Suomenhevosten kasvuhäiriötutkimus Susanna Back

Transkriptio

1 Suomenhevosten kasvuhäiriötutkimus Susanna Back 1

2 Tutkimuksen tavoite Kartoittaa suomenhevospopulaatiossa osteokondroosin (OD) esiintyvyyttä ja periytyvyyttä (heritabiliteetti) Osa suomenhevosten jalostusohjesäännön uudistusta Ensimmäinen osteokondroositutkimus suomenhevosilla Tärkeää tietoa nykytilanteesta Mahdollisuus hyödyntää jatkotutkimuksissa tulevaisuudessa 2

3 Taustaa - esiintyvyys ja heritabiliteetti Kasvavilla hevosilla esiintyvä luu-rustokudoksen kehityshäiriö Tausta osin vielä tuntematon, kuitenkin useita tekijöitä (liikunta, ruokinta, perimä) Yleinen lämminverisillä ratsuilla ja ravureilla sekä täysiverisillä, harvinainen poneilla ja kylmäverisillä Esiintymisfrekvenssi ko. roduilla noin % Eräissä tutkimuksissa jopa 50 % Useimmiten muutokset kintereessä ja vuohisessa Heritabiliteetti vaihtelee suuresti, ero isompi kuitenkin eri nivelten kuin eri rotujen välillä Kintereellä yleisesti korkeimmat

4 Aineisto 3 eri dataa Ryhmä 1: tutkimusta varten kuvatut nuoret suomenhevoset (654 kpl) Hevosia rtg-kuvattiin syntyneitä (joulukuussa myös 2009) kuvaushetkellä vähintään 9kk = satunnainen läpileikkaus populaation nykytilasta paras analysointikohde Noin 10% ko. vuosina syntyneistä suomenhevosista Ryhmä 2: kantakirjaukseen tarjotut oriit vuosilta (889 kpl) Ryhmä 3: muusta syystä aiemmin kuvattuja (Tampereen hevosklinikka) (261 kpl) 4

5 Kerätyt tiedot Hevosen nimi Rekisterinumero Sukupuoli Kuvausvuosi Klinikka Nivelkohtaiset tiedot Kj kavionivelet Kj kehänivelet Kj vuohisen etupinnat ryhmässä 1 kj sääriluun etupinnat Kj birkelandit (nuljuluun alla) Kintereet Takapolvet Ryhmässä 1 myös turvotusdata (omistaja / eläinlääkäri) 5

6 Aineisto Ominaisuus kirjattiin luokilla normaali (0) ja muutos (1) muutoksen astetta ei huomioitu Useissa aiemmissa tutkimuksissa kuvattuja hevosia on ollut alle 1 000, joten aineisto vaikuttaa riittävältä perheet hyvin erikokoisia mikä vaikeuttaa perinnöllisen vaihtelun arviointia Koko aineisto 2 eläinlääkärin diagnosoimaa Sukudata Suomen Hippoksesta Aineistot korjattu (vähäisiä virheitä, kuten duplikaatteja) ja yhdistetty 6

7 Frekvenssit Ryhmä 1 Ryhmä 2 Ryhmä 3 Hevosia yht Hevosia joilla muutoksia % 10% 13% 7

8 Frekvenssit Ryhmä 1 Ryhmä 2 Ryhmä 3 Muutosten lkm Muutoksia 2 koko ryhmä 2,6% 3,1% 2,2% Muutoksia 2 sairaista 15,3% 27,5% 15,2% 8

9 Nivelkohtaiset frekvenssit % Matalat frekvenssit yksittäisille nivelille Kinner korkein noin 5% Ryhmässä 1 Ryhmä 1 Yhd. aineisto Ej kavionivel 0,5 0,4 Ej kehänivel 0,3 0,1 Ej vuoh. etupinta 2,4 3,2 Ej sääriluun etupinta 1,1 Ej birkeland 0,8 0,3 Tj kavionivel 0,3 0,2 Tj vuoh etupinta 2,1 1,9 Tj sääriluun etupinta 1,1 Tj birkeland 3,8 2,8 Kinner 5,2 3,5 Takapolvi 1,2 1,3 9

10 Fenotyyppiset korrelaatiot Selvä korrelaatio vasemman ja oikean puolen välillä Taustalla samojen geenien vaikutus todennäköisesti geneettistä vaihtelua Ryhmä 1 Yhdistetty aineisto Takapolvet 0,25 0,59 Ej kavionivelet 0,50 0,45 Kintereet 0,23 0,33 Ej vuohisten etupinnat 0,11 0,20 Ej sääriluun etupinnat 0,25 10

11 Perinnöllisen vaihtelun analysointi Tarkastellaan isien jälkeläisryhmien eroja (isämalli) Alhaisten frekvenssien vuoksi tarvittaisiin jokaiselle isälle suuret jälkeläismäärät, jotta vika voisi tulla esille Suurempi vertailupohja saadaan ottamalla mukaan sukulaistietoa pidemmältä ajanjaksolta (esim. isoisistä polveutuvat jälkeläisryhmät) Analyysin haasteet ovat: luokittainen mittaus muutosten harvinaisuus hyvin epätasaiset isäkohtaiset jälkeläismäärät 11

12 Jälkeläisryhmät Jos muutoksen frekvenssi on 1%, tarvitaan 100 jälkeläistä, jotta 1 niistä olisi sairas Ryhmä 1 Yhd. aineisto Isäoreja Isäoreja joilla jälkeläisiä

13 Analyysit Aluksi analysoitiin seuraavien selvien systemaattisten (kiinteiden) tekijöiden vaikutus kullekin nivelelle Sukupuoli Syntymäkausi Populaation sukulaistumisesta johtuva resessiivisten alleelien esilletulo voi näkyä sukusiitostaantumana, joka oli myös analyyseissa mukana (sukusiitosaste) Kiinteillä tekijöillä ei vaikuttaisi olevan merkitystä tässä analyysissä 13

14 Analyysit Nivelmuutoksen esiintymiseen vaikuttaa (mahdolliset) kiinteät tekijät isän (geneettinen) vaikutus Mitä kattavammin eri tekijöiden vaikutus saadaan selville, sitä pienempi on selittämätön vaihtelu ja sitä paremmin vaikutukset voidaan erottaa vaihtelusta Laskenta suoritettiin R-ohjelmalla MCMCglmm (iteraatio) 14

15 Periytyvyysasteita - luottamusväli (arvo tällä välillä 95%:n todennäköisyydellä) Takapolvi (0,09 0,54) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Heritabiliteetti 15

16 Periytyvyysasteita Kinner Takapolvi Ej birkeland Tj birkeland Ej kavionivel 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Heritabiliteetti 16

17 Periytyvyysasteita Ej vuoh. etup. Ej sääriluu etup. Tj vuoh. etup. Tj sääriluu etup. 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Heritabiliteetti 17

18 Alttius nivelmuutoksille Voimme olettaa, että muutosten takana on alttius (taipumus tms.), ts. terveetkin yksilöt voivat erota toisistaan niiden alttiudessa muutoksille Kun alttius ylittää (esim. fysiologisen) kynnysarvon, muutos tulee esille Yksilöiden (eläinmalli) analyysillä voidaan hyödyntää paremmin sukulaistietoja kuin isämallissa Alhainen frekvenssi on tässä analyysissä entistä ongelmallisempi isämalli toimii paremmin Vaativa analyysi jopa miljoonia iterointikierroksia samassa MCMCglmm-analyysissa 18

19 Periytyvyysasteita isämalli eläinmalli Kinner Takapolvi Ej birkeland Tj birkeland Ej kavionivel 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Alttius vaihtelee liukuvasti ja erottaa yksilöt toisistaan paremmin, myös geneettisesti (korkeampi heritabiliteetti) alttiuden valinta olisi huomattavasti tuloksellisempaa 19

20 Yhteenveto Ominaisuus hankala geneettisen analyysin kannalta kaksiluokkainen ominaisuus, erittäin matalat nivelkohtaiset frekvenssit, erikokoiset jälkeläisryhmät Esiintyvyys oletettua suurempi Havaittavissa geneettistä vaihtelua valinnalla pystytään vaikuttamaan Tärkeää, että aineistoa kerätään systemaattisesti edelleen varsojen kuvaus 20

21 Kiitos! Kuva: Terttu Peltonen (Hippos, Kuvapankki) 21