Sprache
Deutsch
Art
erforderlich
Art der Bewertung
Kolloquium
Jahr im Lehrplan
2
Semester im Lehrplan
1
Credit Points
4
Vorlesungen
28
Praktische Unterrichtsstunden
28
Spezialisierung
Tierärztliche (Deutsche)
Wer kann das Studienfach aufnehmen?
Beschreibung der Veranstaltung
Ziel des Studiums ist die Vermittlung von genetischen und molekulargenetischen Kenntnissen (z. B. Probenahme, genetische Identifizierung, genetische Abstammungskontrolle, genetische Erkrankungen, Diversitätsbewertung, Zuchtwertschätzung), die zur Lösung der Aufgaben in der Praxis zukünftiger Tierärzte erforderlich sind.
Im Rahmen dieses Faches werden sowie die Mendelsche- als auch die Populationsgenetik diskutiert. Neben der Darstellung der klassischen Teilgebieten (Haustierwerdung, Vererbung usw.), werden unter Anderen auch die Erbfehlern und deren Diagnose, die modernen biotechnischen- und züchterischen Verfahren, und die tierische Produktion mit Rückverfolgbarkeit behandelt. Aus Teilbereichen des Studiums erlernen Studierende vielfältige Fachinformationen auf Haustiergenetik zu übertragen und in einheitliche Fragestellungen einzusetzen.
Teilnahme an Praktika, erfolgreicher Abschluss des Grunddatentests während des Semesters.
Im regulären Prüfungszeitraum besteht die Prüfung aus zwei Teilen (praktisch und theoretisch). Zunächst werden die Studenten durch einen Fragebogen am Computer (als GAT-Test bezeichnet) nach ihren schnellen Antworten auf grundlegende Zahlen, Definitionen, Assoziationen und Berechnungen als Schwelle zum Eintritt in den theoretischen Teil kontrolliert. Die Durchführung des GAT-Tests ist ab 60 % erfolgreich. Dann wird auch eine theoretische Prüfung am Computer (Moodle-Test) abgelegt. Bei Nichtbestehen muss die praktische Prüfung (GÁT-Prüfung) mit einer Punktzahl von besser als 80 % nicht wiederholt werden. Die Fragen des GÁT-Tests können vorab online geübt werden. Die Zeitspanne zwischen der nicht bestandenen Prüfung und ihrer Wiederholung sollte 5 Tage überschreiten.
Das GÁT-Ergebnis fließt zu 10 % in die Gesamtnote ein, das Moodle-Ergebnis zu 90 %.
Thematik der Vorlesungen
Vorlesungen
| 1. Einführung. Domestikation der Tierarten und ihre evolutionäre Konsequenzen |
| 2. „Die Domestizierung war/ist ein Prozess, bei dem der Mensch über viele Generationen hinweg wilde Tiere zum eigenen Wohl gezähmt, gezüchtet, aufgezogen und transformiert hat; |
| 3. Stufenweises, generationenübergreifendes Vorgehen und gerichteter genetischer Fortschritt (künstliche Selektion) + Mutationen (Mikroevolution). Enger Bezug zur Menschheits- und Zivilisationsentwicklung; Haustiere – in der Nähe von Menschen lebende Tiere, die von Menschen gepflegt und gezüchtet werden und sich in ihren genetischen, morphologischen und verhaltensbezogenen Merkmalen von ihren wilden Vorfahren unterscheiden.“ |
| 4. Grundlagen der mendelschen, sowie der Zyto- und Molekulargenetik |
| 5. Die Geschichte der Vererbung, Theorien der Vererbung vor Mendel, Mendels Werk und herausragende Persönlichkeiten der Genetik nach Mendel. Erläuterung der Grundbegriffe der Vererbung anhand von Beispielen typischer Merkmale von Haustierarten. Grundbegriffe der Zytogenetik (z. B. Genotyp, Paratyp, Meiose, Mitose) Genomstruktur (Karyotyp) und Chromosomenanomalien. Grundbegriffe der Molekulargenetik (Gen, Allel, Locus, Genomik, Epigenetik, Mutation). |
| 6. Mendel-Ausnahmen (Expressivität, Penetranz, Allelpolimorphismus, Immunogenetik, Epigenetik und Pleiotropie, Rekombinierung und letale Mutationen) |
| 7. Klinische Genetik der Erbkrankheiten und Erbfehler (Mono/Oligogene, Mutationen, Diagnose, Prävention, Oligogene und Anfälligkeit). Epigenetik |
| 8. Mendel-Ausnahmen (Sex-gebundene Merkmale, XL, ZL, uniparentale Vererbung, Hauptgene, Epistase) |
| 9. Biotechnologie in der Tierzucht (KB, ET, MOET, EMT) |
| 10. Die wichtigsten künstlichen Reproduktionstechniken (ART) in der Tierhaltung: Geschichte, Zweck und wichtige Schritte der künstlichen Befruchtung; Techniken der Spermienbehandlung (Verdünnung, Tiefgefrieren, Vitrifikation); Embryotransfer bei Haustier- und gefährdete Wildtierarten, Schritten der Embryotransfer; Schritte und Anwendung der In-vitro-Embryo-Produktion (IVP). Die Bedeutung des Chimärismus bei verschiedenen Tierarten. |
| 11. Biotechnologie in der Tierzucht (Klonen, Transgenese, GMO, Genom-Editierung) |
| 12. Qualitative Populationsgenetik: Polimorphismus, Gen- und Genotyphäufigkeit, Haplotyp |
| 13. Charakterisierung und Definition von Mendelschen Merkmalen. Bedingungen für das genetische Gleichgewicht, die anhand der Hardy-Weinberg-Regel überprüft werden können. Die Bedeutung der Berechnung der Häufigkeit von Genen und Genotypen für verschiedene Merkmale bei Haustierarten. Anwendung des Chi2-Tests zur Überprüfung der Hardy-Weinberg-Verhältnisse. Statistiken zur genetischen Vielfalt (Anzahl der Proben, beobachtete Anzahl der Allele, effektive Anzahl der Allele) und Methoden zur vollständigen Beschreibung des Bestands. |
| 14. Quantitative Populationsgenetik: wertvolle Eigenschaften, Heritabilität, Wiederholbarkeit, Korrelation, Regression |
| 15. Quantitative Populationsgenetik charakterisiert die polygenen Merkmale von Beständen basierend auf phänotypischen Werten und genomischen Werten. Es untersucht die Umweltfaktoren, die quantitative Eigenschaften beeinflussen, und zeigt Veränderungen im Laufe der Zeit. Die primär wertvollen Eigenschaften sind die für die spezifische Nutzung berücksichtigten Fähigkeiten, die sekundären alle anderen Fähigkeiten, die unabhängig von der Richtung der Nutzung zur Verwirklichung der primären Fähigkeit beitragen. |
| 16. Begriff des Zuchtwertes und seine Schätzung |
| 17. Zuchtwert eines Tieres – ist die Abweichung des individuellen genetischen Wertes vom mittleren genetischen Wert einer Referenzpopulation. Der individuelle Zuchtwert ist von wechselndem Ausmaß und ändert sich entsprechend dem Wert (genetischer Wert) der Referenzpopulation oder der Paarungspartner. Genomweite Informationen ermöglichen es den Züchtern, einen direkten genomischen Zuchtwert (dGV) zu bestimmen. Liegen genomische Informationen innerhalb des Systems vor, ist der amtliche Zuchtwert eines Tieres der kombinierte Zuchtwert (gBV) aus dem klassischen Zuchtwert (BV) auf Basis eigener und/oder Verwandtenleistung und dem direkten genomischen Wert (dGV). |
| 18. Zuchtauswahl (Methoden, Typen, Formen, Selektionsindex, MAS, Effektivität) |
| 19. Bei der künstlichen Selektion verlässt der Mensch gezielt Zuchttiere und verändert durch die Verpaarung die genetische Zusammensetzung (Leistungsfähigkeit, Aussehen, Fortpflanzung, Anpassungsfähigkeit) der produzierenden Nachkommengeneration. Die Indexselektion ist die effektivste Art der Selektion für mehrere Merkmale gleichzeitig. Die Selektion nach einem aus mehreren Eigenschaften gebildeten Indexwert ergibt den größten wirtschaftlichen Nutzen. |
| 20. Paarungsmethoden und Zuchtverfahrens: Reinzucht, Kreuzungen, Heterosis |
| 21. Auf der Grundlage des Paarungsplans fortplanzen sich männliche und weibliche Individuen nach einer der Paarungsmethoden miteinander. Entsprechend dem Zuchtziel (Erhöhung oder Verringerung der Homozygotie) wenden wir verschiedene Zuchtmethoden an, die auf dem Grad der genetischen Verwandtschaft zwischen verpaarten Individuen basieren. |
| 22. Erhaltung und Konservierung der genetischen Vielfalt, Gefährdete Nutztierrassen |
| 23. Die für die Erhaltung genetischer Ressourcen vorgesehene Tierpopulation wird isoliert gehalten, frei von menschlichen Eingriffen, die genetische Veränderungen verursachen. Die Konservierung erfolgt in vivo, wenn es sich um lebende Tiere in einer traditionellen Umgebung handelt, und die Konservierung erfolgt in vitro, wenn die Probe beispielsweise in einem Tiefkühlschrank gelagert wird. Die In-Vivo-Version wird durch Auszucht realisiert, indem überdurchschnittlich entfernte Verwandte miteinander gepaart werden. Ziel ist es, die ursprünglichen Eigenschaften und die genetische Vielfalt sowie die Anpassung an die Umwelt zu erhalten. |
| 24. Technologie der Tierproduktion. Konzept des Types, Grundlage der Exterieurbeurteilung |
Thematik der praktischen Unterrichtsstunden
Plenarpraktikum
| 1. Lebenspfad, Nutzungsdauer, Altersschätzung |
| 2. Das Leben von Haustieren wird durch Lebensstadien (Wachstum, Entwicklung), besondere Termine (Pubertät, Zuchtreife, Erstkalbung, Nutzung) und Lebensspanne entsprechend den spezialisierten Hauptnutzungsrichtungen und der Aufgabe des Individuums (Zuchttier oder produzierendes Tier) geprägt. Die Produktions- und Fortpflanzungsfähigkeit ändert sich mit dem Alter. Das Zahnen als genetisch bedingtes Merkmal sowie altersbedingte Veränderungen der Zähne können zur Altersschätzung herangezogen werden. |
| 3. Kennzeichnungsmethoden, individuelle Identifizierung, Stammbuchführung, Rückverfolgbarkeit |
| 4. Das Thema umfasst folgende Bereiche: Organisation der Haustierzucht (Zuchtorganisationen, Zuchtbuchregistrierung, Leistungskontrolle, Datenregistrierung), individuelle Kennzeichnung in der Haustierzucht (obligatorisch, fakultativ, permanent und temporär). Darüber hinaus die Bedeutung der individuellen Identifizierung (basierend auf biologischen Merkmalen, genetischen Markern und künstlichen Kennzeichnungen) und der Rückverfolgbarkeit für die Sicherheit der Lebensmittelkette. National Animal Breeding Database: eine vom National Food Chain Safety Office betriebene Datenbank zur Registrierung von Daten in Bezug auf Tierzucht, Züchter, Halter und Besitzer. Betriebsinformationssystem und einheitliche Registrierungssysteme von Arten. |
| 5. Entnahme von biologischen Proben, Abstammungskontrolle, DNA-Allelpolimorphismen (Mikrosatelliten, SNP) |
| 6. Überlegungen bei der Entnahme biologischer Proben, Methoden der Probenentnahme, Verpackung und Lagerung von Proben. Probentypen, die für verschiedene DNA-Tests geeignet sind, und Eigenschaften der zu testenden genetischen Regionen. Schritte der genetischen Testmethoden zur Überprüfung der Abstammungs und Identität auf individueller Ebene (z. B. mit Restriktionsendonukleasen). Nachweis von DNA-Polymorphismen (Mikrosatelliten und SNPs) durch PCR, Elektrophorese und Sequenzierungstechniken. |
| 7. Molekulardiagnose der Erbkrankheiten |
| 8. Autosomale und X-gebundene Vererbung in der praktischen Tierzucht |
| 9. Forensische Tiergenetik |
| 10. Verwicklung von Tieren in Kriminalfallen: menschlicher Aspekt (Tierangriffe, wirtschaftliche Schäden), Tierrechte (Tierquälerei), „Stille Zeugen“, Verbrechen gegen die Umwelt (Schädigung von Wildtieren), internationale Zusammenarbeit. Bedingungen für Untersuchungen vor Ort und forensische DNA-Tests. Genetische Marker für die Erstellung von DNA-Profilen und die Identifizierung von Arten („DNA-Barcoding“). Untersuchung des Ursprungs der Zusammensetzung von Tierprodukten mit Hilfe genetischer Methoden. |
| 11. Praktische Biotechnologie: künstliche Besamung (KB) und Embryoübertragung (MOET), Embryomanipulationen (EMT) und Klonen |
| 12. Durch den Einsatz künstlicher Reproduktionstechniken (ART) kann die Effizienz der Produktion von Zucht- und Nutztieren gesteigert werden, und weitere Vorteile der Methoden, wie die Vermeidung von Infektionen und Verletzungen, werden ebenfalls vorgestellt, sowie die Möglichkeit eines Spermatests. Darstellung der grundlegenden Beobachtungen (z. B. Östrus), Instrumente und Methoden (z. B. Ultraschall, Detektoren und Biosensoren, Tests), und die grundlegenden Schritte, die für eine erfolgreiche Anwendung bei verschiedenen Tierarten erforderlich sind. |
| 13. Transgenese, Genediting, Genkartierung, QTL-Analyse, genomiale Untersuchungen |
| 14. Berechnung der Gen-und Genotyphäufigkeiten |
| 15. Praktische Beispiele für die Berechnung der Häufigkeit von Genen und Genotypen in Gleichgewichts- und Nicht-Gleichgewichtssituationen, bei der intermediären oder dominant-rezessiven Vererbung im Zusammenhang mit Auto- und Geschlechtschromosomen bei verschiedenen Tierarten. Anwendung der Hardy-Weinberg-Regel und der Statistik mit dem Chi-Quadrat-Test zur Untersuchung des Unterschieds zwischen der erwarteten und der beobachteten Häufigkeiten, sowie zur Charakterisierung des genetischen Gleichgewichts der Herden. Die erhaltenen Ergebnisse können unter anderem dazu verwendet werden, den Anteil der Träger des mutierten Allels zu schätzen, um die Veränderungen in den Herden zu überprüfen. |
| 16. Bioinformatik, Genomik, Proteomik |
| 17. Berechnung des Zuchtwertes |
| 18. Es behandelt die praktische Vorgehensweise und Methoden der Zuchtwertermittlung und berührt dabei folgende Themen: Vorkorrektur, Korrektur (bei mehreren Effekten gleichzeitig, bei Iteration: Wiederholung eines mathematischen oder rechnerischen Verfahrens auf der Grundlage der Ergebnisse eines vorangegangenen Durchlaufs , typischerweise als Mittel zur Gewinnung sukzessiver Annäherungen zur Lösung des Problems), Erblichkeit , Grad der genetischen Verwandtschaft und genetischer Trend. Betont die Verwendung der mathematischen Methode in direkten (Zuchtarbeit) und indirekten (andere Forschung) Aspekten. |
| 19. Berechnung des genetischen Fortschrittes (Selektionsantwort) |
| 20. Die Selektionsantwort (R, „Gewinn“ oder Fortschritt) ist die Differenz zwischen dem mittleren genetischen Wert der Nachkommen ausgewählter Eltern und dem mittleren genetischen Wert der ursprünglichen Population. Das Selektionsdifferential und das Generationsintervall werden bei seiner Berechnung verwendet. |
| 21. Pedigree-Analyse, Berechnung des Verwandtschaftsgrades und des Inzuchtkoeffizienten |
| 22. Die Ahnentafeluntersuchung ist ein wichtiger Bestandteil zum Kennenlernen der vergangenen Verwandtschaftsstruktur der Rasse und gleichzeitig ein unverzichtbarer Bezugspunkt für das Erreichen zukünftiger Ziele. In diesem Rahmen wurden der Verwandtschaftsgrad, der Inzuchtkoeffizient im klassischen Sinne (Write’scher Koeffizient) und F-Statistiken sowie modernere Populationsparameter, wie z.B. die tatsächliche Anzahl der Gründervorfahren (f) und die genomäquivalente effektive Anzahl der Gründervorfahren (fg), auch molekulare Homozygotie (einschließlich ROH). |
| 23. Abnahme von Körpermaßen am lebenden und fotografierten Tier (VAM), geometrische Morphometrie |