4) Verwantschap tussen geitenrassen

Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
o Het Europese Econogene project
o Het DNA van Europese geiten
o Het Y-chromosoom van Europese bokken
o Hoe nu verder?
Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
o Het Europese Econogene project
o Het DNA van Europese geiten
o Het Y-chromosoom van Europese bokken
o Hoe nu verder?
EG project
coördinator: Paolo Ajmone Marsan
Genetica & socioeconomie van
schapen- en geitenrassen in marginale landelijke gebieden
Coordinator
Paolo AJMONE-MARSAN, Piacenza, ITALY
Participants
Michael BRUFORD Cardiff, UNITED KINGDOM
Susana DUNNER, Madrid, SPAIN
Georg ERHARDT, Giessen, GERMANY
Subcontractors
12 partners
12 subcontractanten
Clive Potter, UNITED KINGDOM
15 landen
Mario Cicogna, Milano, ITALY
Inci Togan, Ankara, TURKEY
Godfrey HEWITT, Norwich,, UNITED KINGDOM
Augustin Vlaic, Cluj-Napoca, ROMANIA
Johannes A. LENSTRA, Utrecht, THE NETHERLANDS
Roman Niznikowski, Warsaw, POLAND
Gabriela OBEXER-RUFF, Berne, SWITZERLAND
László Fésüs, Herceghalom, HUNGARY
Pierre TABERLET, Grenoble, FRANCE
Okan Ertugrul, Ankara, TURKEY
Alessio VALENTINI, Viterbo, ITALY
Mahamoud Abo-Shehada, Ibid, JORDAN
Régis CALOZ, Lausanne SWITZERLAND
M. A. A. El-Barody, Minia, EGYPT
Andreas GEORGOUDIS, Thessaloniki, GREECE
Petrit Dobi, Anila Hoda, Tirana, ALBANIA
Gabriele CANALI, Piacenza, ITALY
Michel Trommetter, Grenoble, FRANCE
Jutta ROOSEN, Louvain, BELGIUM
Bemonstering van
Schaap en geit
Geitenrassen
Europa
Albanië
Frankrijk
Duitsland
Griekenland
Italië
Oostenrijk
Polen
Portugal
Roemenië
Spanje
Switzerland
6
4
2
2
8
2
1
1
1
5
5
Azië
Totaal
Irak
Jordanië
Cyprus
Soedi Arabië
Turkije
1
1
1
2
4
--46
1. DNA analyse → verwantschappen van rassen
→ prioriteiten voor conservering
2. Socioeconomische analyse → ontwikkelingsperspectieven
3. Conservering → Economische ontwikkeling
1. DNA analyse → verwantschappen van rassen
→ prioriteiten voor conservering
2. Socioeconomische analyse → ontwikkelingsperspectieven
3. Conservering → Economische ontwikkeling
Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
Het Europese Econogene project
o Het DNA van Europese geiten
o Het Y-chromosoom van Europese bokken
o Hoe nu verder?
De cel
Wij bestaan uit cellen:
spiercellen, bloedcellen,
hersencellen, etc.
Elke cel heeft een kern
0.005 mm
De kern bevat een aantal
chromosomen
DNA
Een chromosoom is een
opgerold DNA molecuul
de dubbele helix
DNA is de drager van de
erfelijke eigenschappen
0.000002 mm
DNA
Sugar-phosphate
backbone
5’
5’
base
3’
Hydrogen
bonds between
complementary bases
3.4 nm = 0,0000034 mm
Dubbele spiraal
opgebouwd uit 4 soorten basen A, C, G en T
complementaire basenparen (bp) A··T, T··A, G··C,
C··G
Erfelijke eigenschappen ← basenvolgorde
3’
Het DNA van zoogdieren telt 3.000.000.000
A’s, C’s, G’s en T’s: het genoom
Hierin zitten ca. 30.000 genen
afzonderlijke stukken DNA (ca. 200 - 200000 letters)
die b.v. bepalen hoe een eiwit eruit ziet
Het DNA van zoogdieren telt 3.000.000.000
A’s, C’s, G’s en T’s: het genoom
Vergelijking van geiten en geitenrassen:
b.v via een “DNA patroon”: hoe werkt dat?
CACACACACACACACACACACACACACACACACA
CACACACA stukken: microsatellieten
ca. 100.000 per genoom
geen functie
van alle 100.000: lengte verschilt per individu
Microsatellieten als genetisch merker
Allel 1
Allel 2
CACACACACACACACACA
CACACACACACACA
Bloed/sperma/huid/haarmonster
3
nd
ki 2
nd
ki 1
nd
ki r
de
oe
m er
d
va
vermenigvuldiging m.b.v. PCR
gel electroforese
“meetlatje”
allel 1
DNA-patroon t.b.v.:
2
3
Identificatie, vaderschap
Genetisch onderzoek
Diversiteit: vergelijking van rassen
Microsatellieten als genetisch merker
it
it
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12
it
ge 1
1
it
ge
10
it
ge
ge
ge
it
it
it
it
ge
ge
ge
ge
it
it
it
ge
ge
ge
Merker 3
Merker 2
Merker 1
Diversiteit: veel dieren van verschillende rassen
15 tot 30 merkers
Microsatellieten als genetisch merker
it
it
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12
it
ge 1
1
it
ge
10
it
ge
ge
ge
it
it
it
it
ge
ge
ge
ge
it
it
it
ge
ge
ge
Merker 3
Merker 2
Merker 1
Diversiteit: verschillen in “allel-frequenties”
→ genetische afstand tussen rassen
Microsatellieten als genetisch merker
it
it
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12
it
ge 1
1
it
ge
10
it
ge
ge
ge
it
it
it
it
ge
ge
ge
ge
it
it
it
ge
ge
ge
Tauernschecken
geiten: ingeteeld
Merker 3
Merker 2
Merker 1
Diversiteit: inteelt zichtbaar door
(1) meer homozygoten (2) minder allelen
Microsatellieten als genetisch merker
it
it
9
8
7
6
5
4
3
2
1
12
it
ge 1
1
it
ge
10
it
ge
ge
ge
it
it
it
it
ge
ge
ge
ge
it
it
it
ge
ge
ge
Merker 3
Merker 2
Merker 1
Diversiteit: verschillen in “allel-frequenties”
→ genetische afstand tussen rassen
Microsatellieten bij geiten
Gaby ObexerALT
ANORuff
AWI
BAR Susana
BER
CIK
CLM
Dunner
DAG
GGH
JavierEXH
Cañon
GMS
HER
KAM
KKL
0.376
0.371
0.425
0.327
0.446
0.56
0.78
0.851
0.246
0.27
0.191
0.234
0.14
0.191
0.385
0.553
0.666
0.277
0.246
0.196
0.176
0.131
0.209
0.31
0.428
0.655
0.522
0.735
0.398
0.597
0.736
0.756
0.523
0.771
ABA
AKK
ABA
0
0.345
0.329
0.426
0.374
0.474
0.432
0.433
AKK
0.345
0
0.167
0.296
0.214
0.246
0.22
ALT
0.329
0.167
0
0.153
0.141
0.32
0.263
ANO
0.426
0.296
AWI
0.374
BAR
0.474
BER
0.432
0.22
CIK
0.433
0.246
CLM
0.376
0.27
0.246
0.303
0.246
0.317
0.353
0.288
0
0.215
0.254
0.164
0.207
0.292
0.405
0.633
DAG
0.371
0.191
0.196
0.261
0.128
0.235
0.236
0.241
0.215
0
0.143
0.084
0.126
0.284
0.429
0.614
EXH
0.425
0.234
0.176
0.247
0.155
0.379
0.268
0.324
0.254
0.143
0
0.116
0.134
0.277
0.392
0.604
GGH
0.327
0.14
0.131
0.223
0.099
0.225
0.212
0.211
0.164
0.084
0.116
0
0.082
0.225
0.391
0.58
GMS
0.446
0.191
0.209
0.27
0.151
0.218
0.262
0.217
0.207
0.126
0.134
0.082
0
0.284
0.426
0.589
HER
0.56
0.385
0.31
0.423
0.287
0.386
0.388
0.49
0.292
0.284
0.277
0.225
0.284
0
0.464
0.573
KAM
0.78
0.553
0.428
0.522
0.398
0.736
0.523
0.517
0.405
0.429
0.392
0.391
0.426
0.464
0
0.41
KKL
0.851
0.666
0.655
0.735
0.597
0.756
0.771
0.724
0.633
0.614
0.604
0.58
0.589
0.573
0.41
0
300.153
microsatellieten,
geiten
0
0.143
0.369
0.258 45
0.35 rassen,
0.303
0.261 1426
0.247
0.223
0.27
0.423
0.214
0.141
0.143
0
0.257
0.252
0.223
0.246
0.128
0.155
0.099
0.151
0.287
>
85560
allelen
0.246
0.32
0.369
0.257
0
0.337
0.327
0.317
0.235
0.379
0.225
0.218
0.386
0.263
0.258
0.252
0.337
0
0.293
0.353
0.236
0.268
0.212
0.262
0.388
berekening
van
45
x 450 genetische
afstanden
0.277
0.35
0.223
0.327
0.293
0.288
0.241
0.324
0.211
0.217
0.49
0.517
0.724
Microsatellieten bij geiten
Gaby ObexerRuff
Susana Dunner
Javier Cañon
30 microsatellieten, 45 rassen, 1426 geiten
> 85560 allelen
45 x 45 genetische afstanden tussen rassen
afstammingsboom/netwerk van rassen of
“clustering”: automatische indeling van
alle geiten in groepen o.g.v. DNA-patroon
Po
It a
lia
n
Sw lish F Cam
is fa ren
os
s
c
Al wn ch
pi co Al iata
Ge
ne lo p
rm
ur ine
an
ed
Al
pi
ne
AustrianPinzgauer
t
cock goa
SwissPea
ello
a dell’Adam
Italian Biond
Italian
na
Valdosta
Orobica
Valais Black
Neck
Thuringian Austrian
forest
Tauernschecken
Netwerk van
46 geitenrassen
Italian
Girgentana
Swiss Grisons Striped
Swiss St. Gallen
booted
Hungarian Native
French Rove
Turkish Hair
Turkish Angora
Turkish Gurcu
French
Pyrenean
Portuguese Brava
Turikish Abaza
Cypriotic Machaeras
Spanish Florida
Spanish Payoya
ania
Alb
Greek goat
Al b
Ro ania
A l ma n M
Al bani nian ati
ba an Ca
nia D
r
Al
n H uka path
ba
t
ian
a
nia
i
n C si
ap
or
e
ake
uzh
Greek
Skopelos
nM
a
m
ra
r
a
ad ta ena
Gu era gu
la
a
sh V
ni ish Ma
rd n
a
a
n
p
h
S ica n
s
S pa
a
a
n
ni
a
S
at
rs tali
i
a
l
nt tna
Sp
e
Ita h Co I
g l'E
Ar del
nc
e
n
Fr
lia
I ta
Albanian Liqenasi
SaudiArabian
Najrani
SaudiArabian
Beeshi
Po
Ita
lia
n
Sw lish F Cam
is fa ren
os
s
c
Al wn ch
pi co Al iata
Ge
ne lo p
rm
ur ine
an
ed
Al
pi
ne
AustrianPinzgauer
t
cock goa
SwissPea
lo
a dell’Adamel
Italian Biond
Italian
na
Valdosta
Noord + Alpien
Orobica
Valais Black
Neck
Thuringian Austrian
forest
Tauernschecken
Netwerk van
46 geitenrassen
Italian
Girgentana
5 kleuren < 5 clusters
Swiss Grisons Striped
Swiss St. Gallen
booted
Hungarian Native
French Rove
Midden-Oosten
Turkish Hair
Turkish Angora
Turkish Gurcu
French
Pyrenean
Portuguese Brava
Turikish Abaza
Cypriotic Machaeras
Spanish Florida
Spanish Payoya
nM
Al b
Ro ania
Al man n M
Al bani ian ati
ba an Ca
nia D
r
Al
n H uka path
ba
ian
a ti
nia
n C si
ap
or
e
ake
uzh
Zuid-West
ania
Alb
Greek goat
a
m
ra
r
a
na
ad ta
Gu era gue
a
ish h V ala
rd n
an nis h M
a
p
S ica ia
S pa
ta
is
n
S
ia ors rig na nta tna
an
l
p
S
Ita h C n G lisa rge l'E
c lia o
A el
en Ita M ian d
r
l
F
Greek
I ta
Skopelos
Albanian Liqenasi
Midden-Zuid
SaudiArabian
Najrani
SaudiArabian
Beeshi
Verwantschap van
rassen afhankelijk
van oorsprong:
(anders dan bij schapen)
5 clusters van
46 geitenrassen
Aantal varianten → diversiteit:
Afname Midden-Oosten > Noordwesten
Verlies van diversiteit tijdens ZO →NW migratie?
6.4
TWZ
BUK
5.5
BDE
6.3
SGB
VBN
PCG
4.4
6.14.6
5.5
4.9
CAM PIZ
5.8
TAS
ALP 6.0
GRS 5.8 6.2
FrALP 6.4 5.4
4.7 BIO
VAL
ORO
5.8
5.5
HAS
VER
MAT
6.5
5.6
6.3
7.5
CAR
ROV
PYR
BRA
6.4
NAT
6.8
COR
SAR
GDR
7.0
6.9
GMO
DUK 7.3
7.5
MUZ
FLR
6.8
PYY 6.2 6.9
LIQ
7.3 7.3
7.4
7.3 CAP
5.3
GIR
ABA
SKO
6.3
8.1 GRG
Brava
Corsican
Florida
Cab. del Guadarrana
Malaguena
Pyrenaen
Payoya
Rove
Sarda
Verata
7.4
GUR
ANG
7.6
7.7
HAI
ARG
MLG
BRA
COR
FLR
GDR
MLG
PYR
PYY
ROV
SAR
VER
8.3
7.5
MAK
6.8
ALP
BDE
BIO
BUK
CAM
FrALP
GRS
PCG
PIR
SGB
Swiss Alpine
German Alpine
Bionda dell’Adamello
Polish fawn-coloured
Camosciata delle Alpini
French Alpine
Grisons Striped
Peacock Goat
Pinzgauer
St Gallen Booted
TWZ
VAL
ORO
TAS
VBN
NAT
ARG
CAP
CAR
DUK
Thuringian Forest Goat
Valdostana
Orobica
Tauernschecken
Valais Black Neck
Hungarian Native
Argentata dell’Etna
Capore
Carpathian
Dukati
GIR
GRG
GMO
HAS
LIQ
MAT
MUZ
SKO
Girgentana
Greek Goat
Grigia Molisana
Hasi
Liquenasi
Mati
Muzhake
Skopelos
ABA
ANG
BAL
BES
GUR
HAI
MAK
NAG
Abaza
Angora
Baladi
Beesho
Gurcu
Hair
Machaeras
Najrani
BES NAG
7.3 6.9
Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
Het Europese Econogene project
Het DNA van Europese geiten
o Het Y-chromosoom van Europese bokken
o Hoe nu verder?
DNA van ouder naar kind
sperma cel
eicel
Bevruchte eicel
DNA van vader naar dochter
sperma cel
X-chromosoom
eicel
Bevruchte vrouwelijke
eicel: XX
DNA van vader naar zoon
sperma cel
Y-chromosoom
X-chromosoom
eicel
Bevruchte mannelijke
eicel: XY
Y-chromosoom van vader op zoon: mannelijke lijn
Y-chromosomale DNA varianten
→ afkomst (vgl. achternamen)
geit: 4 varianten: Y1a, Y1b, Y1c en Y2
Ies Nijman
Vaderlijke lijnen van Europese geiten
Y1a
Y1b
Y1c
Y2
6.4
TWZ
BUK
5.5
BDE
6.3
SGB
VBN
PCG
4.4
6.14.6
5.5
4.9
CAM PIZ
5.8
TAS
ALP 6.0
GRS 5.8 6.2
FrALP 6.4 5.4
4.7 BIO
VAL
ORO
5.8
5.5
HAS
VER
6.8
COR
SAR
GDR
7.0
6.9
GMO
DUK 7.3
7.5
MUZ
FLR
6.8
PYY 6.2 6.9
7.3 7.3
LIQ 7.4
7.3 CAP
MAT
6.5
5.6
6.3
7.5
CAR
ROV
PYR
BRA
6.4
NAT
5.3
GIR
ABA
SKO
6.3
8.1 GRG
Brava
Corsican
Florida
Cab. del Guadarrana
Malaguena
Pyrenaen
Payoya
Rove
Sarda
Verata
7.4
GUR
ANG
7.6
7.7
HAI
ARG
MLG
BRA
COR
FLR
GDR
MLG
PYR
PYY
ROV
SAR
VER
8.3
7.5
MAK
6.8
ALP
BDE
BIO
BUK
CAM
FrALP
GRS
PCG
PIR
SGB
Swiss Alpine
German Alpine
Bionda dell’Adamello
Polish fawn-coloured
Camosciata delle Alpini
French Alpine
Grisons Striped
Peacock Goat
Pinzgauer
St Gallen Booted
TWZ
VAL
ORO
TAS
VBN
ARG
CAP
CAR
DUK
Thuringian Forest Goat
Valdostana
Orobica
Tauernschecken
Valais Black Neck
Argentata dell’Etna
Capore
Carpathian
Dukati
GIR
GRG
GMO
HAS
LIQ
MAT
MUZ
SKO
Girgentana
Greek Goat
Grigia Molisana
Hasi
Liquenasi
Mati
Muzhake
Skopelos
ABA
ANG
BES
GUR
MAK
NAG
Abaza
Angora
Beesho
Gurcu
Hair
Machaeras
BES NAG
7.3 6.9
Vaderlijke lijnen van Europese geiten
Y2 mediterraan
Y1a, Y1b en Y1c centraal
TWZ
Y1a
Y1b
Y1c
Y2
BUK
BDE
SGB
ALP
FrALP
VAL
VBN
PCG
GRS
ORO
CAM PIZ
TAS
CAR
BIO
ROV
HAS
PYR
MAT
COR
SAR
BRA
VER
ABA
LIQ
GMO
CAP
DUK
GDR
SKO
MUZ
GRG
FLR
GUR
ANG
HAI
PYY
GIR
ARG
MLG
BRA
COR
FLR
GDR
MLG
PYR
PYY
ROV
SAR
VER
Brava
Corsican
Florida
Cab. del Guadarrana
Malaguena
Pyrenaen
Payoya
Rove
Sarda
Verata
ALP
BDE
BIO
BUK
CAM
FrALP
GRS
PCG
PIR
SGB
Swiss Alpine
German Alpine
Bionda dell’Adamello
Polish fawn-coloured
Camosciata delle Alpini
French Alpine
Grisons Striped
Peacock Goat
Pinzgauer
St Gallen Booted
TWZ
VAL
ORO
TAS
VBN
ARG
CAP
CAR
DUK
Thuringian Forest Goat
Valdostana
Orobica
Tauernschecken
Valais Black Neck
Argentata dell’Etna
Capore
Carpathian
Dukati
GIR
GRG
GMO
HAS
LIQ
MAT
MUZ
SKO
Girgentana
Greek Goat
Grigia Molisana
Hasi
Liquenasi
Mati
Muzhake
Skopelos
ABA
ANG
BES
GUR
MAK
NAG
Abaza
Angora
Beesho
Gurcu
Hair
Machaeras
Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
De opzet: het Europese Econogene project
Het DNA van Europese geiten
Het Y-chromosoom van Europese bokken
o Hoe nu verder?
DNA van Nederlands landgeit?
Microsatellieten
- kiezen voor 30 Econogene merkers
- ca. € 3000 euro per ras
- Combinatie Econogene dataset met
data uit Scandinavië (overleg gaande)
→ Relatie van noordelijke rassen met
Alpiene/Mediterrane/Aziatische rassen
Y-chromosoom
- ca. € 1000 per ras
Uitkomst: gegevens over herkomst
- Nordic breeding group? Invloed Zwitserse geiten?
Belangrijk voor fokstrategie
DNA van Nederlands landgeit?
Fokstrategie
Selectie op basis van kenmerken
Niet op basis van herkomst
uit de gesloten populatie
☺ Crossbreeding is gezond!
Genetische zuiverheid bestaat niet!
Inteelt bestaat wel!
Verwantschap tussen geitenrassen met behulp van
DNA onderzoek
De Steeg, 9 november 2007
J.A. Lenstra, faculteit Diergeneeskunde, Utrecht
Het Europese Econogene project
Het DNA van Europese geiten
Het Y-chromosoom van Europese bokken
Hoe nu verder?