EPISTATIC KINSHIP - A NEW MEASURE FOR THE ASSESSMENT OF GENETIC DIVERSITY IN LIVESTOCK POPULATIONS
EPISTATISCHE KINSHIP - EIN NEUES MASS ZUR BESTIMMUNG GENETISCHER DIVERSITÄT IN NUTZTIERPOPULATIONEN
by Christine Flury
Date of Examination:2006-02-02
Date of issue:2006-03-13
Advisor:Prof. Dr. Henner Simianer
Referee:Prof. Dr. Henner Simianer
Referee:Prof. Dr. Georg Thaller
Referee:Prof. Dr. Clemens Wollny
Persistent Address:
http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1700
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Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract
English
The main goal of this thesis was the extension of the single locus concept of the kinship coefficient to chromosomal segments of length x in Morgan. The metric - called epistatic kinship - describes the probability that two randomly drawn segments are identical by descent. In a simulation study the genetic properties of chromosomal segments were investigated theoretically. Further the use of marker based epistatic kinship was investigated for situations where pedigree information is not available. Finally the marker based epistatic kinship was evaluated on practical data. Therefore DNA-samples from three subpopulations of the Goettingen minipig were genotyped for six chromosomal segments defined with microsatellites. The statistical analysis revealed a remarkable variability of epistatic kinship between segments. The variability decreased applying a correction factor for identity by state. To estimate genetic diversity a genetic distance measure considering the epistatic kinship between and within populations was proposed. The distances for the three subpopulations of the Goettingen minipig resulted in the same order for the pedigree based expectations and the marker based epistatic kinship distances. Based on the results the epistatic kinship is proposed as a new measure for the assessment of genetic diversity for short term phylogenies, which are often found in livestock populations.
Keywords: genetic diversity; chromosome segments; identity by descent; microsatellites. Göttingen minipig; genetische Diversität; Chromosomensegmente; Herkunftsgleichheit; Mikrosatelliten; Göttinger Miniaturschwein
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Das Ziel der vorliegenden Dissertation war die Erweiterung der Betrachtungseinheit des Abstammungskoeffizienten von einzelnen Loci auf Chromosomensegmente der Länge x in Morgan. Das neue Maß mit der Bezeichnung epistatische Kinship beschreibt die Wahrscheinlichkeit, dass zwei zufällig gezogene Chromosomen-segmente herkunftsgleich sind. In einer Simulationsstudie wurden die genetischen Eigenschaften von Chromosomensegmenten theoretisch untersucht. Im Weiteren wurde die markergestützte Schätzung der epistatischen Kinship untersucht, da Abstammungsinformation in kleinen Nutztieropulationen oft nicht verfügbar ist. Abschliessend wurden die Eigenschaften der epistatischen Kinship anhand von praktischen Daten untersucht. Dazu wurden DNA-Proben aus drei Subpopulationen des Göttinger Minischweines für sechs Chromosomensegmente mit Mikrosatelliten typisiert. Die markergestützte epistatische Kinship variierte zwischen den einzelnen Segmenten. Durch die Verwendung eines Korrekturfaktors für zustands- jedoch nicht herkunftsgleiche Segmente wurde die Variabilität zwischen den Segmenten kleiner. Zur Abschätzung der genetischen Diversität wurde ein genetisches Distanzmass hergeleitet, in welchem die genetischen Diversität zwischen wie auch innerhalb Populationen berücksichtigt wird. Die Reihenfolge der genetischen Distanzen für die markergestützten Schätzungen stimmte mit der Reihenfolge der pedigreebasierten Erwartungswerte überein. Basierend auf den Ergebnissen wird die epistatische Kinship als neues Maß zur Bestimmung der genetischen Diversität in Nutztierpopulationen mit kurzem Entwicklungszeitraum vorgeschlagen.