Genetische Untersuchungen zur Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler

Transkript

1 Tierärztliche Hochschule Hannover Genetische Untersuchungen zur Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin - Doctor medicinae veterinariae - (Dr. med. vet.) Vorgelegt von Andrea Heine Bremen Hannover 2009

2 Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. Ottmar Distl Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung 1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Ottmar Distl 2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. Michael Fehr Tag der mündlichen Prüfung:

3 In Liebe und Dankbarkeit für Manfred, Lukas und Clara

4 Teile dieser Arbeit sind zur Veröffentlichung vorgesehen oder bereits veröffentlicht in folgenden Zeitschriften: Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift

5 Inhaltsverzeichnis Einleitung... 3 Schätzung von populationsgenetischen Parametern und Zuchtwerten für Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler... 6 Genetische Analyse von Ellbogengelenkwinkeln und deren Beziehungen zur Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler Untersuchung zur Vorhersagegenauigkeit des Auftretens von Ellbogengelenkdysplasie mittels Zuchtwerten beim Rottweiler Übergreifende Diskussion Zusammenfassung Summary... 92

6 Verzeichnis der Abkürzungen a Abb. ADRK ALT b BLUP BV BW bzw. ca. cm d.h. Diss. DSH e ED ED-ÜG erzw erzw kör erzw ped et al. evtl. F FG FPC g GJ GQ GLM zufälliger additiv-genetischer Effekt des Tieres Abbildung Allgemeiner Deutscher Rottweiler Klub Alter bei der Röntgenuntersuchung Regressionskoeffizient best linear unbiased prediction breeding value Beugewinkel des Ellbogengelenkes beziehungsweise circa Zentimeter das heißt Dissertation Deutscher Schäferhund zufälliger Residualeffekt, beinhaltet alle Effekte, die nicht durch andere Effekte des Modells erklärt werden Ellbogengelenkdysplasie, elbow dysplasia ED-Übergangsform erwarteter Relativzuchtwert aus Elternmittel erwarteter Relativzuchtwert aus Elternmittel unter Berücksichtigung des Geburtsjahrgangs des zu untersuchenden Tieres Pedigreezuchtwert, erwarteter Relativzuchtwert aus Elternmittel unter Ausschluss des Geburtsjahrgangs des zu untersuchenden Tieres et alii eventuell F-Wert Freiheitsgrade Fragmentierter Processus coronoideus medialis ulnae Gramm Geburtsjahr Geburtsquartal general linear model

7 h² Heritabilität h a 2 h m 2 HD i.d.r. IEWG INZ IPA kg KG L LS log log 2 LSM max min mut OCD OL P PA PEDIG PEST PR r r g r e RA heritabiliy of the animal maternal heritability Hüftgelenkdysplasie in der Regel International Elbow Working Group Inzuchtkoeffizient Isolierter Processus anconaeus Kilogramm Körpergewicht Lagerung least squares logarithmisch logarithmisch-quadratisch Least square Mittelwerte Maximalbefund des jeweiligen Ellbogengelenkwinkels Minimalbefund des jeweiligen Ellbogengelenkwinkels Mutter Osteochondrosis dissecans Winkel, der die Stellung des Olecranons zur Radiusachse beschreibt error probability, Überschreitungswahrscheinlichkeit Winkel, der die Ausprägung des Processus anconaeus beschreibt prediction of inbreeding coefficients multivariate prediction and estimation Prozentsatz geröntgter Tiere pro Wurf Korrelationskoeffizient additiv-genetischer Korrelationskoeffizient residualer Korrelationskoeffizient Winkel, der die Beteiligung des Radius am Ellbogengelenk beschreibt RBV RZW S SAS relative bredding value Relativzuchtwert Geschlecht Statistical Analysis System

8 SD/s.d. SE ta Tab. Standardabweichung, standard deviation Standardfehler, standard error Tierarzt Tabelle u. und u.a. UL 2 σ a 2 σ m 2 σ e 2 σ p 2 σ wurf VCE vgl. WG z.b. ZW ZWS ZWS uni ZWS multi ZWS Winkel unter anderem Winkel, der die Beteiligung der Ulna am Ellbogengelenk beschreibt additiv genetische Varianz mütterliche Varianz Residualvarianz Gesamtvarianz Wurfvarianz variance component estimation, Varianzkomponentenschätzung vergleiche Wurfgröße zum Beispiel Zuchtwert Zuchtwertschätzung univariate Zuchtwertschätzung für ED multivariate Zuchtwertschätzung für ED plus Ellbogengelenkwinkel der ED-freien Hunde multivariate Zuchtwertschätzung für Ellbogengelenkwinkel der EDfreien Hunde

9 1 Kapitel 1 Einleitung

10 2

11 3 Einleitung Bei der Ellbogengelenkdysplasie (ED) handelt es sich um eine degenerative, progressiv verlaufende Skeletterkrankung, die gehäuft bei großen, schnellwüchsigen Hunderassen, wie z.b. Rottweilern, Deutschen Schäferhunden, Labrador Retrievern oder Berner Sennenhunden, auftritt. Diese Gelenkerkrankung tritt hauptsächlich im Junghundealter zwischen 4-10 Monaten auf und stellt eine der häufigsten Lahmheitsursachen der Vordergliedmaße des Hundes dar. Zum Symptomenkomplex der ED werden folgende Primärerkrankungen gezählt: Isolierter Processus anconaeus (IPA), fragmentierter Processus coronoideus medialis ulnae (FPC), Osteochondrosis dissecans (OCD) und eine Inkongruenz des Ellbogengelenkes. Als Folge dieser Primärläsionen entwickeln sich häufig osteoarthrotische Veränderungen am Gelenk. Die Rassehundevereine haben unterschiedliche Zuchtstrategien zur Bekämpfung der ED entwickelt, am häufigsten wird eine Massenselektion anhand des röntgendiagnostisch ermittelten ED-Phänotyps des Einzeltieres durchgeführt. So auch im ADRK (Allgemeiner Deutscher Rottweiler Klub), wo seit 1996 Röntgenuntersuchungen beider Ellbogengelenke in der Zuchtordnung vorgeschrieben sind. Für die Massenselektion werden Röntgenbilder der Ellbogengelenke anhand des Schemas der International Elbow Working Group (IEWG) klassifiziert. Grundsätzlich sollten die Hunde für die ED- Röntgenuntersuchung mindestens 12 Monate alt sein, im ADRK ist ein Mindestalter von 15 Monaten vorgeschrieben. Die Einstufung in 4 ED-Grade erfolgt mithilfe des IEWG-Schemas anhand des Grades der Arthrosebildung (keine Arthrosen = ED- Grad 0 = ED frei, Arthrosen <2 mm = ED-Grad 1 = leichte ED, Arthrosen 2-5 mm = ED-Grad 2 = mittlere ED, Arthrosen >5 mm = ED-Grad 3 = schwere ED), bei Verdacht auf eine der Primärläsionen erfolgt die Einstufung in ED-Grad 2, bei manifester Primärerkrankung in ED-Grad 3. Aufgrund dieser Klassifizierung reglementieren die Zuchtordnungen der Vereine, welche Tiere für die Weiterzucht zugelassen werden. Beim ADRK sind Hunde mit ED-Grad 0 bis 1 zucht- und körfähig, Hunde mit ED-Grad 2 zuchtfähig, Hunde mit ED-Grad 3 sind von der Zucht ausgeschlossen. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass Informationen über Elterntiere, Nachkommen und andere Blutsverwandte nicht mit einbezogen werden, sich der Selektionserfolg dadurch nur langsam einstellt und der Zuchtfortschritt damit begrenzt ist.

12 4 Ein weiteres Selektionsverfahren stellt die Zuchtwertschätzung dar. Hierbei werden mithilfe eines Tiermodells Zuchtwerte unter Verwendung der ED- Phänotypinformationen und Berücksichtigung der Verwandtschaftsstrukturen geschätzt. Zuchtwerte stellen ein Maß für die genetische Qualität des Tieres dar, und bringen zum Ausdruck, inwieweit die Nachkommen eines Tieres, in Bezug auf das betreffende Merkmal, besser oder schlechter sein werden als das Mittel der Population. Anhand der Zuchtwerte lässt sich eine Anpaarungsplanung durchführen, d.h., es werden vom Zuchtverein Richtlinien festgelegt, nach denen nur Elterntiere miteinander verpaart werden dürfen, bei denen der aus ihren Zuchtwerten errechnete Mittelwert einen bestimmten Grenzwert nicht überschreitet; beim ADRK liegt dieser Grenzwert für ED bei 110. Ein Ziel dieser Studie war die Untersuchung der ED-Inzidenz dieser Rottweilerpopulation, sowie die Schätzung von populationsgenetischen Parametern und Zuchtwerten. Weiterhin wurde untersucht, ob die beim ADRK, zusätzlich zu den Einstufungen in die 4 ED-Klassen des IEWG-Schemas, eingeführte Übergangsform als genetisch bedingt und als eine Ausprägungsform der ED betrachtet werden sollte. Da die Diagnose ED bisher nur durch die röntgenologische Diagnostik anhand von sekundären arthrotischen Veränderungen gestellt werden kann, sollte überprüft werden, ob die Messung von Ellbogengelenkwinkeln eine Verbesserung der ED- Diagnostik darstellt, bzw. ob und inwieweit sich eine Disposition für ED damit voraussagen lässt. Zu diesem Zweck wurden die populationsgenetischen Parameter und Zuchtwerte der Ellbogengelenkwinkel bestimmt.

13 5 Kapitel 2 Schätzung von populationsgenetischen Parametern und Zuchtwerten für Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler A. Heine, H. Hamann, B. Tellhelm, O. Distl Berliner und Münchener Tierärztliche Wochenschrift (2009)

14 6 1 Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 2 Klinik für Kleintiere, Veterinärmedizinische Fakultät, Justus-Liebig-Universität Gießen Schätzung von populationsgenetischen Parametern und Zuchtwerten für Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler Estimation of population genetic parameters and breeding values for elbow dysplasia in Rottweilers Andrea Heine 1, Henning Hamann 1, Bernd Tellhelm 2, Ottmar Distl 1 Kurztitel: Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler Anschrift der Autoren: Andrea Heine, Henning Hamann, Ottmar Distl Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover Bünteweg 17p Hannover Tel.: Fax: ottmar.distl@tiho-hannover.de

15 7 Zusammenfassung Gegenstand dieser Studie war die Schätzung genetischer Parameter für röntgenologische Befunde der Ellbogengelenkdysplasie (ED) bei den im Allgemeinen Deutschen Rottweiler Klub (ADRK) gezüchteten Rottweilern. Zu diesem Zweck wurden vom ADRK die Datensätze von Hunden aus den Geburtsjahrgängen 1995 bis 2004 mit einer offiziellen ED-Beurteilung entsprechend dem IEWG Schema zur Verfügung gestellt. Von diesen Hunden waren 46,9 % frei von ED, 9,8 % zeigten die ED-Übergangsform (ED-ÜG), 31,8 % ED-Grad 1 (leichte ED), 10 % ED-Grad 2 (mittlere ED) und 1,6 % ED-Grad 3 (schwere ED). Rüden waren deutlich häufiger von ED-Grad 2 und 3 betroffen als Hündinnen. Als Auswertungsmerkmale wurden der ED-Grad (ED-frei, leichte, mittlere, schwere ED) und das Auftreten der ED-ÜG verwendet. Einen signifikanten Einfluss auf den ED-Grad hatten das Geburtsjahr, das Geburtsquartal und der Inzuchtkoeffizient. Eine Zunahme des Inzuchtkoeffizienten war mit einer höheren Prävalenz für das Merkmal ED-Grad verbunden. Die ED Übergangsform wurde durch das Geburtsjahr und die Interaktion von Geburtsjahr und Geburtsquartal signifikant beeinflusst. Die Heritabilität für den ED-Grad wurde mittels Residual Maximum Likelihood in einem bivariaten linearen Tiermodell auf h² = 0,387 ± 0,028 und für ED-ÜG auf h² = 0,017 ± 0,009 geschätzt. Die genetische Korrelation zwischen ED-Grad und ED-ÜG betrug -0,5. Für die Hündinnen betrug die Heritabilität h² = 0,350 ± 0,033 und für die Rüden h² = 0,497 ± 0,047. Aufgrund der geringen Heritabilität und negativen genetischen Korrelationen zum ED-Grad wird von einer züchterischen Berücksichtigung der ED-Übergangsform abgeraten. Schlüsselwörter: Hund, Ellbogengelenkdysplasie, Rottweiler, Heritabilität, Zuchtwert, genetischer Trend Summary We analysed scores of elbow dysplasia following the IEWG protocol from the official screening programme of the Allgemeiner Deutscher Rottweiler Klub (ADRK). The data set included X-rays from 5,100 Rottweiler dogs born between 1995 and Out of these 5,100 dogs, 46.9 % were free from ED, 9.8 % showed borderline signs (ED-ÜG), 31.8 % ED-grade 1 (mild ED), 10 % ED-grade 2 (moderate ED) und 1.6 % ED-grade 3 (severe ED). Male dogs were more often affected by ED-grade 2 and 3 than female dogs. Traits analysed were ED-grade (dogs free from ED and dogs with ED-grades 1 to 3) and borderline ED (ED-ÜG). Birth year, birth season and

16 8 inbreeding coefficient were significant for ED-grade. Higher inbreeding coefficients were associated with higher ED scores. ED-ÜG was significantly influenced by birth year and the interaction of birth year and birth season. A bivariate linear animal model was employed to estimate heritabilities using Residual Maximum Likelihood (REML) for ED-grade and ED-ÜG. Heritability estimates and their standard errors were ± for ED-grade and ± for ED-ÜG. The additive genetic correlation between ED-grade and ED-ÜG was Heritabilities for ED-grade in female and male dogs were ± and ± We do not recommend use of ED-ÜG in breeding work because of the low heritability estimate and the negative additive genetic correlation with ED-grade. Key words: dog, elbow dysplasia, Rottweiler, heritability, breeding value, genetic trend Einleitung Die Ellbogengelenkdysplasie (ED) stellt beim Hund eine der häufigsten Lahmheitsursachen der Vordergliedmaßen dar. Es handelt sich um eine degenerative, progressiv verlaufende Skeletterkrankung, die besonders bei großen, schweren und schnellwüchsigen Hunderassen, wie z.b. Rottweiler, Labrador Retriever, Deutscher Schäferhund oder Berner Sennenhund, auftritt. Unter dem Begriff der ED wird eine Reihe von dysplastischen Veränderungen des Ellbogengelenkes zusammengefasst, die in ihrer Folge zu osteoarthrotischen Veränderungen führen. Zu diesen Primärerkrankungen zählen der isolierte Processus anconaeus (IPA), der fragmentierte Processus coronoideus medialis ulnae (FPC), Osteochondrosis dissecans (OCD) sowie eine Inkongruenz des Ellbogengelenkes. Beim FPC zeigt sich zunächst meist eine intermittierende Lahmheit, die Pfoten werden nach außen gedreht und die Ellbogen am Rumpf gehalten, um den medialen Gelenkabschnitt zu entlasten. Die OCD ist gekennzeichnet durch eine gemischte Lahmheit mit oft erheblichem Gelenkerguss, die Körperhaltung gleicht der beim FPC. Beim IPA schließt sich die Epiphysenfuge des Processus anconaeus nicht. Die Folge ist eine mittelgradige, gemischte Lahmheit mit einer stark vermehrten Gelenkfüllung, Kapselverdickung und Krepitation im Bereich des Processus anconaeus. Häufig tritt zusammen mit dem IPA eine Stufenbildung des Ellbogengelenkes auf, bei der Ulna und Radius sich im Längenwachstum unterscheiden.

17 9 Um die Klassifizierung der ED international zu vereinheitlichen, wurde von der International Elbow Working Group (IEWG, ein spezielles Beurteilungsschema eingeführt (Tab. 1). Grundlage ist der Grad der Arthrosebildung (<2 mm = leichte ED = Grad 1, 2-5 mm = mittlere ED = Grad 2, >5 mm = schwere ED = Grad 3), beim Vorliegen einer der Primärerkrankungen erfolgt unabhängig von der Ausprägung der Arthrose die Einstufung als ED-Grad 3, bei Verdacht als Grad 2. Die Problematik bei der ED ist, dass sie erst bei fortgeschrittener Ausprägung der röntgenologischen Veränderungen diagnostiziert werden kann. Deshalb wurde als zusätzliche Beurteilungsklasse die Übergangsform eingeführt. In diese Klasse werden Tiere mit sehr geringen osteophytären Zubildungen (< 1 mm) an nur einer Lokalisation, deren Interpretation als arthrotische Veränderung unsicher ist, oder mit einer gering vermehrten Sklerosierung der Incisura trochlearis der Ulna eingeteilt. Diese zusätzliche Klassifizierung wurde beim Rottweiler in Deutschland stets verwendet, weswegen beim Rottweiler insgesamt vier Stufen bei der Ausprägung der ED unterschieden werden. Die ersten Symptome der ED treten gewöhnlich im Alter zwischen 4 10 Monaten auf (Guthrie, 1989; Hazewinkel, 2002; Janutta und Distl, 2008). In den meisten Untersuchungen über die ED mit Berücksichtigung der ED-Grade 1-3 kommen die Autoren zu dem übereinstimmenden Ergebnis, dass die Prävalenz von ED bei Rüden höher ist als bei Hündinnen (Beuing et al., 2000; Grøndalen und Lingaas, 1991; Guthrie und Pidduck, 1990; Janutta et al., 2005). Swenson et al. (1997) fanden bei einer Berner Sennenhund Population ein umgekehrtes Verhältnis. Hier wiesen nur 41 % der Rüden gegenüber 46 % der Hündinnen arthrotische Veränderungen auf. In einer neueren Untersuchung an 255 italienischen Rottweilern fanden auch Sturaro et al. (2005) unterschiedliche Verhältnisse: Hier waren 62,8 % der Rüden ED-frei gegenüber 56,7 % der Hündinnen. Aber auch bei dieser Studie war der Anteil der Rüden mit ED-Grad 2 mit 11,6 % höher als mit 10,5 % bei den Hündinnen, Rottweiler mit schwerer ED fanden sich bei dieser Untersuchung nicht. Schon früh wurde für die ED ein genetischer Einfluss angenommen, infolgedessen wurde in zahlreichen Untersuchungen die Heritabilität geschätzt. Guthrie und Pidduck (1990) schätzten die Heritabilität an einer Population von Blindenhunden, die hauptsächlich aus Labrador Retrievern bestand. Sie ermittelten bei den männlichen Tieren eine Heritabilität von 0,77, bei den weiblichen Hunden einen Wert

18 10 von 0,45. Bei einer finnischen Studie mit Rottweilern schätzten Mäki et al. (2000) eine Heritabilität von 0,31. Grøndalen und Lingaas (1991) dagegen ermittelten bei einer norwegischen Rottweilerpopulation anhand väterlicher Halbgeschwister eine Heritabilität von 0,10, für mütterliche Halbgeschwister lag die Heritabilität bei 0,48 und für Vollgeschwister bei 0,29. Swenson et al. (1997) schätzten bei schwedischen Rottweilern eine Heritabilität von 0,34 anhand einer Vater-Sohn-Regression und von 0,40 anhand einer Mutter-Tochter-Regression. Beuing et al. (2000) ermittelten eine Heritabilität von 0,28 bei einer deutschen Population von Rottweilern. Bei Deutschen Schäferhunden betrug die Heritabilität für ED h 2 = 0,18 in einem Tiermodell mittels Residual Maximum Likelihood (Janutta et al., 2005). Da beim Rottweiler die ED-Übergangsform zunehmend diagnostiziert wurde, sollte in dieser Arbeit überprüft werden, ob es gerechtfertigt ist, die ED-Übergangsform als genetisch bedingt anzusehen und zusätzlich sollte geklärt werden, ob diese Ausprägung der Ellbogengelenkveränderung gleichbedeutend mit den übrigen ED- Befunden in der Zucht zu berücksichtigen ist. Material und Methoden Für diese Untersuchung stellte der Allgemeine Deutsche Rottweiler Klub (ADRK) die Daten von Hunden mit Zuchtbuchnummer, offiziellem ED-Befund nach dem IEWG-Schema, Geschlecht, Geburtsjahr, Geburtsmonat, Datum der ED- Diagnosestellung und Abstammung der jeweiligen Hunde zur Verfügung. Da für diese Untersuchung nur Tiere mit vollständigem Datensatz berücksichtigt wurden, blieben nach Datenrestriktion Hunde für die statistische Berechnung übrig. Von diesen Rottweilern waren Tiere weiblich (52,43 %), männlich (47,57 %). Sie entstammen aus insgesamt Würfen von Müttern und 470 Vätern aus 734 Zwingern. Die Wurfgröße differierte zwischen 1 und 14 Wurfgeschwistern, der Mittelwert lag bei 6,5 ± 2,1. Die untersuchten Rottweiler wurden in den Jahren 1995 bis 2004 geboren. Da für das Jahr 2004 nur die Daten der in den ersten 4 Monaten geborenen Tiere zur Verfügung standen, wurden die 2004 geborenen Tiere mit denen des Jahres 2003 zusammengefasst. Für die einzelnen Geburtsjahre standen zwischen 337 und 941 Hunde zur Verfügung (1995: n = 747, 1996: n = 941, 1997: n = 820, 1998: n = 691, 1999: n = 450, 2000: n = 337, 2001: n = 353, 2002: n = 389, 2003 und 2004: n = 372). Die Geburtenverteilung pro Monat zeigte eine inhomogene Verteilung. In den

19 11 Wintermonaten November bis Januar fielen prozentual die wenigsten Würfe, im Frühjahr von März bis Mai dagegen die meisten, d.h., das Maximum der Geburten lag im Frühjahr. Die Quartalsklassen waren wie folgt besetzt: Januar bis März: n = 1.436, April bis Juni: n = 1.476, Juli bis September: n = 1.294, Oktober bis Dezember: n = 894. Das Alter bei der ED-Diagnosestellung betrug im Ausgangsdatensatz 13 bis 72 Monate, wobei der Mittelwert bei 572 ± 126 Tagen lag. Da bestimmte Monatsklassen nur sehr schwach besetzt waren, wurde eine Restriktion der Daten durchgeführt, die das Alter bei Diagnosestellung auf einen Zeitraum von 15 bis 40 Monaten begrenzten. Für die radiologische Diagnostik der ED sollten die Tiere mindestens 12 Monate alt sein, beim Allgemeinen Deutschen Rottweiler Klub (ADRK) ist ein Mindestalter von 15 Monaten vorgeschrieben. Seit dem 1. August 1996 ist bei den Rottweilern eine Röntgenuntersuchung der Ellbogengelenke Voraussetzung für die Zuchtzulassung. Beide Ellbogengelenke werden sowohl cranio-caudal gestreckt als auch mediolateral gebeugt (mit einem Winkel von mindestens 45 ) geröntgt. Bei der mediolateralen Aufnahme ist auf eine orthograde Abbildung zu achten ist, d.h., dass sich der laterale und der mediale Kondylus des Humerus überlappen; bei der craniocaudalen Aufnahme soll die Pfote leicht proniert werden (ca. 15 ), um den Processus coronoideus medialis ulnae und den medialen Humeruskondylus besser darstellen zu können. Auf symmetrische Lagerung und gute Aufnahmequalität ist zu achten und Rasterkassetten sind zu vermeiden. Die Bewertung der Aufnahmen auf Grundlage der Empfehlungen der IEWG wird an einer zentralen Auswertungsstelle von einem Gutachter vorgenommen. Die Einteilung in ED-Grade erfolgt entsprechend dem Protokoll der IEWG. Für die Auswertung wurden die ED-Grade in Stufen von 0 bis 3 kodiert, wobei Stufe 0 Freisein von ED an beiden Ellbogengelenken entspricht, 1 bis 3 den unterschiedlichen Schweregraden: 1 = leichte ED, 2 = mittlere ED, 3 = schwere ED (Tab.1). Falls die ED-Befunde eines Tieres zwischen linker und rechter Vordergliedmaße differieren, ist für die offizielle Beurteilung der höhere ED-Grad maßgebend. Bei den Rottweilern waren 46,9 % der Tiere frei von ED, 31,76 % wiesen ED-Grad 1, 9,96 % ED-Grad 2 und 1,55 % ED-Grad 3 und 9,82 % die ED- Übergangsform auf (Tab. 2). Der mittlere Prozentsatz geröntgter Hunde pro Wurf betrug 41,2 ± 20,4%. Betrachtet man die ED-Prävalenz nach Geschlecht, so zeigte

20 12 sich bei den Rüden ein höherer Anteil von Tieren mit ED-Befunden insgesamt und in den einzelnen Befundabstufungen. Für die Auswertung erfolgte zunächst eine Datenstrukturanalyse mittels Prozeduren von SAS, Version 9.2 (SAS Institute, Cary, NC, USA, 2008). Mit der Prozedur INBREED von SAS wurde der Inzuchtkoeffizient für alle Tiere über 16 Generationen berechnet. Die ersten drei Vorfahrengenerationen waren für alle Probanden vollständig vorhanden. Der mittlere Inzuchtkoeffizient betrug 0,045 ± 0,029 mit einem Minimum von 0 und einem Maximum von 0,258. Mit Hilfe der SAS Prozedur MIXED wurden für den ED-Grad und die ED-Übergangsform als quasikontinuierliche Merkmale mittels verschiedener Modelle F-Werte und Signifikanzen für die verschiedenen fixen (Geburtsjahr, Geburtsquartal, Geschlecht, Alter bei der Diagnose, Inzuchtkoeffizient, Prozentsatz geröntgter Tiere pro Wurf, Wurfgröße) und zufälligen Effekte (Zwinger, Mutter und Wurf) berechnet. Für den Inzuchtkoeffizienten wurden nichtlineare Regressionskoeffizienten in das Auswertungsmodell eingeführt, um die Nichtlinearität der Beziehungen zu den Merkmalen für ED zu berücksichtigen. Für das Alter bei der Diagnose war eine nichtlineare Parameterisierung nur für das Merkmal ED-ÜG notwendig. Trotz der geringen statistischen Signifikanz wurden diese Regressionsterme für die Schätzung genetischer Parameter aufgenommen, da ein Einfluss auf die Höhe der Heritabilitätsschätzwerte zu sehen war. Zuerst wurden Modelle mit jeweils einem Effekt und danach Kombinationen aus verschiedenen Effekten berechnet. Zweifach-Interaktionen wurden nur für die Effekte getestet, die sich als Haupteffekte bei den multiplen Varianzanalysen als signifikant erwiesen. Von den zufälligen Effekten erwies sich nur der Effekt des Wurfes als signifikant. Der Einfluss des Wurfes enthält in dieser Parameterisierung auch die Effekte von Zwinger und Mutter. In das endgültige Modell für die Schätzung genetischer Parameter wurden anschließend nur die in der multiplen Varianzanalyse als statistisch relevant ermittelten fixen und zufälligen Effekte aufgenommen und die Effekte, die in vergleichbaren Studien ebenfalls berücksichtigt wurden. Von den zufälligen Effekten der permanenten Umwelt erwies sich nur der permanente Umwelteffekt des Wurfes als signifikant und wurde deshalb in den Auswertungsmodellen berücksichtigt. Die genetischen Parameter wurden bivariat mittels Residual Maximum Likelihood (REML) und dem Programm VCE-5, Version (Kovać et al., 2003) geschätzt. Die Verwandtschaftsmatrix umfasste 16 Generationen mit insgesamt Tieren und 308 Gründertieren.

21 13 Modell 1 für den ED-Grad (ED-frei, ED-1 bis ED-3) y ijklmnopq = µ + GJ i + GQ j + S k + b 1 *ALT(S) kl + b 2 *INZ m + b 3 *INZ 2 m + b 4 *log(inz) m + b 5 *(log(inz)) 2 m + b 6 *PR n + wurf o + a p + e ijklmnopq Modell 2 für die ED-Übergangsform (ED-ÜG) y ijklnopq = µ + GJ i + GQ j + GJ*GQ ij + S k + b 1 *ALT(S) kl + b 2 *ALT(S) 2 kl + b 3 *log(alt(s)) kl + b 4 *(log(alt(s)) 2 kl + b 5 *WG n + b 6 *WG 2 n + b 7 *log(wg) n + b 8 *(log(wg)) 2 n + wurf o + a p + e ijklnopq mit y ijklmnopq = ED-Grad als quasi-kontinuierliches Merkmal y ijklnopq = ED-Übergangsform als quasi-kontinuierliches Merkmal µ = Modellkonstante GJ i = fixer Effekt für das Geburtsjahr (i = 1-9) GQ j = fixer Effekt für das Geburtsquartal (j = 1-4) GJ*GQ ij = fixer Effekt für die Interaktion von Geburtsjahr und Geburtsquartal S k = fixer Effekt für das Geschlecht (k = 1-2) b 1-8 = Regressionskoeffizienten (linear, quadratisch, logarithmisch und logarithmisch zum Quadrat) ALT(S) kl = Alter bei Diagnose innerhalb Geschlecht INZ m = Inzuchtkoeffizient PR n = Prozentsatz geröntgter Tiere pro Wurf WG n = Wurfgröße wurf o = zufälliger Effekt des Wurfes (o = ) a p = zufälliger additiv-genetischer Effekt des Tieres (p = ) e ijklmnopq = zufälliger Residualeffekt Zusätzlich wurde eine nach Geschlechtern getrennte Analyse für den ED-Grad durchgeführt. In dieser Analyse wurde der ED-Grad als geschlechtsspezifisches Merkmal in einem bivariaten Modell (Modell 1 mit Ausnahme des Geschlechtseffektes) ausgewertet. Mit Hilfe dieses Modells kann die genetische Korrelation zwischen den beiden Geschlechtern geschätzt und beurteilt werden, wie eng die genetischen Beziehungen zwischen den Geschlechtern sind und ob

22 14 möglicherweise geschlechtsspezifische Einflüsse bei der Ausprägung des ED- Grades eine Rolle spielen. Die Heritabilität (h²) wurde aus der Beziehung h² = σ² a /σ² p geschätzt, wobei σ² a die additiv-genetische Varianz und σ p ² die Gesamtvarianz, zusammengesetzt aus σ a ², σ wurf ² (Wurfvarianz) und σ² e (Residualvarianz), darstellen. Die Zuchtwertschätzung erfolgte anschließend für das Merkmal ED-Grad mit dem bereits entwickelten Modell sowie den mit REML geschätzten Varianzkomponenten. Die Zuchtwertschätzung (ZWS) wurde mit dem Programm PEST (Groeneveld, 1998) durchgeführt, wobei die untersuchten Tiere die benötigten phänotypischen Daten lieferten, während die Pedigreedatei alle verfügbaren Daten zur Erstellung der Verwandtschaftsmatrix mit insgesamt 16 Generationen umfasste. Die Genauigkeit der Zuchtwerte (r AI ) wurde aus deren Standardfehlern (PEV) und der additiv-genetischen Varianz berechnet: r AI = (1-[PEV/ơ 2 a]). Die mittlere Genauigkeit der Zuchtwerte der Hunde mit einem eigenen ED-Befund betrug 0,719, bei Maximalwerten von bis zu 0,929. Für die Zuchttiere (Hunde mit eigenem ED-Befund und Nachkommen) erreichte die mittlere Genauigkeit der Zuchtwerte einen Wert von 0,766 bei einer Spannweite von 0,676 bis zu 0,929. Die Tiere mit ED-Befund dienten als Referenz, um die geschätzten Zuchtwerte auf Relativzuchtwerte (RZW) mit einem Mittel von 100 und einer Standardabweichung von 20 zu transformieren. Der Mittelwert der Zuchtwerte der Hunde mit ED-Befund entsprach somit dem RZW von 100. Für die Tiere aus den Geburtsjahren 1995 bis einschließlich 2004 wurden Mittelwerte der Zuchtwerte pro Geburtsjahr berechnet. Diese Mittelwerte dienten dazu, den genetischen Trend darzustellen. Ergebnisse F-Werte und Irrtumswahrscheinlichkeiten der fixen systematischen Effekte für die Merkmale ED-Grad und ED-ÜG finden sich in Tab. 3. Diese Analysen erfolgten mit einem gemischten linearen Modell, das die in Tab. 3 dargestellten fixen Effekte sowie den zufälligen Effekt des Wurfes enthielt. Die Least-Square Mittelwerte (LSM) wurden ebenfalls mit diesem Modell geschätzt. Das Geburtsjahr zeigte sowohl beim ED-Grad als auch bei der ED-ÜG eine Signifikanz. Während bei ED-Grad bei den 1995 und 1996 geborenen Hunden die höchste Ausprägung mit anschließendem kontinuierlichem Abfall zu beobachten war, traten für die ED-ÜG bei den von 1995 bis 1997 geborenen Hunden die geringsten Frequenzen auf (Tab. 4). Die höchsten

23 15 Frequenzen für ED-ÜG waren bei den Hunden aus den Geburtsjahrgängen 1998 und 2002 bis 2003/2004 zu beobachten. Demgegenüber war das Geburtsquartal nur beim ED-Grad, nicht aber bei der ED-ÜG signifikant. Die zwischen Januar bis März geborenen Tiere waren am wenigsten von ED betroffen, die im Juli bis September geborenen am häufigsten. Allerdings findet sich bei der ED-ÜG ein signifikanter Einfluss für die Interaktion von Geburtsjahr und Geburtsquartal. Das Geschlecht war ohne signifikante Bedeutung für den ED-Grad und die ED-ÜG. Der Inzuchtkoeffizient erwies sich beim ED-Grad als signifikant und zeigte eine positive Beziehung zum ED- Grad (Abb. 1), nicht aber zur ED-ÜG. Weder für das Alter bei Diagnosestellung noch für die Wurfgröße konnte ein signifikanter Einfluss für den ED-Grad und die ED-ÜG festgestellt werden. Als zufällige Effekte wurden mit der SAS Prozedur MIXED Zwinger, Wurf und Mutter getestet. Da nur der zufällige Einfluss des Wurfes signifikant war, wurden die Effekte Zwinger und Mutter nicht berücksichtigt. Bei der anschließenden bivariaten Auswertung für den ED-Grad und die ED-ÜG wurden die genetischen Parameter mittels REML in einem bivariaten Tiermodell geschätzt (Tab. 5). Für den ED-Grad wurde eine Heritabilität von h 2 = 0,387 ± 0,028, für die ED-ÜG eine Heritabilität von h 2 = 0,017 ± 0,009 geschätzt, die genetische Korrelation betrug r g = -0,501 ± 0,176 und die Residualkorrelation r e = -0,269 ± 0,015 zwischen den beiden Merkmalen. Der Anteil der Wurfvarianz an der Gesamtvarianz betrug 0,0429 ± 0,0119 für den ED-Grad und 0,0412 ± 0,0145 für ED-ÜG. Der zeitliche Verlauf der Relativzuchtwerte (RZW) zeigte sowohl für Zuchtrüden und Zuchthündinnen als auch für die Gesamtpopulation über die Jahre 1995 bis 2004 einen kontinuierlich fallenden Trend (Abb. 2). Der ED-Grad nahm von den im Jahr 1995 geborenen Hunden mit einem mittleren Wert von 0,736 kontinuierlich auf einen Wert von 0,362 bei den in den Jahren 2003 und 2004 geborenen Hunden ab. In Abb. 3 werden die Relativ-Zuchtwerte (RZW) der Väter und Mütter dargestellt, die mindestens einen von ED-betroffenen Nachkommen hatten. Pro RZW-Klasse werden die Zuchtwerte der Rüden oder Hündinnen in dem jeweils angegebenen Intervall berücksichtigt, während die ED-betroffenen Nachkommen auf der Y-Achse über die Väter bzw. Mütter bis zu dem Zuchtwert in der entsprechenden Höhe aufsummiert werden. Bei Betrachtung der kumulativen Verteilung der von ED betroffenen Rottweiler in Abhängigkeit der Relativzuchtwerte (RZW) ihrer Väter und Mütter wird ersichtlich, dass bei den Vätern mit einem RZW bis zu 110 sowie bei den Müttern mit einem RZW bis zu 130 ca. 90 % der von ED betroffenen Nachkommen

24 16 auftreten (Abb. 3). Für einen RZW der Väter bis zu 80 und einen RZW der Mütter von bis zu 90 sind nur bis zu 30% der Nachkommen von ED betroffen. Um den Anteil von ED betroffenen Nachkommen um 10 % bzw. 30 % zu senken, dürften Rüden mit einem RZW über 120 bzw. über 105 und Hündinnen mit einem RZW über 130 bzw. über 115 nicht mehr zur Zucht zugelassen werden. Die Grafik zeigt auch, dass Zuchttiere mit einem hohen RZW für ED-Grad und damit hoher genetischer Disposition nur mehr wenig von ED betroffene Nachkommen insgesamt hatten und somit bei einem RZW über 120 weniger als 10 % der von leichter bis schwerer ED betroffenen Nachkommen auftraten. Diskussion Ziel dieser Arbeit war die Schätzung von populationsgenetischen Parametern und Zuchtwerten für röntgenologische Befunde der Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler. Insbesondere sollte überprüft werden, ob für die ED-Übergangsform eine Heritabilität schätzbar ist und ob diese Sonderform der ED mit der Ellbogengelenkdysplasie (EG-Grad) phänotypisch und genetisch korreliert ist oder eine davon unabhängige Form der Ellbogengelenkveränderung darstellt. Deshalb erfolgte eine bivariate Auswertung von ED-Grad und ED-ÜG. Für beide Merkmale waren Heritabilitäten bei der hier analysierten Population von Rottweilern schätzbar. Im Vergleich zu anderen Autoren (Beuing et al., 2000; Grøndalen und Lingaas, 1991; Guthrie und Pidduck, 1990; Janutta et al., 2005; Swenson et al., 1997) lag die für den ED-Grad geschätzte Heritabilität mit h 2 = 0,39 im mittleren bis oberen Bereich. Alle bisherigen Studien wurden mit deutlich weniger umfangreichen Daten durchgeführt, so dass den hier vorliegenden Analysen eine hohe Aussagekraft zukommt. Bei allen früheren Studien wurden bei den verschiedenen Rottweilerpopulationen in Deutschland, Finnland und Schweden höhere Heritabilitäten gefunden als bei anderen Hunderassen. So lagen die Schätzwerte mittels linearen Tiermodellen für die Ellbogengelenkdysplasie mit den Ausprägungsformen ED-frei, Grad 1 bis 3 für die Rottweiler bei h² = 0,28 (Beuing et al., 2000) und h 2 = 0,31 bis 0,38 (Mäki et al., 2000, 2002). Für den Deutschen Schäferhund, den Berner Sennenhund, den Golden und Labrador Retriever waren dagegen die Heritabilitätsschätzwerte deutlich niedriger. So fanden Mäki et al. (2000) Heritabilitäten von h² = 0,17 für den Berner Sennenhund, h² = 0,15 für den Deutschen Schäferhund, h² = 0,26 für den Golden Retriever und h² = 0,10 für den Labrador Retriever. Janutta et al. (2005) ermittelten

25 17 an Deutschen Schäferhunden eine Heritabilität von h² = 0,18. Lediglich Guthrie und Pidduck (1990) schätzten bei einer Labradorpopulation für Hündinnen eine Heritabilität von h² = 0,45 und für Rüden eine Heritabilität von h² = 0,70. Bei Grøndalen und Lingaas (1991) lagen die Schätzwerte für Rottweiler aus Norwegen abhängig vom verwendeten genetischen Modell zwischen h² = 0,10 und 0,48. Die geschätzte Heritabilität für ED-ÜG war in der vorliegenden Arbeit mit h² = 0,017 deutlich niedriger als für den ED-Grad. Aufgrund der sehr geringen Heritabilität und der deutlich negativen genetischen Korrelation zum ED-Grad ist die ED-ÜG nicht als eine Ausprägungsform der Ellbogengelenkdysplasie zu bewerten. Zudem ist aufgrund der niedrigen Heritabilität durch Selektion kein Zuchtfortschritt zu erwarten. Von den systematischen Effekten hatten das Geburtsjahr und Geburtsquartal die größten Einflüsse auf den ED-Grad. Ein weiterer signifikanter nichtlinearer Effekt ging von dem Inzuchtkoeffizienten aus. Auf die ED-ÜG hatten nur das Geburtsjahr und die Interaktion von Geburtsjahr und Geburtsquartal einen signifikanten Einfluss. Der Effekt des Geburtsjahres auf ED-ÜG kam durch die geringen Frequenzen dieser Veränderung am Ellbogengelenk in den Geburtsjahrgängen 1995 bis 1997 zustande. Für die Geburtsjahre 1995 und 1996 waren die höchsten Werte für den ED-Grad zu registrieren, zwischen 1997 und 2001 lagen die Werte zwischen 0,59 und 0,51, in den letzten beiden Jahren fielen diese auf 0,38 bis 0,36. Der mit den Geburtsjahren einhergehende Abfall des ED-Grad ist zum einen mit dem Zuchtfortschritt zu erklären, kann zum anderen auch durch die Zusammensetzung der untersuchten Tiere in den einzelnen Geburtsjahren mitbedingt sein. Bei den Geburtsmonaten zeigten die in den Monaten Juli bis September geborenen Hunde höhere mittlere ED-Grade als die in den Monaten Januar bis März geborenen Tiere. Der bei den Geburtsmonaten festgestellte signifikante Einfluss auf die Entwicklung der ED könnte ebenfalls auch an der Verteilung der pro Monat geborenen Tiere liegen, aber auch mit veränderten Aufzuchtbedingungen und Umwelteinflüssen bei der Haltung und dem Training der in den verschiedenen Jahreszeiten geborenen Hunde zu erklären sein. Dieses Ergebnis weicht von der Arbeit von Janutta et al. (2005) ab. Hier zeigten die in den Monaten Oktober bis Dezember geborenen Deutschen Schäferhunde die höchste und die von April bis Juni geborenen Hunde die geringsten ED-Grade. Dagegen konnten Beuing et al. (2000) für die von ihnen untersuchte Rottweilerpopulation keinen signifikanten Einfluss des Geburtsmonates auf die Ausprägung von ED feststellen, was mit einer

26 18 anderen saisonalen Verteilung der untersuchten Tiere auf die Geburtsmonate und geänderten Aufzucht- und Trainingsmethoden zu erklären sein könnte. Der Inzuchtkoeffizient zeigte eine deutliche kurvilineare Beziehung zum ED-Grad. Bei Tieren mit einem Inzuchtkoeffizienten von etwa 5 % war der mittlere ED-Grad am niedrigsten, bei höheren und geringeren Inzuchtkoeffizienten stieg die Regressionskurve an. Bei stärker ingezüchteten Hunden häufen sich rezessive Allele in homozygoter Form mit negativer Auswirkung auf die Ausprägung der ED an, und somit ergeben sich höhere mittlere ED-Grade bei steigenden Inzuchtkoeffizienten. Bei Hunden mit geringen Inzuchtkoeffizienten und ansteigenden ED-Graden könnten Eltern mit unvollständigen Pedigrees mitbeteiligt sein oder es könnten bestimmte Linien, die noch nicht so weit in der analysierten Population verbreitet sind, wesentlich zum Auftreten der ED beitragen. Ein Zusammenhang zwischen der Höhe der Inzuchtkoeffizienten und degenerativen Gelenkerkrankungen wurde auch für die Hüftgelenkdysplasie beim Deutschen Schäferhund (Janutta et al., 2008) und Labrador Retriever (Engler et al., 2008) festgestellt. Die bei Rüden höheren ED-Grade gehen konform mit Studien anderer Autoren (Beuing et al., 2000; Grøndalen und Lingaas, 1991; Guthrie und Pidduck, 1990; Janutta et al., 2005). Swenson et al. (1997) hielten einen direkten Effekt von X- chromosomalen Genen auf die Ausprägung der ED für möglich. Außerdem wurden hormonelle Einflüsse auf das Knorpelwachstum diskutiert. Gustafsson und Beling (1969) waren der Ansicht, dass die höheren Östrogenspiegel bei Hündinnen ein langsameres Knorpelwachstum bewirken und mit der länger dauernden Skelettreifung eine geringere Disposition für ED im Zusammenhang steht. Da Rüden aufgrund der höheren Wachstumsgeschwindigkeit schneller ihr Endgewicht erreichen als Hündinnen und dieses zusätzlich höher ist als bei Hündinnen, ist auch anzunehmen, dass die Körpergewichtsentwicklung einen Einfluss auf die Prävalenz des Merkmals ED-Grad hat. Ähnliches vermuteten auch Morgan et al. (1999) und Sallander et al. (2006). Janutta et al. (2005) konnten bei Deutschen Schäferhunden nachweisen, dass die ED bei Rüden im Leben früher auftritt als bei Hündinnen und diese Interaktion zwischen Geschlecht und Alter vermutlich auf die unterschiedliche Gewichtsentwicklung zwischen Rüden und Hündinnen zurückzuführen ist. Bei den hier untersuchten Rottweilern scheinen sich diese vom Geschlecht mitbestimmten Alterseffekte auf die Ausprägung des Merkmals ED-Grad nicht mehr so deutlich

27 19 darzustellen wie bei anderen Rassen, was mit dem generell höheren Untersuchungsalter bei den Rottweilern zusammenhängen dürfte. In Übereinstimmung mit Guthrie und Pidduck (1990) wurden für Rüden höhere Heritabilitäten als für Hündinnen geschätzt. Dies steht allerdings im Widerspruch zu Mäki et al. (2002), die für eine finnische Rottweilerpopulation eine höhere Heritabilität für Hündinnen (h² = 0,38) als für Rüden (h² = 0,33) erhielten. Es ist jedoch nicht von unterschiedlichen Merkmalen zwischen Rüden und Hündinnen auszugehen, da die genetische Korrelation in dieser Arbeit nahe bei 1 lag. Ein gewisser Einfluss auf die Höhe der Heritabilität kann von der Verteilung der ED-Grade ausgehen, da bei den Rüden mehr Tiere mit den ED-Graden 2 und 3 vorkamen und sich dadurch Unterschiede zwischen männlichen Nachkommengruppen deutlicher ausdrücken können als bei weiblichen Nachkommengruppen. Bei den männlichen Tieren waren in dieser Untersuchung sowohl die phänotypische Varianz wie die additiv-genetische Varianz höher als bei den weiblichen Tieren. Bei Betrachtung des phänotypischen Trends ist eine deutliche Abnahme im Merkmal ED-Grad zu erkennen, was für einen Selektionserfolg spricht. Korrespondierend mit dem phänotypischen Trend verlaufen die Zuchtwerte der Zuchtrüden und Zuchthündinnen. Für den Zuchtfortschritt dürften in erster Linie die Vatertiere verantwortlich sein, da sie höhere Nachkommenzahlen haben und die Zuchtwerte der Väter mehr Information erhalten und deswegen genauer geschätzt sind. Die im Mittel zu den Zuchthündinnen niedrigeren Zuchtwerte der Zuchtrüden zeigen auch, dass bei der Selektion der Zuchtrüden mehr Gewicht auf eine geringe genetische Disposition gelegt wird und deswegen im Mittel die Zuchtwerte der Zuchtrüden niedrigere Werte aufweisen. Um eine weitere Verbesserung der ED-Situation zu erreichen, sollte vermehrt auf Verpaarungen mit moderatem Inzuchtkoeffizienten geachtet werden, da ein zunehmend hoher Inzuchtkoeffizient mit einem höheren ED-Grad korreliert ist.

28 20 Literatur Beuing R, Mues CH, Tellhelm B, Erhardt G (2000): Prevalence and inheritance of canine elbow dysplasia in German Rottweiler. J Anim Breed Genet 117: Engler J, Hamann H, Distl O (2008): Schätzung von populationsgenetischen Parametern für röntgenologische Befunde der Hüftgelenkdysplasie beim Labrador Retriever. Berl Münch Tierärztl Wschr 121: Groeneveld E (1998): PEST User s Manual. Institute of Animal Husbandry and Animal Behaviour, Federal Agriculture Research Centre (FAL), Mariensee/Neustadt, Germany. Grøndalen J, Lingaas F (1991): Arthrosis in the elbow joint of young rapidly growing dogs: a genetic investigation. J Small Anim Pract 32: Gustafsson PO, Beling CG (1969): Estradiol-induced changes in Beagle pups: Effect of prenatal and postnatal administration. Endocrinology 85: Guthrie S (1989): Some radiographic and clinical aspects of ununited anconeal process. Vet Rec 124: Guthrie SH, Pidduck G (1990): Heritability of elbow osteochondrosis within a closed population of dogs. J Small Anim Pract 31: Hazewinkel HAW (2002): The clinical diagnosis of elbow dysplasia. Proceedings of the 13 th Annual Meeting of the IEWG, 2002 Granada, Spain: Janutta V, Distl O (2008): Review on canine elbow dysplasia: pathogenesis, diagnosis, prevalence and genetic aspects. Dtsch tierärztl Wschr 115: Janutta V, Hamann H, Klein S, Tellhelm B, Distl O (2005): Genetic analysis of three different classification protocols for the evaluation of elbow dysplasia in German shepherd dogs. J Small Anim Pract 47: Janutta V, Hamann H, Distl O (2008): Genetic and phenotypic trends in canine hip dysplasia in the German population of German shepherd dogs. Berl Münch Tierärztl Wschr 121: Kovač M, Groeneveld E, Garcia-Cortez A (2003): VCE-5 User s Guide and Reference Manual Institute of Animal Science and Animal Behaviour, Federal Agricultural Research Centre (FAL), Mariensee/Neustadt, Germany. Mäki K, Liianamo AE, Ojala M (2000): Estimates of genetic parameters for hip and elbow dysplasia in Finnish Rottweilers. J Anim Sci 78:

29 21 Mäki K, Gron AF, Liinamo AE, Ojala M (2002): Genetic variances, trends and mode of inheritance for hip and elbow dysplasia in Finnish dog populations. J Anim Sci 75: Morgan JP, Wind A, Davidson AP (1999): Bone dysplasias in the Labrador retriever: a radiographic study. J Am Anim Hosp Assoc 35: Sallander MH, Hedhammar A, Trogen MEH (2006): Diet, exercise, and weight as risk factors in hip dysplasia and elbow arthrosis in labrador retrievers. J Nutr 136: Sturaro E, Ojala M, Mäki K, Bittante G, Carnier P, Pedrani G, Gallo L (2005): Results from an explorative screening program for elbow dysplasia in some breeds of dogs in Italy. Italian J Anim Sci 4: Swenson L, Audell L, Hedhammar Å (1997): Prevalence and inheritance of and selection for elbow arthrosis in Bernese Mountain Dogs and Rottweilers in Sweden and benefit: cost analysis of a screening and control program. J Am Vet Med Assoc 210:

30 22 Tabelle 1: Einteilung der Ellbogengelenkdysplasie-Befunde nach dem Protokoll der International Elbow Working Group (IEWG) Einteilung der Kodierung Radiologischer Befund Röntgenbefunde ED-Grad 0 0 ED frei, kein Hinweis auf Arthrosen ED-Grad 1 1 geringe Arthrosen (< 2 mm) an einem der folgenden Gelenkabschnitte: dorsal am Proc. anconaeus, cranial am Radiuskopf, am Epicondylus medialis oder lateralis, am Proc. coronoideus medialis ulnae und/oder erhebliche Sklerosen an der Incisura trochlearis ulnae ED-Grad 2 2 mittelgradige Arthrosen (2-5 mm) an einer der bei Grad 1 genannten Lokalisationen und/oder Verdacht auf Primärläsion (FPC, IPA, OCD und/oder Inkongruenz des Ellbogengelenkes) ED-Grad 3 3 hochgradige Arthrosen (> 5 mm) an einer der bei Grad 1 genannten Lokalisationen und/oder Primärläsion (FPC, IPA, OCD und/oder Inkongruenz des Ellbogengelenkes) ED- Übergangsform 1 sehr geringe osteophytäre Zubildungen (< 1 mm) an nur einer Lokalisation, deren Interpretation als arthrotische Veränderung unsicher ist; gering vermehrte Sklerosierung der Incisura trochlearis ulnae; bei der hier vorliegenden Auswertung wurde die ED-Übergangsform als eigenes Merkmal ausgewertet und stellt somit eine Differenzierung der Tiere mit ED frei dar.

31 23 Tabelle 2: Verteilung (%) der ED-Befunde insgesamt und nach Geschlechtern ED-Befund Gesamt (n=5.100) Rüden (n=2.426) Hündinnen (n=2.674) ED frei 46,90 42,38 51,0 ED-1 31,76 32,27 32,0 ED-2 9,96 12,95 7,25 ED-3 1,55 3,78 0,71 ED-ÜG 9,82 9,94 9,73

32 24 Tabelle 3: F-Werte und Irrtumswahrscheinlichkeiten (P) der fixen systematischen Effekte für die Merkmale Ellbogengelenkdysplasie (ED-Grad) und ED- Übergangsform (ED-ÜG) Effekt FG ED-Grad ED-ÜG F-Wert P F-Wert P Geburtsjahr 8 11,75 <0, ,84 <0,0001 Geburtsquartal 3 15,86 <0,0001 1,06 0,366 Geburtsjahr x Geburtsquartal ,75 0,014 Geschlecht 1 0,92 0,338 2,91 0,088 Prozentsatz geröntgter Wurfgeschwister 1 2,2 0, Alter bei Diagnose innerhalb Geschlecht - linear 2 1,85 0,157 2,21 0,110 - quadriert ,05 0,129 - logarithmiert ,31 0,100 - (logarithmiert) ,36 0,094 Inzuchtkoeffizient für ED-Grad/Wurfgröße für ED-ÜG - linear 1 1,45 0,229 2,48 0,115 - quadriert 1 0,56 0,453 1,77 0,184 - logarithmiert 1 5,12 0,024 0,11 0,737 - (logarithmiert) 2 1 5,6 0,018 3,23 0,073

33 25 Tabelle 4: Least Square Mittelwerte (LSM) mit ihren Standardfehlern (SE) der fixen Effekte Geburtsjahr, Geburtsquartal und Geschlecht für die Merkmale ED-Grad und ED-ÜG Effekt Faktorstufe ED-Grad LSM ± SE ED-ÜG Geburtsjahr ,736 ± 0,028 0,040 ± 0, ,669 ± 0,025 0,005 ± 0, ,585 ± 0,027 0,029 ± 0, ,565 ± 0,029 0,185 ± 0, ,501 ± 0,035 0,169 ± 0, ,533 ± 0,041 0,138 ± 0, ,507 ± 0,040 0,133 ± 0, ,382 ± 0,039 0,195 ± 0,015 >2002 0,362 ± 0,040 0,187 ± 0,015 Geburtsquartal Jan Mär 0,447 ± 0,022 0,112 ± 0,008 Apr Jun 0,537 ± 0,021 0,124 ± 0,009 Jul Sep 0,647 ± 0,022 0,131 ± 0,009 Okt - Dez 0,520 ± 0,027 0,113 ± 0,011 Geschlecht männlich 0,629 ± 0,017 0,118 ± 0,006 weiblich 0,447 ± 0,016 0,122 ± 0,006

34 26 Tabelle 5: Heritabilitäten (auf der Diagonale), additiv-genetische Korrelationen (jeweils unterhalb der Diagonale) und Residualkorrelationen (jeweils oberhalb der Diagonale) mit Standardfehlern (SE) für ED-Grad, ED-ÜG sowie ED-Grad der Rüden und Hündinnen Merkmal ED-Grad ED-ÜG ED-Grad 0,387 ± 0,028-0,269 ± 0,015 ED-ÜG -0,501 ± 0,176 0,017 ± 0,009 ED-Grad Rüden ED-Grad Hündinnen ED-Grad Rüden 0,497 ± 0,047 - ED-Grad Hündinnen 0,990 ± 0,020 0,350 ± 0,033

35 27 Abbildung 1: ED-Grad in Abhängigkeit vom Inzuchtkoeffizienten beim Rottweiler.

36 28 Abbildung 2: Entwicklung des ED-Grades (LS-Mittelwerte) und der Relativzuchtwerte (RZW) für den ED-Grad der Gesamtpopulation, der Zuchtrüden und Zuchthündinnen der in den Jahren 1995 bis April 2004 geborenen Rottweiler. Die im Jahr 2004 geborenen Hunde wurden mit den in 2003 geborenen Hunden zusammengefasst.

37 Väter Mütter % Abbildung 3: Kumulative Verteilung der von ED-Grad 1-3 betroffenen Nachkommen im Vergleich zu den Relativzuchtwerten für den ED-Grad der Zuchtrüden und Zuchthündinnen beim Rottweiler.

38 30

39 31 Kapitel 3 Genetische Analyse von Ellbogengelenkwinkeln und deren Beziehungen zur Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler A. Heine, K. F. Stock, B. Tellhelm, S. Klein O. Distl

40 32 Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover 1, Klinik für kleine Haustiere, Chirurgie, Veterinärmedizinische Fakultät, Justus-Liebig- Universität Gießen 2 Genetische Analyse von Ellbogengelenkwinkeln und deren Beziehungen zur Ellbogengelenkdysplasie beim Rottweiler Genetic analysis of elbow angles and their relations with elbow dysplasia in the Rottweiler dog Andrea Heine 1, Kathrin-Friederike Stock 1, Sandra Klein 2, Bernd Tellhelm 2, Ottmar Distl 1 Zusammenfassung In dieser Studie wurde untersucht, welche phänotypischen und genetischen Beziehungen zwischen den Ellbogengelenkwinkeln OL (Olecranonwinkel), PA (Winkel des Processus anconaeus), UL (Ulnawinkel) und RA (Radiuswinkel) und dem Auftreten der Ellbogengelenkdysplasie (ED) beim Rottweiler bestehen. Für die Untersuchung standen die radiologischen Befunde für ED und Ellbogengelenkwinkel von Rottweilern des Allgemeinen Deutschen Rottweiler Klubs (ADRK) zur Verfügung. Die Größe der Ellbogengelenkwinkel wurde durch das Geschlecht, das Geburtsjahr, die Mutter sowie Beugung und Lagerung des Gelenkes während der Röntgenuntersuchung signifikant beeinflusst. Hündinnen hatten größere OL, PA und RA Winkel, jedoch einen kleineren UL Winkel als Rüden. Die Größe der OL, PA und RA Winkel stieg mit zunehmendem ED-Grad an, der UL Winkel nahm dagegen ab. Die Heritabilitäten und genetischen Korrelationen wurden zunächst für die Ellbogengelenkwinkel und ED für alle untersuchten Hunde geschätzt. Die Heritabilitäten der Ellbogengelenkwinkel lagen bei h² = 0,18 bis 0,41. Nur die Winkel OL und UL zeigten mittlere genetische Korrelationen zur ED. Wenn nur die Ellbogengelenkwinkel von ED-freien Hunden in die Analyse einbezogen wurden, dann zeigten der OL und RA Winkel deutliche genetische Korrelationen in einer Höhe von r g = 0,51 (OL) und 0,75 (RA) zur ED. Zudem konnte gezeigt werden, dass die Höhe der Heritabilität der Ellbogengelenkwinkel von den Veränderungen der ED