Towards the genetic dissection of the complex maternal infanticide behaviour using a white Duroc x Erhualian pig F2 design

Abstract

Aggressionen von Sauen gegenüber ihren gerade geworfenen Ferkeln ist ein häufig beobachtetes Verhalten bei Hausschweinen, welches zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt und außerdem problematisch im Bezug auf den Tierschutz zu sehen ist. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das maternale Verhalten bei 288 Sauen einer Duroc x Erhualian F2-Ressourcenpopulation 5 Stunden vor bis 24 Stunden nach der Geburt in vier Betrieben untersucht. Der genetische Hintergrund des Verhaltens wurde mittels eines Genomscans und einer Kandidatengenanalyse weiter untersucht. Aggressives Verhalten der Sauen wurde definiert als einen Angriff des Muttertiers auf eines oder mehrere Ferkel, bei dem mindestens ein Tier durch die Beißattacke zum Tod kommt. Aggressives Verhalten wurde bei 10,7 % der Jungsauen (n=103) und 5,3 % der zweitgebärenden Sauen (n=94) in Betrieb 1 und 14,6 % (n=48) und 6,25 % (n=16) in Betrieb 2 beobachtet. In einem dritten Betrieb war die Inzidenz bei zweitgebärenden 6,8 % (n=44) und 3,2 % (n=31) bei drittgebärenden Sauen. In einem vierten Betrieb wurde aggressives Verhalten bei 15,7 % (n=70) der Jungsauen beobachtet. Aggressives Verhalten scheint bei Jungsauen stärker ausgeprägt zu sein (P = 0,058). Ein Teil der Jungsauen wurde zur Probengewinnung für spätere Microarray-Analysen vor der zweiten Geburt herangezogen. Zwischen den Betrieben konnte kein Unterschied im Auftreten des aggressiven Verhaltens ermittelt werden. Das Nestbauverhalten vor der Geburt konnte nicht als Parameter zur Vorhersage von aggressivem Verhalten verwendet werden, obwohl präpartal unruhige Sauen sich später auch häufiger aggressiv zeigten. Ergänzend zu den Verhaltensbeobachtungen wurde ein Genomscan durchgeführt. Insgesamt wurden 288 F2-Sauen zusammen mit 19 F0 und 68 F1 Tieren mit 183 Microsatelliten typisiert. Die Auswertung der QTL-Daten erfolgte mit der „composite regression interval mapping“-Methode. Unter der Annahme ausschließlich additiver Effekte wurde bei einem genom-weiten Signifikanzniveau von 5 % bei Zweitgebärenden ein QTL auf SSC16 identifiziert. Suggestive QTLs konnten auf den Chromosomen SSC1 für alle Sauen, SSC9 für alle Sauen und Erstgebärende, SSCX für Zweitgebärende und SSC2 für Drittgebärende ermittelt werden. Unter Einbeziehung additiver, dominanter und „imprinting“-Effekte konnte auf SSC7 für alle Sauen und SSC16 für Zweitgebärende jeweils ein QTL detektiert werden. Bei der Betrachtung von additiven und dominaten Effekten konnte ein suggestiver QTL auf SSC3 für Jungsauen festgestellt werden. Die QTLs auf SSC2 und SSCX sind in Übereinstimmung mit Untersuchungen bei kommerziellen Linien. Aus den vergleichenden Genomkarten von Mensch und Schwein lassen sich nun einige sehr interessante Kandidatengene innerhalb der QTL Regionen bestimmen. Hierzu gehört u.a. das Gen für die Progesteron-Rezeptor Membrankomponente 2 (PGRMC2). In der vorliegenden Arbeit wurde das PGRMC2-Gen isoliert, chromosomal kartiert und auf assoziierte Polymorphismen untersucht. Mittels eines RH panels konnte PGRMC2 auf SSC8 mit einer Distanz von 19,75 cR vom Marker CL344180 kartiert werden. PGRMC2 liegt in zwei alternativ gespleißten Formen vor. Die Länge des längeren Transkripts beträgt 1858 bp mit einem offenen Leserahmen von 669 bp, welcher für ein 223 aminosäuren-langes Protein mit einer theoretischen Molekülmasse von 23,771 kDa und einem pI von 4,77 kodiert. Das kürzere Transkript kodiert für ein Protein mit 170 Aminosäuren. Beide porcinen Proteine weisen umfangreiche Homologien zu den Orthologen anderer Mammalier auf. Das porcine PGRMC2 besitzt ebenfalls 3 Exons mit Längen von jeweils 446 bp, 156 bp und 1259 bp. Die 5 UTR hat je nach Transkript eine Länge von 25 bp oder 70 bp, während die 3 UTR bei beiden Transkripten 1161 bp beträgt. Der Promotor ist GC-reich und enthält keine TATA-Box. Mehrere potentielle Bindungsstellen für Transkriptionsfaktoren, z.B. NF-1, AP-2, Sp1, T-Ag, glyco und RBS, konnten in der 208 bp „upstream“ Region identifiziert werden. Fünf Nukleotid-Polymorphismen (SNP) konnten in Introns und der 3 UTR detektiert werden. Eine Assoziationsstudie der SNPs mit dem Aggressionsverhalten der Sauen mittels des Transmissions-Disäquilibrium-Tests (TDT) ergab, dass Allel A in Exon 3 (c-G>A) und Allel T in Intron 2 (g-1578A>T) häufiger an aggressive Sauen vererbt wurde. Jedoch konnte dieser Trend bei der Verwendung von Haplotypen nicht bestätigt werden. RT-PCR Untersuchungen haben gezeigt, dass PGRMC2 ubiquitär und das längere Transkript in allen 18 untersuchten Geweben exprimiert wird. Beide Transkripte konnten im Hypothalamus und der Leber nachgewiesen werden.