Inbreeding and Genetic Variation

Innavl i en rase skaper problemer på sikt

For English version, scroll down

Hva er dette med lav innavl?” spurte vi i august 2015. Her kan du lese enda mer om hvorfor vi jobber på denne måten i oppdrettet.

Hva er innavl?

Innavl er når to beslektede individer pares. Innavl fører til liten genetisk variasjon hos avkommet, fordi recessive alleler vil dobles. Dette kan være ønskelig når det gjelder type og farge. For helse er innavl risikofylt. Mange skadelige gener er recessive, og forårsaker ingen problemer når katten også har andre gener som dominerer. Dersom sykdomsgenet dobles vil katten bli syk.

Genetisk variasjon – bred genbase – er derfor ønskelig ut fra helsemessige hensyn.

Noen begreper

  • Innavl: Å pare to nært beslektede katter
  • Linjeavl: Å pare to katter som begge stammer fra samme katt noen generasjoner bak
  • Matadoravl: Å bruke én hannkatt på så mange hunner at hans gener blir dominerende i kommende generasjon
  • Utparing: Å pare med en katt som er helt ubeslektet

Matadoravl, overforbruk av gode avlshanner, er en av hovedårsakene til tap av genetisk variasjon for en populasjon.

Katter vil instinktivt forsøke unngå innavl: En kattemor i naturen forsøker jage bort sine sønner når de er store nok til å klare seg selv (Braastad 2012). Dette er årsaken til at mange hunnkatter typisk ikke kommer overens med sønner om de beholdes i katteriet.

 

Genetisk variasjon

For høy grad av innavl fører til høy grad av homozygositet i kattens DNA. Dette er forbundet med blant annet dårlig immunforsvar (Lorimer 1998). En bred genbase er viktig for en rases sunnhet.

Ofte snakkes det om at man streber etter homozygositet, for å befeste de gode egenskapene. For de få gener som styrer for eksempel type eller farge er det slik, men totalt sett må man ha stor genetisk variasjon for å unngå innavlsdepresjon.

Dersom man ønsker forbedre en rase, utseende, egenskaper eller helse, man ha genetisk variasjon. For å oppnå dette skal ikke gjennomsnittlig totalinnavl ligge på mer enn 6,25 % over tid i rasen som helhet. Dersom man gjør en tett paring bør man pare ut igjen i neste generasjon.

 

“Showlinjer” og “Outcross-linjer”

Fra den første Maine Coon kom til Norge i 1993 har godt over 350 oppdrettere vært involvert i rasen, tidligere eller aktive i dag. De fleste av dem har vært opptatt av store vakre showkatter. Slike showkatter har en gjennomsnittlig totalinnavl (COI) på 15 – 18 % og noen ganger høyere, over 20 %. Det tilsvarer genetisk slektskap nærmere enn halvsøsken:

  • Innavlsprosent for en paring mellom søskenbarn: 6,25 %
  • innavlsprosent for en paring mellom halvsøsken: 12,5 %
  • Innavlsprosent for en paring mellom bestefar-barnebarn: 12,5 %
  • innavlsprosent for en paring mellom onkel/tante-niese/nevø: 12,5 %
  • Innavlsprosent for en paring mellom helsøsken: 25 %
  • innavlsprosent for en paring mellom foreldre-barn: 25 %

 

Klonene og Topp 5-kattene

Over 70 % av genbasen for showkattene føres tilbake til bare 5 foundationkatter fra da rasen først ble begynt ført i stambok rundt 1960. For å gjøre det verre ble avkom av disse 5 – kalt “topp 5” – paret tilbake på hverandre i flere generasjoner og produserte de såkalte «klonene» sent på 1970-tallet/tidlig 80-tall.

Dette er altfor tett slektskap over tid for en rase, og kan være medvirkende årsak til flere av helseproblemene som fins. Flere av de alvorlige lidelsene vi ser hos Maine Coon i dag kan føres tilbake til disse innavlede kattene, “klonene”.

I Maine Coon-rasen har “topp 5” og “klonene” en viktig rolle i beregning av innavl og genetisk variasjon, siden disse kattene går igjen mange ganger i så mange linjer at de dominerer genbasen.

PawPeds database har viktige funksjoner for å finne andel av topp 5 og klonene i en Maine Coons stamtavle, og i en mulig paring.

En Maine Coon i dag har gjennomsnittlig:

  • Totalinnavl: 15 %
  • Kloner: 35 %
  • Topp 5: 70 %

De mest typete showkattene ligger gjerne over disse tallene. Oppdrettere som ønsker større variasjon i genbasen forsøker komme godt under disse tallene i paringer.

Genebase MCO

Genebasen: Rasen som helhet (gul) er stor, men avl på høy andel av “topp 5” og “kloner” (rød) skaper innavlsproblemer. Ny Foundation (beige) vil si å utvide genbasen med flere Maine-katter som oppfyller kriteriene for rasen.

Innavlsdepresjon

Når tegn på innavlsdepresjon melder seg kan det være for sent å rette opp skadene. Tegn kan være:

  • økning i arvelig sykdom
  • problemer med immunforsvaret
    • økt forekomst av autoimmun sykdom
    • økt sårbarhet for infeksjon
  • økt hyppighet av kreft, særlig blant unge katter
  • redusert fruktbarhet
    • små kull (på grunn av fosterresorpsjon)
    • dårlig sædkvalitet
  • høy dødelighet for kattunger
  • assymetri i hodet
  • redusert størrelse på utvokste katter

 

PawPeds database for å beregne innavl

I PawPeds fins flere funksjoner for å se på grader av innavl.

PP inbr1

Stamtavle slik den ser ut før vi gjør noe med innstillinger.

Tavlen viser her katter bak i 4 generasjoner. Inbreeding viser innavlsgrad på de 3 generasjonene.

Tavlen viser her katter bak i 3 generasjoner. Inbreeding viser innavlsgrad på de 3 generasjonene.

Klikk på Inbreeding viser "complete inbreeding" - total innavlsgrad bak til Foundation.

Klikk på Inbreeding viser “complete inbreeding” – total innavlsgrad bak til Foundation.

Prosent av Klonene i tavlen er en viktig faktor for genetisk variasjon i Maine Coon.

Prosent av Klonene i tavlen er en viktig faktor for genetisk variasjon i Maine Coon.

Foundation/Top 5 viser andel av toppkattene i stamtavlen. Listen viser alle Foundation kattene som ligger bak gjeldende katt.

Foundation/Top 5 viser andel av toppkattene i stamtavlen. Listen viser alle Foundation kattene som ligger bak gjeldende katt.

Kloner og Foundation/toppkattene kan du lese enda mer om her (Maine Coon-ringen i Norge)

Maine Coon Heritage Site

Maine Orchid om Arv

Agria-artikkel om innavl, av Ulrika Sörlid

 

Inbreeding creates long-term problems

What is inbreeding?

Inbreeding is the mating of closely related individuals. Inbreeding leads to small genetic variation in offspring, since recessive alleles are easily doubled. This can in some cases be desirable when it comes to type and colour. For health, inbreeding is very risky. A lot of the harmful genes are recessive, and do not cause any harm as long as the cat also has other dominant genes. If the disease gene is doubled, the cat will become ill.

Genetic variation – a broad gene pool – is therefore desirable from a health perspective.

Terms

  • Inbreeding: Mating two closely related cats
  • Line breeding: Mating cats both descending from the same individual a few generations back
  • “Popular Sires”: Using a stud for so many queens that his genes dominate the next generation
  • Outcross: Mating cats that are unrelated

“Popular Sires”, overusing good studs, is one of the main reasons for loss of genetic variation in a population.

Cats instinctively try to avoid inbreeding: A cat mother in the wild will chase her sons off far away from her territory, when they are old enough to manage on their own. This is one reason why queens often do not get along with their sons if kept in the cattery.

Genetic Variation

Inbreeding leads to a high degree of homozygosity in the cat’s DNA. This is linked to problems with the immune system (Lorimer 1998). A broad gene pool is important for the health in a breed.

Breeders often speak of working to achieve homozygosity to fix the good traits. When it comes to the few genes that decide type or colour, this is true, whereas for the complete genome genetic variation is needed to avoid inbreeding depression.

“Show lines” and “Outcross lines”

From the first Maine Coon arrived in Norway in 1993, well over 300 Norwegian breeders have been involved with Maine Coons, earlier or active today. Most of them have been interested in the large beautiful show cats. These show cats have on average a complete inbreeding coefficient of 15 – 18 % and sometimes higher. This corresponds to genetic relatedness closer than half siblings, uncle/aunt-niece/nephew or grandparents-grandchild; which all have an inbreeding coefficient of 12,5 %. Full siblings and parent/child have inbreeding coefficient 25 %, first cousins have 6,25 %, respectively.

Over 70 % of the gene base for the show cats can be traced back to only 5 foundation cats from when the breed was first registered in stud books around 1960. To make it worse, offspring from these 5 cats – called “top 5” – were mated with each other for several generations and produced the so-called «clones» in the late 1970s/early 80s.

A small gene pool like this is not good for the breed long-term, and might be part of the reason for the health problems in the breed. Several of the serious health issues seen in Maine Coons today can be traced back to the inbred “clones”.

 

The Clones and Top 5-Cats

In the Maine Coon breed these cats have an important role in the calculations of inbreeding and genetic variation, since the cats are repeated in the lines so frequently that they dominate the gene pool.

The PawPeds database has important functions to find the degree of Top cats and Clones in the pedigree of any Maine Coon, and in a planned mating.

Average numbers for a Maine Coon today

  • Complete inbreeding: 15 %
  • Clones: 35 %
  • Top 5: 70 %

Well-typed showcats are often above these values. Breeders who work to broaden the gene pool will attempt to have their matings well below these numbers. If the goal is to improve a breed’s traits or health, there must be genetic variation. Geneticists state that the complete inbreeding (COI) should be below 6,25 % on average, over time, in a breed. If a closer mating is done, then the next generation should be outcrossed.

Read more

Jemima Harrison who made the BBC documentary “Pedigree Dogs Exposed” has written an explanation of COI – complete inbreeding coefficient: “A Beginner’s Guide to COI” (link to external website)

Carol Beuchat PhD: “Understanding the Coefficient of Inbreeding COI“. Institute of Canine Biology.

Carol Beuchat, PhD: “How many generations should you use to estimate inbreeding“. Institute of Canine Biology.

 

If an individual is inbred, his sire and dam are connected in the pedigree by lines of descent from a common ancestor or ancestors.  The coefficient of inbreeding is obtained by a summation of coefficients for every line by which the parents are connected, each line tracing back from the sire to a common ancestor and thence forward to the dam, and passing through no individual more than once.  The same ancestors may of course be involved in more than one line.  (Wright 1921)

From Carol Beuchat PhD: “Wright’s Coefficient of Inbreeding“. Institute of Canine Biology.

Comments are closed