Genetisk diversitet hos Norsk Lundehund

Transkript

1 1 Genetisk diversitet hos Norsk Lundehund Anne Kettunen NordGen Etisk og bærekraftig hundeavl,

2 Innehold 1. Historieog bakgrunn 2. Krysningsprosjekt 3. Genetisk diversitet Pedigree Molekylærgenetikk (Astrid StronenVik) 4. Bevaringsmuligheter Optimal contribution selection Krysning 5. Konklusjoner 2

3 Historie Utrydningtruet national hunderase med meget gammel historie Tradisjonelt brukt til å fange lundefugl Anatomiske særegenheter Dagens populasjon stammer fra Måstad på Værøy i Lofoten Ved krigsutbruddet i 1940, ca. 50 hunder igjen Flaskehalsene: Valpesyken Utflyttingen fra Måstad 3

4 Bakgrunn: Langsiktige mål i. Øke populasjonstørrelse ii. Øke effektiv populasjonstørrelse iii. Øke kullstørrelse iv. Øke genetisk variasjon ved krysning v. Øke fertiliteten vi. Reduser forekomsten av IL vii. Opprettholde rasens opprinnelige Mentalitet, bruksegenskaper, atferd, instinkter Anatomiske særtrekk 4

5 Bakgrunn: i. Populasjonsstørrelse Data til mars 2015 Norge Data til mars levende individer globalt Over 50 % av populasjonen i Norge Sverige Finland Danmark Holland 67 Tyskland USA Sveits 106 Frankrike 156 Tsekkia Østerrike Luxembourg Belgia Other 5

6 Bakgrunn: iii. Kullstørrelse v. Fertilitet Rapportert problemer med paring: lite markert løpetid Atferdsproblemer ved paring, klønete hannhund 4 4 Redusert sædkvalitet Data hentet fra Norsk Lundehund Klubb database 6

7 Bakgrunn: vi. IL Høy frekvens av Intestinal lymfangiektasi (IL) Symptomer: diare, oppkast, nedstemhet/apati, veskesamlinger i hjerteposen/buk/under hud/bakbena Utsatt til sekundære tarminfeksjoner Fettfri diett, kosttilskudd, medisinering Photo from: Variant detection and runs of homozygosity in next generation sequencing data elucidate the genetic background of Lundehund syndrome Julia Metzger, Sophia Pfahler and Ottmar Distl BMC Genomics :535 7

8 Bakgrunn: vi. IL Perioden , N=124 Kilde: Rasespesifikk avlsstrategi (RAS) for Norsk Lundehund 8

9 Bakgrunn: vii. Særtrekk 9

10 Bakgrunn: Krysningsprosjekt Tre raser godkjent til krysning: Buhund, Norrbottenspets, Islandsk Fårehund Separat prosjekt ogregistrering Status: Norrbottenspets: to paringer, ingen kull Islandsk Fårehund: et kull, 2 valper Buhund: 3 paringer, 2 kull, totalt 8 valper (2+6) Back-cross: 4 kull (14 valper) Photo: Ingvild Svorkmo Espelien 10

11 Genetisk diversitet og bevaringmuligheter Anne Kettunen, Marc Daverdin, Turid Helfjord and Peer Berg, 2017 Cross-breeding is inevitable to conserve the highly inbred population of puffin hunter: the Norwegian Lundehund Astrid V. Stronen, Elina Salmela, Birna K Baldursdóttir, Peer Berg, Ingvild S. Espelien, Kirsi Järvi, Henrik Jensen, Torsten N. Kristensen, Claudia Melis, Tommaso Manenti, Hannes Lohi, Cino Pertoldi Accepted in PLOS ONE Genetic rescue of an endangered domesticanimal through outcrossing with closely related breeds: a case study of the Norwegian Lundehund 11

12 Data og metoder: Genetisk diversitet, slektskapdata Slektskapsdata fra 1930 til individer 1220 levende individer, 50.4 % i Norge EVA og ENDOG programmer Photo: Arild Espelien 12

13 Data og metoder: Genetisk diversitet, molekylærdata (Stronen et al.) Populasjon struktur ogdifferensiering Adaptive forskjeller? Genotyping av 48 hunder (17 Lundehund, 10 Buhund, 10 Islandsk Fårehund, 12 Norrbottenspets) Canine HD Bead Chip 13

14 Data og metoder: Bevaringsmuligheter OCS analyse: Hunder født definert som avlskandidater Sub-sett av data: Norge Norden Global Effekt av krysning med en to tre fremmed raser på gjennomsnittlig slektskap mellom avlskandidater Han Hun Slektskap* Global Norden Norge Norge, - krysningsdyr * Gjennomsnittlig additiv genetisk slektskap mellom han oghun kandidater, inklusiv individ selv (1+F i ). 14

15 Resultater: Genetisk diversitet, slektskapsdata Gjennomsnittlig innavl i 2014/ %, co-ancestry 35.6 % Mange individer med meget høy innavlsgrad 33 individer: lik selfing Antal basedyr, 49 To individer med meget høy genetisk bidrag til dagens populasjon Buster, 35 % Eir 41 % 15

16 Gjennomsnittlig økning av innavl/generasjon i tidsperioden % Lite/ingen effekt i innavl tross paring av nære slektinger har blitt ungått PCI; god kvalitet slektskapsdata er vesentlig! 16

17 Resultater: Genetisk diversitet, slektskapsdata N e Regression baserte metoder: Individuel økning i innavl/slektskap: 13 Når innavl er stabil eller går ned, noen metoder overestimerer N e Alle analysene antar ubeslektet basedyr à neppe sant 17

18 Resultater: Genetisk diversitet, slektskapsdata Probability of gene origin GD tapt: 38.8 % GD igjen 62.2 % Ujevn bidrag fra basedyr 21.5 % Drift, flaskehalser, 78.8 % 18

19 Resultater: SNPs Stronen et al. Rase H O Prosent IBD ROH polymorfiske loci Lundehund (n = 17) Buhund (n = 10) Islands Fårehund (n = 9) Norrbottenspets (n = 12)

20 Resultater: Bevaringsmuligheter, OCS Maximum number of matings per male Average relationship Average inbreeding Generation interval F Resultater franorge à utvidelse av data hadde ~ingen effekt Kun bruk av krysningsdyr i avl hadde effekt Number of males Number of females Maximum avoidance of inbreeding 20

21 Resultater: Additive genetic relationship between breeders 0,9 Bevaringsmuligheter, krysning 0,8 0,7 0,6 Addition, reduction of % 0,5 0,4 0,3 Replacement, reduction of % 0,2 0,1 add foreign 1 add foreign 2 add foreign 3 replace foreign 1 replace foreign 2 replace foreign 3 Home breed a = 0.77 F = a/2 Foreign 1 a = 0.4 Foreign 2 a = 0.2 Foreign 3 a = Number breeders added/replaced

22 Konklusjoner Dagens lundehund populasjon viser tydelig tegn av innavlsdepresjon grunnet ekstrem høy slektskap i hele globale populasjonen Optimalisering av seleksjon og paring, inklusiv bruk av OCS, gir ingen effekt alene Flere raser skulle inføres for å sikre optimal bevaringsarbeid i lang sikt 22

23 Takk! Photo: Sorun Lilja Ragnarsdottir 23

24 24

25 Data og metoder: Genetisk diversitet, slektskapdata Inavl og slektskap (EVA) Effektiv populasjonstørrelse estimert med flere metoder (ENDOG) Regression based Average increase in individual inbreeding (Gutiérrez et al. 2008, 2009) Average increase in coancestry (Cervantes et al. 2011) Probability of gene origin (ENDOG) àproportjonalt tap i genetisk variasjon på grunn av forskjellige årsaker 25

26 Method Definition of F Regression on Pedigree data set I a b Number of complete generations I b b Maximum number of generations I c b Complete generation equivalents II b 1 F & b Complete generation equivalents F F F R f : = 1 B = p + f C: = A =DE >?@A f G: = / HIJ / HJ KA III l b 1 F & l b IV a 1 e * l Birth years Birth years F F GD = 1 A => J IV b 1 e * l Complete generation equivalents V -./ F + = 1 1 F + Not relevant R R GD = 1 A => IJ = 1 αp VI ( )/8 Not relevant R C +1 = 1 1 C +1 26