Genetische Fixierung von Verhaltensmustern und Stressreaktion bei Pferden

Kurzbezeichnung

Genetische Fixierung Stressreaktion Pferd

Einrichtung Vetmeduni

Klinisches Zentrum für Reproduktion

Art der Forschung

Grundlagenforschung

Forschungsschwerpunkt

Translationale Medizin und vergleichende Medizin

Abstract

Genetische Fixierung von Verhaltensmustern und Stressreaktion bei PferdenPferde reagieren auf neue Situationen oft mit einer akuten Stressreaktion. Über Aktivierung der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse und des sympathischen Nervensystems kommt es dabei zu einer vermehrten Freisetzung von Glukokortikoiden und Katecholaminen. An wiederholte Herausforderungen passen Pferde sich aber meist rasch an. Die Stressreaktion auf z.B. wiederholte Transporte (Schmidt et al., 2010a) oder eine schrittweise reiterliche Ausbildung (Kaps et al., 2022) nimmt dann deutlich ab. Die akute Stressreaktion bewirkt einen raschen Anstieg der Konzentration des Stresshormons Cortisol im Blut und auch um Speichel (Peeters et al. 2011). Bei Pferden eignet sich die Cortisolfreisetzung zur Phänotypisierung der Stressreaktion im Training. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass das Verhalten und damit sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Stressreaktion von Pferden weit mehr von Genen bestimmt werden, die im Gehirn freigesetzte neurobiologische Substanzen kodieren, als bisher angenommen wurde. Verhaltensrelevante Gene beeinflussen auch die mentale Reife und damit das Alter, in dem das individuelle Pferd in der Lage ist, sich erfolgreich mit den Anforderungen eines Trainings auseinanderzusetzen. Diese genetischen Zusammenhänge wurden vor kurzem bei Rennpferden erstmals gezeigt (Holtby et al., 2023)Ziel der Studie ist es, die Häufigkeit bestimmter für das Verhalten relevanter Genoytpen in unterschiedlichen Pferdepopulationen zu untersuchen (u.a. verschiedene Rassen, im Sport erfolgreiche gegen weniger erfolgreiche Pferde, Rennpferde gegen Reitpferde). Es wird den Hypothesen nachgegangen, dass einerseits über alle Populationen gleiche Genotypen existieren und durch Selektion auf spezifische Nutzungszwecke, spezifische Genotypen mit bestimmten Disziplinen oder Anforderungen verbunden sind. In dem Versuchsvorhaben erfolgen bei verschiedenen Pferdepopulationen/Pferderassen folgende Untersuchungen: i) Charakterisierung von Genen, die mit der Stressreaktion von Pferden assoziiert sind; ii) Analyse der physiologischen Stressreaktion und des Verhaltens von Pferden in verschiedenen Gruppen, Teilpopulationen und Altersgruppen unter Berücksichtigung des Genotyps; iii) Entwicklung spezifischer Verhaltenstests für Pferde spezifischer Nutzungszwecke im Vergleich zu für alle Pferde gleichen Tests und Stresssituationen (z.B. Absetzen); iv) Beurteilung von Pferden durch Züchter, Besitzer, Reiter, Trainer - Erfassung mittels FragebogenWährend für genomweite Assoziationsstudien Tierzahlen von mindestens etwa 80 Pferden pro Gruppe erforderlich sind, ermöglicht die Kandidatengenanalyse auch bei weniger Tieren aussagekräftige Ergebnisse und soll daher zur Anwendung kommen. Die Laboruntersuchungen erfolgen am University College Dublin, Irland, wo bereits ähnliche Untersuchungen an Vollblütern durchgeführt wurden. Die Pferde werden zunächst mittels genomweiter SNP-Chips genotypisiert und anhand der Cortisolfreisetzung auf ausgewählte Belastungssituationen in Phänotyp-Gruppen eingeteilt. Dann erfolgt die Bestimmung genetischer Marker, in denen die Phänotyp-Gruppen differieren (composite selection signals [CSS] analysis). Die diesen Marker-Unterschieden zugrunde liegenden Kandidatengene werden auf Zusammenhänge mit neurobiologischen Funktionen und Verhaltensmerkmalen analysiert.