Die Implementierung der Selektion gegen Osteochondrose in ein Zuchtprogramm beim Warmblutpferd
Evaluation of breeding strategies against osteochondrosis in warmblood horses
by Stephanie-Mabinti Busche
Date of Examination:2005-11-18
Date of issue:2005-12-27
Advisor:Prof. Dr. Erich Bruns
Referee:Prof. Dr. Dr. Matthias Gauly
Referee:Prof. Dr. Martina Gerken
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Size:835.Kb
Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Osteochondrosis (OC) is a skeletal disease caused by disturbed bone formation and can lead to loose bone fragments in the joints (OCD). Affected horses have a higher risk for locomotion problems and culling (Koenen, 2000). The frequency of OC is up to a quarter in different warmblood breeds. Heritability estimates for OC range from 0.1 to 0.3 and indicate that genetic selection can reduce the frequency of OC (Bruns, 2001).In the course of the present study, effects of selection strategies to prevent the joint disease osteochondrosis on a simulated horse population have been evaluated. The simulated population was developed following the conditions of a real horse population to ensure realistic results. The selection takes place within a selection index, which considers the three traits dressage, jumping and ostechondrosis (OC). The selection weights put on the traits differed. On the one hand the changes of the OC-frequency proceeding on a basic frequency of 0.2 have been observed over 5 generations and 50 repetitions. The influences of different selection strategies on the breeding values of the performance traits have been recorded as well. Due to the fact that the transmission of OC is unknown, two different genetic models for the definition of osteochondrosis have been developed. Model I describes OC as a one-gene locus trait with two alleles, in model II OC is simulated as a normally distributed trait. Two different selection strategies were applied for both different genetic models. The one-step selection model selects horses for the three different traits within one step. In this strategy all horses are x-rayed for OC. The two-step selection model selects horses based on their performance in dressage and jumping at the first step; at the second step horses are selected on both the performance in dressage and jumping and on OC. Only the superior horses in dressage and jumping are x-rayed for OC. This procedure resembles the selection at the stallion approval, so it considers only the stallions of the simulated population for the selection against OC. On the basis of the presented genetic model II and the two-step selection strategy, several selection scenarios were developed, which simulates the selection at the stallion approval. The genetic model II with two phenotypic classes was refined to divide the phenotype into the 4 common x-ray classes. As a further development of this 4-class model, the exclusion of stallions with an x-ray class III and/or IV from selection was simulated. Besides, a selection against OC based on estimated breeding values of OC and performance traits was developed on the basis of the 4-class model.In view of the results gained in this study the conclusion can be drawn, that the OC- frequency could be reduced by specific selection strategies in a breeding program. By comparing the different selection scenarios due to the results, the model with breeding values is preferred and recommended for the use in breeding programs.
Keywords: horses; warmbloods; simulation; ostechondrosis; breeding strategies
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Osteochondrose (OC) ist eine entwicklungsbedingte Skeletterkrankung, ausgelöst durch eine Störung der Verknöcherung des wachsenden Knorpels, die sich letztlich durch losgelöste Knochen/Knorpelfragmente im Gelenk darstellt und als Osteochondrosis dissecans (OCD) bezeichnet wird. Diese auch als "Chips" bezeichneten freien Gelenkkörper können durch eine Schädigung der Gelenkoberfläche zu dauerhafter Lahmheit führen. Die Inzidenz dieser Erkrankung liegt bei 20-25%. Die Heritabilität liegt in einem Bereich von 0,1-0,3 (Bruns, 2001). In der Literatur wird der Ätiologie und Pathogenese der Osteochondrose ein multifaktorieller Hintergrund zugeschrieben, bei dem Vererbung, Wachstum, Fütterung, mineralische Imbalancen, endokrine Dysfunktionen und biomechanische Traumen eine Rolle spielen (JEFFCOTT, 1991).Die vorliegende Studie hat das Ziel, anhand eines Computersimulationsprogramms die Auswirkungen von Selektionsstrategien gegen die Gelenkserkrankung Osteochondrose auf eine simulierte Pferdepopulation nachzuvollziehen. Auch die Auswirkungen einer verstärkten Selektion gegen OC auf die Zuchtwerte von Leistungsmerkmale sind Gegenstand dieser Untersuchung. Die Population, an der in der vorliegenden Studie die Auswirkungen von Selektionsstrategien gegen Osteochondrose untersucht werden, besteht aus 5000 Zuchtstuten und 100 Zuchthengsten. Jede Stute erzeugt pro Generation vier Fohlen (zwei Stut- und zwei Hengstfohlen, mütterliche Halbgeschwister). Die Selektion wird anhand eines Selektionsindexes vollzogen, der die Merkmale Dressur, Springen und Osteochondrose (OC) umfasst. Die Gewichtung der Merkmale innerhalb des Selektionsindexes variiert. Die Beobachtung der Veränderungen, ausgehend von einer OC-Frequenz von 0,2 in der Basispopulation, erfolgt über fünf Generationen und 50 Wiederholungen. Zwei verschiedene genetische Modelle wurden entwickelt, die eine Annahme über das mögliche Vererbungsmodell der OC treffen. Innerhalb des ersten Modells wird als OC ein Genort mit zwei Allelen beschrieben, in dem zweiten Modell ist OC ein normalverteiltes Merkmal. Die Selektion vollzieht sich durch zwei unterschiedliche Selektionsmethoden, die ein- und die zweistufige Methode. Die einstufige Strategie beinhaltet die Selektion der drei Merkmale innerhalb einer Selektionsstufe. Bei der zweistufigen Selektion findet auf der ersten Stufe eine Selektion auf die Dressur- und Springeignung statt, auf der zweiten Stufe werden Pferde mit überdurchschnittlichen Leistungen in diesen Merkmalen einer röntgenologischen Überprüfung ihres OC-Status unterzogen. Bei dieser Methode werden nur die Hengste in die Selektion einbezogen. Weiterhin wurden verschiedene Selektionsszenarien entwickelt, welche die Auswahlmethoden bei der Hengstkörung simulieren. Auf Basis des genetischen Modells II entstand ein Modell, das den Phänotyp in vier Klassen einteilt, die den vier Röntgenbewertungsklassen nachempfunden sind. Auf der Basis dieses Modells wurde ein Ausschlussselektionsmodell entwickelt, bei dem Hengste, deren röntgenologische Befunde in die Röntgenklassen III oder IV eingeteilt wurden, von weiteren Selektionsentscheidungen ausgeschlossen werden. Das Szenario einer Zuchtwertschätzung für OC wurde innerhalb eines weiteren Selektionsmodells simuliert.Anhand der erzielten Ergebnisse wird deutlich, dass die Osteochondrose-Frequenz einer Population durch gezielte züchterische Maßnahmen innerhalb eines Zuchtprogramms gesenkt werden kann. Im Vergleich der simulierten Selektionsszenarien wird aufgrund der erzielten Ergebnisse das Modell mit Zuchtwertschätzung präferiert und für die Anwendung innerhalb eines Zuchtprogramms empfohlen.
Schlagwörter: Pferde; Warmblutzucht; Simulation; Osteochondrose; Selektion; Zuchtprogramm; Zuchtwertschätzung