{Project} ÖkoSus: Genomische Charakterisierung bedrohter Schweinerassen als Grundlage nachhaltiger Zuchtprogramme in der ökologischen Tierzucht (Verbundvorhaben). [Genomic characterisation of endangered pig breeds as the basis for sustainable breeding schemes in organic farming.] Runs 2024 - 2028. Project Leader(s): Reimer, Dr. Christian and Hinrichs, Prof. Dr. Dirk, 1. Friedrich-Loeffler-Institut, D-Greifswald 2. Universität Kassel, D-Kassel .
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Summary in the original language of the document
Das hier beschriebene Verbundvorhaben umfasst folgende Teilprojekte: FKZ 23OE030A und FKZ 23OE030B.
Die Nutztierproduktion ist in einem tiefgreifenden Wandel begriffen. Veränderte Anforderungen der Gesellschaft an die landwirtschaftliche Erzeugung von hochwertigen Nahrungsmitteln, neue Haltungsbedingungen als auch Veränderungen der Umwelt, insbesondere bedingt durch den Klimawandel, bewirken einen tiefgreifenden Paradigmenwechsel. Aspekte der regionalen Produktion, der Sicherstellung erhöhter Tierwohlstandards, einer hohen Tiergesundheit sowie emissionsarmer Produktionsverfahren sind zentrales Anliegen der ökologischen Landwirtschaft. Das Potential auf diese Veränderungen reagieren zu können liegt in der genetischen Diversität unserer Nutztierrassen, so dass deren Erhalt eine der größten Chancen für die Transformation der Nutztierproduktion darstellt.
Dieses Projekt zielt darauf ab, die Brücke zwischen Erhaltungsmaßnahmen in Feldbeständen und dem eingelagerten Material in der DGB bei den bedrohten einheimischen Schweinerassen zu schlagen, um die genomischen Voraussetzungen einer Tierzucht auf verbesserte Robustheit und Tiergesundheit sicherzustellen. Tiergenetische Ressourcen dokumentierter Zuchttierherden als auch Genbankbestände beider Tierarten werden umfassend auf der genomischen Ebene charakterisiert, um folgende Hauptziele zu erreichen:
1. Genomische Analyse der Diversität und Struktur von Feldpopulationen von in der Roten Liste geführten, gefährdeten einheimischen Schweinerassen.
2. Genomische Charakterisierung des bisherigen Inhalts der deutschen Genbank, Abgleich mit dem bisherigen Informationsstand und Identifikation von Verbesserungspotentialen.
3. Entwicklung von Konzepten und Werkzeugen zur Verbesserung zukünftiger Erhal-tungszuchtbestrebungen basierend auf der Simulation verschiedener Szenarien unter Verwendung genomischer Daten und Analyseergebnissen tierwohlrelevanter Merk-male von Feld- und Genbankbeständen, und
4. Bereitstellung dieser Erkenntnisse und Werkzeuge für den verbandsmäßigen/ betrieb-lichen Einsatz sowie für die Tierzuchtwissenschaft.
Das Projekt beginnt mit einer Vorstudie zur genomischen Charakterisierung (AP1), gefolgt von einer umfangreichen Erhebung von Genotypisierungsdaten und Vollgenomsequenzen von Genbank- und Feldbeständen (AP2). Diese Daten werden anschließend verwendet, um die Diversität im Feld zu charakterisieren und mit der Genbank abzugleichen (AP3). In AP4 werden verbesserte Erhaltungszuchtstrategien abgeleitet und Methoden zur besseren Nutzung der Genbank entwickelt und in AP5 werden genomweite Assoziationsanalysen von tierwohlrelevanten Phänotypen durchgeführt. In der Vorstudie (WP1) soll erprobt werden, welche Vorteile eine Strategie der Low-Coverage-Sequenzierung mit anschließendem Imputing gegenüber der etablierten Array-Genotypisierung hat. Dafür wird eine Rasse mit beiden Technologien charakterisiert und die Ergebnisse verglichen.
In WP2 erfolgt die umfangreiche genomische Charakterisierung aller Genbank und Feldbestände der in Zuchtprogrammen geführten, bedrohten Rassen sowie die Aufbereitung der Daten. Die Populationsstrukturen und populationsgenetischen Parameter, wie beispielsweise der Grad an Homozygotie werden in WP3 untersucht und dienen als Grundlage für die Folgepakete. Parallel werden in WP4 mittels Simulationsstudien genomische Erhaltungsstrategien basierend auf Lebend- und Kryoreserve evaluiert und in WP5 der genetische Hintergrund tierwohlrelevanter Merkmale wie beispielsweise der Totgeburtenrate untersucht.
Abschließend werden die generierten Erkenntnisse durch enge Zusammenarbeit und jährliche Projekttreffen mit den beteiligten Zuchtverbänden in die Zuchtprogrammgestaltung getragen und im Rahmen von begutachteten Publikationen veröffentlicht.
Summary translation
Livestock production is undergoing a profound transformation. Changing societal demands for the agricultural production of high-quality food, new housing conditions, and environmental changes, particularly those driven by climate change, are causing a significant paradigm shift. Aspects of regional production, ensuring higher animal welfare standards, high animal health, and low-emission production methods are central concerns of organic agriculture. The potential to respond to these changes lies in the genetic diversity of our livestock breeds, making their preservation one of the greatest opportunities for transforming livestock production. This project aims to bridge the gap between conservation measures in field populations and the stored material in the German Gene Bank (DGB) for endangered native pig breeds, to ensure the genomic prerequisites for breeding livestock with improved robustness and animal health. Genetic resources of documented breeding herds as well as gene bank stocks of both animal species will be comprehensively characterized at the genomic level to achieve the following main objectives:
Genomic analysis of the diversity and structure of field populations of endangered native pig breeds listed in the Red List.
Genomic characterization of the current content of the German Gene Bank, comparison with existing information, and identification of potential improvements. Development of concepts and tools to improve future conservation breeding efforts based on the simulation of various scenarios using genomic data and analysis results of animal welfare-relevant traits from field and gene bank stocks. Providing these insights and tools for use by breeding associations/operations and for animal breeding science.
The project begins with a preliminary study on genomic characterization (AP1), followed by an extensive survey of genotyping data and whole-genome sequences from gene bank and field stocks (AP2). These data are then used to characterize the diversity in the field and compare it with the gene bank (AP3). In AP4, improved conservation breeding strategies are derived and methods for better utilization of the gene bank are developed. In AP5, genome-wide association analyses of animal welfare-relevant phenotypes are conducted. In the preliminary study (WP1), the advantages of a strategy using low-coverage sequencing followed by imputation are tested against the established array genotyping. For this purpose, one breed is characterized with both technologies and the results are compared. In WP2, extensive genomic characterization of all gene bank and field stocks of the endangered breeds included in breeding programs takes place, along with the preparation of the data. Population structure and population genetic parameters, such as the degree of homozygosity, are examined in WP3 and serve as the basis for the following packages.
In parallel, in WP4, genomic conservation strategies based on live and cryo reserves are evaluated using simulation studies, and in WP5, the genetic background of animal welfare-relevant traits, such as the stillbirth rate, is investigated. Finally, the generated insights are incorporated into the design of breeding programs through close collaboration and annual project meetings with the involved breeding associations and published within peer-reviewed publications.
| EPrint Type: | Project description |
|---|---|
| Location: | Koordination des Verbundvorhabens und Projektleitung des Teilprojektes FKZ 23OE030A: Dr. Christian Reimer, Friedrich-Loeffler-Institut Projektleitung des Teilprojektes FKZ 23OE030B: Prof. Dr. Dirk Hinrichs, Universität Kassel |
| Keywords: | BÖL, BOEL, FKZ 2823OE030A, Pigs, Diversity, Genomic Characterization, Organic Breeding Programmes |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch UNSPECIFIED UNSPECIFIED |
| Subjects: | Animal husbandry > Breeding and genetics Animal husbandry > Health and welfare |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL > Animals > Tierzucht Germany > Federal Research Institute of Animal Health - FLI Germany > University of Kassel > Department of Animal Breeding Germany > University of Kassel |
| Research funders: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE |
| Related Links: | http://www.bundesprogramm.de |
| Acronym: | ÖkoSus |
| Project ID: | FKZ 23OE030A, FKZ 23OE030B |
| Start Date: | 1 October 2024 |
| End Date: | 30 September 2028 |
| Deposited By: | Reimer, Dr. Christian |
| ID Code: | 54301 |
| Deposited On: | 12 Nov 2024 07:25 |
| Last Modified: | 12 Nov 2024 07:25 |
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