Pool 3: 16 Rassehunde, anonym nummeriert
5.4 Bewertung der verwendeten Methoden
5.4.7 Bewertung und Ausblick
Obwohl die kombinierte Anwendung von Verfahren inklusive moderner Clustermethoden für Assignment-Studien in letzter Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen hat (RANDI &
LUCCHINI 2002; BJORNSTAD & Roed 2001), bezogen sich diese beim Hund bisher fast aus-schließlich auf Mikrosatelliten-Analysen (PARKER et al. 2004; KOSKINEN 2003). Statistische Auswertungen rasserelevanter mtDNA-Daten beim Hund erfolgten nur vereinzelt (THALMANN 2001;TAKAHASHI et al. 2002; LÜPKE 2004). Die vorliegende Arbeit kombiniert erstmals mitochondriale Haplotypen mit Mikrosatellitendaten zwecks Rasse-Identifikation beim Hund. Ebenfalls neu ist die Abgrenzung untersuchter Rassen zu „Fremdrassen“.
Für das kombinierte „Assignment“ ergab sich insgesamt eine Erfolgsquote von 87,5%. Diese setzte sich aus einer zu 91,6% korrekten Zuordnung bei einfachen Blindproben sowie einer Quote von 81,5% bei Proben unbekannten Ursprungs zusammen. Die Zuordnungs-Sicherheit erwies sich dabei als abhängig von der Zusammensetzung des ausgewählten Rassespektrums und kann in einzelnen Fällen auch von problematischen Rassen negativ beeinflußt werden.
85% aller Angehörigen fremder Rassen konnten als „fremd“ klassifiziert werden. Die Stich-proben der Hundepopulationen erwiesen sich, vor allem in Hinblick auf die mtDNA, für eini-ge Rassen als zu eini-gering. Zwei Marker (PEZ6 und PEZ8) trueini-gen nur wenig zur Abgrenzbarkeit der Rassen bei, sodass insgesamt nur sieben aussagekräftige Loci vorlagen. Verbesserte As-signment-Ergebnisse sind für eine Erhöhung der Populationsgrößen auf mindestens 50 Tiere sowie für einen Austausch der Loci PEZ6 und PEZ8 gegen geeignetere Marker zu erwarten.
Als sinnvolle Maßnahme kann eine Aufstockung der zu typisierenden Mikrosatellitenzahl auf 15-20 Loci betrachtet werden. Aufgrund guter Auftrennungsleistung bieten sich hier die von KOSKINEN (2003) verwendeten Marker an.
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Die vorliegende Untersuchung kann mangels vergleichbarer Referenzdaten als Prototyp für ein System der Rasseklassifizierung dienen. Mit Hilfe der hier gewonnenen Daten konnten Fragestellungen wie die Abgrenzung von fremden zu untersuchten Rassen, sowie spezielle Probleme die Abstammung von Mischlingen betreffend, gelöst werden. Obwohl beim Hund mittlerweile die Existenz einiger rassespezifischer SNPs (single nucleotide polymorphisms) bekannt ist (PARKER et al. 2004; SCHRAMEYER et al. 2005), dürfte auch in Zukunft aufgrund der vielfältigen Wurzeln unserer Haushundrassen ein erfolgreiches „Breed-Assignment“ nur mittels kombinierter Daten sowie moderner Cluster-Methoden möglich sein.
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Inger Völkel
Untersuchungen zur molekulargenetischen Rassendifferenzierung bei Canis familiaris.
6 Zusammenfassung
Die Zielsetzung dieser Arbeit bestand darin, auf der Basis molekulargenetischer Untersu-chungen Möglichkeiten zur Rassendiskriminierung beim Hund aufzuweisen. Aufgrund des Mangels an diagnostischen Markern bei modernen Rassehunden wurde dafür auf eine Kom-bination methodischer Ansätze zurückgegriffen, die sich bereits in vergangenen Studien als vielversprechend für die Bestimmung von Ausgangspopulationen erwiesen hatten.
In die Analyse flossen die Daten von 375 Tieren aus 14 Hunderassen ein, die nach Phänotyp, Zuchtgeschichte und Verwandtschaftsgrad ausgewählt worden waren. Die Basis für die mole-kulargenetischen Untersuchungen bildeten neun autosomale Mikrosatelliten sowie ein 250bp langes Fragment der mitochondrialen Kontrollregion.
Der erste Abschnitt dieser Arbeit beinhaltet die genetische Charakterisierung der Referenzpo-pulationen bezüglich ihrer Biodiversität und ihres Divergenzverhaltens. Bereits in diesem Stadium wurden Probleme im Hinblick auf die Abgrenzbarkeit einzelner Rassen voneinander ersichtlich. Zur Selbstklassifizierung der Referenzdaten wurden anschließend verschiedene Methoden des „Breed Assignment“ durchgeführt. Die Zuordnungssicherheit der Rassen vari-ierte dabei – im Einklang mit der Literatur – in Abhängigkeit vom FST-Wert. Die Analyse der Populations-Struktur spiegelte darüber hinaus nicht die ursprüngliche Einteilung der Hunde in ihre 14 Ausgangspopulationen wider, sondern zeigte für einige Rassen starke Aufsplitterung in mehrere Gruppen. Die meisten sinnvollen Rassen-Cluster ergaben sich unter der Annahme von 10 bzw. 12 Populationen. Dadurch konnte gezeigt werden, dass in einigen Fällen keine Kongruenz zwischen den subjektiv als Rassen definierten Populationen und ihren genetischen Entsprechungen vorliegt.
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In dem sich anschließenden Teil der Arbeit wurden praxisbezogene Anwendungen durchge-führt. Die Überprüfung der Zuverlässigkeit der im ersten Abschnitt ermittelten Referenzdaten erfolgte durch Assignment-Tests mit 40 Blindproben. Diese setzten sich sowohl aus Tieren des eigenen Rassespektrums als auch aus Fremdrassen zusammen. Das „Breed assignment“
wurde mittels kombinierter Methodik vorgenommen.
Insgesamt wurden für die Methodenkombinationen gute Ergebnisse erzielt, wobei die mtDNA-Haplotypen sich jedoch nur bei doppelten Blindproben von Nutzen erwiesen. Wäh-rend bei ausschließlicher Verwendung der untersuchten Rassen eine Erfolgsquote von 91,6%
erreicht werden konnte, betrug dieser Anteil bei den Doppelblindproben nur 81,5%. Insge-samt wurde folglich bei 35 von 40 Tieren die Rassenidentität erfolgreich erkannt (87,5%). Die Untersuchung verschiedener Mischlinge bestätigte Berichte über Untersuchungen beim Pferd, denen zufolge eine erfolgreiche Identifizierung von Hybriden vom Divergenzgrad der betei-ligten Ursprungsrassen abhängig ist. In der vorliegenden Arbeit konnten beim 4-Rassen-Mischling Genanteile einzelner Populationen identifiziert werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit Hilfe der hier gewählten Methodenkombination eine Rassenbestim-mung beim Hund – in Grenzen – sehr wohl möglich ist.
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Inger Völkel
Breed identification in Canis familiaris:
Various approaches based on molecular genetic studies.
7 Summary
The objective of this thesis was to find ways to differentiate dog breeds on the base of their molecular genetics. Due to the lack of existing diagnostic markers in modern pure-bred dogs, a combination of methods was developed and evaluated. The effectiveness of these methods in determining the population membership of each individual was assessed in previous pub-lished studies.
The analysis is based on 375 animals drawn from 14 breeds, chosen because of their mor-phology, breed history and degree of kinship. The molecular genetic analysis used nine auto-somal microsatellites and a fragment of mitochondrial d-loop consisting of 250 base pairs.
The first section of the thesis describes the genetic characterisation of the reference popula-tions in terms of their biodiversity and divergence. In the course of this analysis, problems regarding the genetic differentiation of various breeds became apparent. Therefore, different methods of breed assignment were subsequently used for self-classification of the reference data. The confidence of breed assignment showed, consistent with the literature, variation which correlated with the FST value. Further analysis of the population structure did not sup-port the original classification of the dogs into 14 original populations. Instead it showed a significant splitting into several groups for some of the breeds. The most consistent breed clusters resulted from the assumption of 10 or 12 populations. This result proves that, in some cases, there is no congruence between the populations which were subjectively defined as breeds and their genetic equivalent.
The next part of the thesis deals with practical applications. The confidence of the reference data collected in the first part was reassessed through assignments with 40 blind tests from
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animals out of the analysed breed spectrum as well as other breeds. Breeds were assigned using a combination of methods.
In general the combined methods described yielded good results. However, mitochondrial haplotypes proved to be useful only with double blind tests. While the exclusive usage of the examined breeds resulted in an assignment success of 91.6%, the double blind test showed a success rate of only 81.5%. In total, the breed origin of 35 out of 40 animals (87.5%) was suc-cessfully determined. The analysis of various cross-breds confirmed reports of research on equines which showed that a successful identification of hybrids depends on the degree of genetic distinction of the ancestor breeds. In this study the genetic contribution of four indi-vidual populations could be identified in one cross-bred dog. In summary, this study has dem-onstrated that, using the chosen combination of methods, and subject to certain limitations, dog breed allocation is definitely feasible.
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RANDI, E.; V. LUCCHINI; M.F. CHRISTENSEN; N. MUCCI; S.M. FUNK; G. DOLF u. V. LOESCHCKE
(2000)
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SCHRAMEYER, T.; G. DEKOMIEN; S.M. PASTERNACK; B.S. REINARTZ; E.J. SANTOS u. J.T. EPPLEN
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