpferdemacher“ eher nicht bestärkt?

Erstmals werden also jetzt Merkmale aus Exterieur, Bewegung und Springanlage systematisch mit genomischen Informationen so verrechnet, dass züchterische Entscheidungen besser abgesichert werden können. Die zusammengefasste Darstellung erleichtert die Nutzung.

Genomische Zuchtwertschätzung basiert auf gigantischen Datenmengen

Geforscht und vor allem typisiert, sprich eine Genomdatenbank angelegt, wird schon lange. Grundlage sind Daten aus 14 Jahren systematischer Erfassung mittels linearer Beschreibung. Insgesamt 28 Exterieur-, 19 Bewegungs- und 12 Springmerkmale ließen sich so genomisch aufarbeiten. Für die Auswertung wurden Profile von rund 84.000 Pferden herangezogen, die linear beschrieben wurden.

Zunächst lineare Beschreibung

Bei der linearen Beschreibung wird notiert, in welche Richtung von einem Ausgangspunkt 0 aus betrachtet, gewisse Kriterien, „Merkmale“, in die eine oder andere Richtung abweichen. Die Skala reicht dabei von -3 bis +3. Also eine flache, gerade Kruppe (-3) oder eine steil abfallende Kruppe (+3). Wichtig: Es wird beschrieben, nicht bewertet!

Neben den ausführlichen Daten der 84.000 linear beschriebenen Pferden profitiert die Datenbasis von einem Pool, der über 130.000 genotypisierte Pferde umfasst. All dies wird im Rechenzentrum vit mithilfe modernster Methoden zusammengeführt und ausgewertet.

Was haben die Züchter davon?

Entwickelt wurde das System von der International Association of Future Horse Breeding GmbH & Co KG (IAFH): Der Zusammenschluss führender deutscher Warmblutzuchtverbände verfolgt das Ziel, genomisch unterstützte Anwendungen gezielt für die Sportpferdezucht nutzbar zu machen. Die neuen IAFH-Zuchtwerte der Hengste stehen Züchtern der Mitgliedsverbände ab sofort kostenlos online zur Verfügung.

Der Clou ist die Kombination von Phänotypdaten (Turnierergebnisse, lineare Beschreibungen, …) mit den hochauflösenden genotypischen Informationen in Analysen, so dass abgesicherte Ergebnisse „verbraucherfreundlich“ verfügbar werden. So erscheint eine Diagramm-Abbildung, wie man sie aus der Darstellung der linearen Beschreibung kennt, allerdings mit einer anderen Skala. Dort steht die Null für eine mittlere Ausprägung, die  mit einer Bandbreite von -3 bis +3 von 0 ausgehend variiert. Bei den genomischen Zuchtwerten jedoch deutet die 100 im Zentrum darauf hin, dass die Genetik nicht in Richtung des einen oder anderen Extrems deutet.

„Wahl-O-Mat“ der modernen Pferdezucht

Ein weiteres Kernstück ist ein digitales Anpaarungsprogramm: Züchter können individuelle Zuchtziele definieren und erhalten passende Hengstvorschläge für ihre Stuten – eine Art „Wahl-O-Mat“ der modernen Pferdezucht. Die finale Entscheidung bleibt jedoch beim Züchter. „Es ist eine zusätzliche Information“, betont PD Dr. Kathrin Stock, maßgebender Motor hinter den Bemühungen rund um die genomische Zuchtwertschätzung beim Pferd. „Ich erhalte durch die Typisierung quasi ein genomisches Hochauflösungspedigree. Also beispielsweise, dass mein Fohlen 59,3 Prozent von der Mutter und entsprechend 40,7 Prozent der Gene vom Vater hat.“ Die Daten lassen sich dann viel weiter herunterbrechen „und damit kann man viel genauer herausarbeiten, welche Genetik vorteilhaft ist“, so die im vit mit den Analysen befasste Tierärztin.

Infos zur Gesundheit bald abbildbar?

Langfristig rückt neben Leistung und Exterieur besonders die Gesundheit in den Fokus. Ziel der genomischen Zuchtwerte ist es, Belastbarkeit und Robustheit der Population zu verbessern. Ein SNP-Chip mit relevanten Genorten ist bereits verfügbar. Ein SNP-Chip (Single Nucleotide Polymorphism Microarray) ist ein DNA-Chip, der Zehntausende bekannter genetischer Varianten (SNPs) in einer Probe parallel analysiert. Er ermöglicht eine schnelle, hochauflösende Genotypisierung für Krankheitsdiagnostik, Abstammungstests und Zuchtwertschätzung bei verschiedenen Tierarten.

Was allerdings noch nicht ausreichend vorliegt, sind Gesundheitsdaten. Will man bestimmte Erkrankungen eindeutig genetisch zuordnen, braucht es viele Daten aus tierärztlichen Praxen und Kliniken. An dieser Datengrundlage wird auch in Zusammenarbeit mit tierärztlichen Verbänden intensiv gearbeitet. Ein Durchbruch in diesem Bereich könnte die Pferdezucht nachhaltig verändern und die Zuchtwerte künftig noch stärker auf Gesundheit ausrichten. „Am Ende“, so Dr. André Hahn, Geschäftsführer der IAFH, „geht es um Gesundheit“.