Kaninchen Genom

Vererbung von Merkmalen


Haarfarbe, Haarstruktur und Haarlänge sind Beispiele für charakteristische äußerliche Merkmale in der Kaninchenzucht, die durch genetische Faktoren beeinflusst werden. Grundlegende Kenntnis über die Vererbung von Genen ist also ein nützliches Werkzeug, um die Fellhaarqualität zu erhalten oder zu verbessern. Außerdem hilft sie, weitere Merkmale zu steuern und Defektzuchten zu vermeiden.

Genetische Information wird in Desoxyribonukleinsäure (DNA) gespeichert, welche in Chromosomen strukturiert ist. Das Genom von Kaninchen besteht aus 2n=44 Chromosomen - je 21 Autosomen und die Geschlechtschromosomen X und Y (Painter 1926; Melander 1956; Nicols et al. 1965; Fontanesi 2021b); die funktionalen Informationseinheiten der Chromosomen werden als Gene bezeichnet.
Die Reihenfolge (Sequenz) der einzelnen DNA-Bausteine bestimmt die Proteine, die schließlich für die meisten Aktivitäten in den Körperzellen verantwortlich sind. Grundsätzlich enthält jede Zelle das gleiche DNA-Genom; je nach Zelltyp und physiologischen Bedingungen werden jedoch unterschiedliche Proteine erzeugt (exprimiert). Dabei haben insbesondere nicht-codierende, funktionale Ribonukleinsäure (ncRNA) -Moleküle regulierenden Einfluss auf die Genexpression (Fontanesi 2021b). 

Jedes Kaninchen trägt von jedem Gen jeweils zwei Varianten: jeweils ein Allel von jedem Elternteil. Diese können sich in ihrem Informationsgehalt für die Ausprägung eines Merkmals gleichen (homozygot, reinerbig) oder unterscheiden (heterozygot, mischerbig).

  • Vollständige Dominanzvererbung: bei heterozygotem Genotypen setzen sich dominante Allele gegenüber rezessiven Allelen durch und bestimmen das äußerliche Erscheinungsbild (Phänotyp).
  • Intermediäre oder unvollständige Dominanzvererbung: trotz dominant-rezessivem Erbgang bestimmen beide Allele die Merkmalsausprägung.


Gene können vereinfacht mit zugewiesenen Buchstaben symbolisiert werden: dabei werden dominante Eigenschaften mit Großbuchstaben angegeben, die entsprechenden rezessiven Eigenschaften mit Kleinbuchstaben (--> Mendelsche Gesetze).



Exkurs: Genetische Kopplung (Stichwort "Linienzucht")

Jede Form von Selektion ist auf ein oder wenige definierte Merkmale konzentriert. Kaninchen stellen allerdings einen komplexen Organismus dar, der mit zahlreichen Regulationsmechanismen verknüpft ist, die wieder voneinander abhängig sind. Bearbeiten Züchter ein Merkmal, verändern sich auch Merkmale, die mit dem selektierten Merkmal funktional zusammenhängen. 

(Beispiele: TYR und TYRP1 auf Chromosom 1, ASIP und HMGA2 auf Chromosom 4 oder FGF5 und KIT auf Chromosom 15; Details siehe folgende Unterseite) 



Bereits vor der Strukturaufklärung der DNA wurde die Vererbung der Fellhaarfarben oder anderer charakteristischer Merkmale mittels klassischen Zuchtexperimenten untersucht. Aus jener Zeit stammt eine Nomenklatur, die auch heute noch geläufig ist: eine Auswahl der damals für die Farbausprägung identifizierten Genorte wird - im deutschsprachigen Raum - mit den Buchstaben

A, B, C, D, G oder K

bezeichnet.

Unter anderem weil das Kaninchen-Genom eine größere Ähnlichkeit zum menschlichen Genom aufweist als jenes von Nagetieren, dient das Kaninchen als ein bedeutendes Tier-Modell in der biomedizinischen Forschung (Mage et al. 2019; Miller et al. 2014; Fontanesi 2021b). Die Charakterisierung relevanter Gene auf molekularer Ebene beim Kaninchen kann wichtige Informationen liefern, um biologische Mechanismen, die zur Ausprägung bestimmter Merkmale (z.B. Pigmentierung oder Körpergröße) oder zur Entstehung von Krankheiten führen, auch beim Menschen besser zu verstehen und steht daher bereits seit einigen Jahren im Fokus von forschenden Wissenschaftlern (z.B. RGB-Net).

Die zunehmenden methodischen Fortschritte in der Genforschung erlauben neue Erkenntnisse auf molekularer Basis, und so wurden mittlerweile viele Gene, welche z.B. Fellhaar oder Körpergröße beim Kaninchen beeinflussen, sowie ihre jeweiligen Allele auf molekularer Ebene identifiziert und charakterisiert (Jia et al. 2021; Fontanesi 2021) - darunter einige der bereits genannten klassischen Farbgene.
Bis zum Jahr 2014 wurde das gesamte Genom des Europäischen Kaninchens sequenziert und ein Referenz-Genom in oryCun2.0 zusammen getragen (Carneiro et al. 2014). 

Ausgewählte Infomation

Tools zur Genotypisierung
 

oryCun2.0 - nuclear and mitochondrial reference genome of the European rabbit

Ensembl - Genome Browser

Ein bioinformatisches Forschungsprojekt von EMBL-EBI bietet allgemeine Informationen und Statistiken über das Genom verschiedener Spezies, sowie Genkarten:
Rabbit Search: https://www.ensembl.org/Oryctolagus_cuniculus/Info/Index

Aktuelle Version: 108 - 10/2022 (Stand 12/2022)


National Library of Medicine (NCBI)

Vollständige Sequenzierung des Genoms von Hauskaninchen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCF_000003625.3#/def


Anmerkung: 

  • Die Qualität des oryCun2.0 Referenz-Genoms ist derzeit noch geringer als Referenz-Genome anderer Tierarten (z.B. Rind), soll jedoch weiter verbessert werden (Fontanesi 2021b).



Verwandte Links

Online mendelian inheritance in animals (OMIA)

Eine Auflistung von bekannten erblichen Merkmalen oder möglichen Erbkrankheiten bei verschiedenen Tierarten, darunter Kaninchen, sowie entsprechende Verweise zu wissenschaftlichen Publikationen:
https://omia.org/home/

RabGTD

A comprehensive database of rabbit genome and transcriptome by NGS (Zhou et al. 2018): 
https://www.picb.ac.cn/RabGTD/ 

Transkriptom: Summe aller zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Zelle produzierten RNA-Moleküle



Zur Genom-Analyse für Forschungszwecke gibt es z.B. von Thermo Fisher Scientific den GeneChip™ Rabbit Gene 1.0 ST Array).




Buchempfehlung

  • L. Fontanesi (Ed.) 2021, The genetics and genomics of the rabbit, CABI, ISBN: 9 781 78064 3342.
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