Concept for planing conservation schemes for farm animal genetic diversity focussed on German chicken breeds
Konzept für die Planung von Maßnahmen zur Erhaltung der genetischen Diversität bei landwirtschaftlichen Nutztieren am Beispiel des Haushuhns
by Tamina Pinent
Date of Examination:2009-04-28
Date of issue:2009-06-25
Advisor:Prof. Dr. Henner Simianer
Referee:Prof. Dr. Michael Mühlenberg
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Genetic diversity is the base for future breeding in all farm animal species and therefore needs to be conserved. Criteria for the choice of breeds to be included in conservation programs are essential for the design of conservation strategies. In this study, such criteria were developed based on Weitzman s diversity concept using domestic chicken biodiversity as a model. Taking into account the specific features of farm animal biodiversity, the following extensions of the methodology were developed: (a) an approach to assess the Weitzman diversity within and between breeds, (b) development of an approximate algorithm and software to calculate Weitzman s diversity statistics for many breeds, and (c) an approach to account for safe external (international or commercial) populations in the derivation of conservation priorities. Based on 29 microsatellites genotyped for 9 to 50 individuals in 20 non-commercial fancy breeds and 8 commercial layer and broiler lines the Reynolds distance was calculated. Diversity between breeds, marginal diversity and conservation potential were calculated for the fancy breeds, with or without accounting for the safe commercial breeds, using Weitzman s exact recursive algorithm. An approximation was developed to cope with bigger sample sizes. This enabled us to account for diversity between and within breeds in one step analyzing single animal data. Estimation of diversity contained in different populations could be calculated establishing a Relative Diversity Index and looking for the probability of normal densities in fancy breeds and commercial lines. Several tool s to support decisions in planning and conducting conservation concepts were suggested. Especially for poultry lacking an existing promotion programme this is expected to be reasonable to use an area-wide approach.
Keywords: biodiversity; breeds; chicken; microsatllites; Weitzman; conservation
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Die genetische Vielfalt stellt die Basis für zukünftige Zuchtarbeit in allen Nutztierarten dar und muss daher erhalten werden. Für die Konzeption von Erhaltungsprojekten ist es nötig Kriterien für die Wahl der Rassen zu finden, die mit höchster Priorität erhalten werden sollen. In dieser Studie wurden am Modell der Biodiversität des Huhnes auf der Grundlage des Weitzman schen Biodiversitätskonzepts solche Kriterien entwickelt. Aufgrund der besonderen Gegebenheiten bei Nutztieren wurde die Methodik um die folgenden Aspekte erweitert: (a) Entwicklung eines Ansatzes zur Berechnung der Weitzman-Diversität innerhalb und zwischen Rassen, (b) Entwicklung approximativer Algorithmen und Programme zur Berechnung der Weitzman schen Diversitätsstatistik für viele Rassen, und (c) Berücksichtigung sicherer externer Populationen bei der Ableitung von Erhaltungsprioritäten. Es konnte gezeigt werden, dass die Ableitung von Erhaltungsprioritäten nach dem Kriterium Erhaltungspotential im vorliegenden Fall nicht dazu führt, dass besonders stark ingezüchtete Linien die höchste Priorität erlangen. Für 20 nichtkommerzielle Hühnerrassen und acht kommerzielle Broiler- und Leger-Elternlinien wurden Reynolds Distanzen anhand von 29 Mikrosatelliten geschätzt. Es wurden zwischen 9 und 50 Individuen pro Rasse genotypisiert. Die Diversität zwischen den Rassen, die marginale Diversität und das Erhaltungspotential für alle Rassen wurden mit dem exakten Algorithmus von Weitzman berechnet. Um größere Datensätze bearbeiten zu können wurde eine Approximation des Weitzman Algorithmus entwickelt. Dies ermöglicht die Diversität zwischen und innerhalb der Rasse in einem Analyseschritt zu ermitteln. Die Beurteilung der, in verschiedenen Populationen enthaltenen Diversität konnte durch den Relativen Diversität Index (RDI) und durch die Wahrscheinlichkeit normaler Dichten bei Rassehühnern und in kommerziellen Linien erreicht. Es konnte gezeigt werden, dass ein Großteil der genetischen Diversität innerhalb der Rassen angesiedelt ist, und dass die nicht kommerziell genutzten Rassen einen erheblichen Beitrag zur gesamten Diversität leisten. Die entwickelten Methoden und Programme können für die Ableitung von Erhaltungsprioritäten in anderen Tierarten genutzt werden. Vor allem aber für Geflügel mangelt es an Förderprogrammen, die durch diese Arbeit unterstützt werden und Länderübergreifend Verwendung finden könnten.
Schlagwörter: Biodiversität; Rassen; Hühner; Mikrosatelliten; Weitzman; Erhaltung