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Genomic imprinting effects on dairy- and fitness-related traits in cattle

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Abstract:

Data from the official milk recording scheme of the Austrian Simmental population were analysed to estimate variance components due to genomic imprinting. Traits regarded were milk yield, fat and protein content, persistency, days open (first, second and third lactation) and herd life. All dairy traits were preadjusted for BLUP herd-year effects. After applying some data restrictions, the number of records ranged from 3391 (persistency, third lactation) to 33 993 (days open, first lactation). Two different estimation approaches were used: (i) estimation of the maternal and paternal gametic component by a dam and sire model, respectively, and (ii) estimation of the animal and an additional gametic component (maternal or paternal) by treating gametes as homozygous diploid individuals. All models also accounted for year of first calving and the cytoplasmic effect of maternal lineages. In tendency, the results of both approaches were fairly well in line with each other. For the majority of the investigated traits, no substantial imprinting effects were detected. Significant evidence of genomic imprinting on a multiple type I error ≤ 0.10 was only found for protein content and days open. For protein content in the second and third lactation, the proportions of variance due to the paternal gametic effect exceeded those of the maternal by 0.096 and 0.152, respectively. For days open in the second lactation, however, the proportion of variance of the maternal gamete effect exceeded that of the paternal by 0.036. In tendency, indication of paternal imprinting was found for all fitness-related traits. For true and functional herd life, significant differences (pairwise type I error ≤ 0.05) of 0.040 and 0.032 were found between the proportions of variance due to the maternal and paternal gamete effect. Significant variance components of cytoplasmic effects (multiple type I error ≤ 0.01) were found for first lactation of milk yield (0.020), for first, second and third lataction of persistency (0.026, 0.035 and 0.033) and of days open (0.029, 0.016 and 0.022) and for true and functional herd life (0.019 and 0.029).

German
Genetische Imprintingeffekte für Milch und Fitnessmerkmale beim Rind

Zur Schätzung von genetischen Imprintingeffekten wurden Daten der offiziellen Milchleistungskontrolle beim österreichischen Fleckvieh für folgende Merkmale herangezogen: Milchmenge, Fett-und Eiweißgehalt, Persistenz, Serviceperiode (1., 2. und 3. Laktation) und Nutzungsdauer. Alle Milchleistungsmerkmale wurden auf BLUP-Herden-Jahreseffekte vorkorrigiert. Nach Anwendung einiger merkmalspezifischer Datenrestriktionen variierten die Leistungsdatensätze zwischen 3.391 (Persistenz 3. Laktation) und 33.993 (Serviceperiode 1. Laktation). Die statistische Analyse wurde mit folgenden zwei Ansätzen durchgeführt: 1. Schätzung der maternalen und paternalen gametischen Varianzkomponente mit einem Mutter- bzw. Vatermodell, und 2. Verwendung eines Tiermodelles mit gleichzeitiger Berücksichtigung eines maternalen oder paternalen Gameteneffektes. Beim 2. Ansatz werden die jeweiligen Gameten wie homozygote diploide Individuen behandelt. In allen Modellen wurde neben dem Jahr der ersten Abkalbung noch der zytoplasmatische Effekt von Mutterlinien berücksichtigt. Die erhaltenen Ergebnisse beider Ansätze stimmen in der Tendenz weitgehend überein. Für die Mehrzahl der untersuchten Merkmale wurden keine substantiellen Imprintingeffekte gefunden. Signifikante Hinweise für genetisches Imprinting auf der Basis eines multiplen Fehlers 1. Art von ≤ 0.10 ergaben sich nur für den Eiweißgehalt und die Serviceperiode. Für den Eiweißgehalt in der 2. und 3. Laktation überstieg der Varianzanteil für den paternalen Gameteneffekt jenen für den maternalen um 0.096 bzw. 0.152. Für die Serviceperiode in der 2. Laktation war jedoch der geschätzte Varianzanteil des maternalen Gameteneffektes um 0.036 höher als jener des paternalen. Dieser Hinweis auf eine teilweise ausschließliche Expression von maternalen Genen (paternales Imprinting) bei der Serviceperiode war in der Tendenz für alle fitnessrelevanten Merkmale feststellbar. Für die wahre und funktionale (milchleistungsadjustierte) Nutzungsdauer betrugen die gefundenen Differenzen zwischen den Varianzanteilen des maternalen und paternalen Gameteneffektes 0.040 bzw. 0.032 (Fehler 1. Art für Paarvergleiche ≤ 0.05). Für den zytoplasmatischen Effekt wurden bei folgenden Merkmalen signifikante Varianzanteile (multipler Fehler 1. Art ≤ 0.05) gefunden: Milchmenge, 1. Laktation (0.020), für die 1., 2. und 3. Laktation der Persistenz und Serviceperiode (0.026, 0.035 und 0.033, bzw. 0.029, 0.016 und 0.022) sowie für die wahre und funktionale Nutzungsdauer (0.019 bzw. 0.029).

Document Type: Research Article

DOI: https://doi.org/10.1046/j.1439-0388.2002.00334.x

Affiliations: Department of Livestock Sciences, University of Agricultural Sciences Vienna, Gregor Mendel-Strasse 33, A-1180 Vienna, Austria

Publication date: 2002-06-01

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