Selection experiments for body composition in mice and rats: A review

https://doi.org/10.1016/0301-6226(89)90003-1Get rights and content

Abstract

Selection studies for body composition traits that used mice and rats as a model for livestock have been reviewed. Average realized heritability is higher for fat traits (0.49) than for lean traits (0.37), but there is considerable overlap. Selection for lean weight traits produced positive realized genetic correlations in growth, feed intake, gross feed efficiency and lean body mass, but body fat and protein percentages were not modified significantly at age of selection. Selection for fat percentage caused positive genetic correlations in growth, feed intake, feed efficiency and body fat, a negative response in body protein percentage and no response in lean body mass. An inexpensive and non-invasive method of measuring body composition is needed to improve the technical efficiency of selection. Future research should compare genetic variation in body composition at different ages. Desired gains and restricted selection index methods should be applied to modify body composition and growth. Hormones known to affect body composition and growth may be considered as additional selection criteria. Use of transgenic animals carrying genes coding for growth-promoting hormones, combined with artificial selection, offer additional strategies for changing body composition.

Résumé

Une revue bibliographique des expériences de sélection sur les caractères de composition corporelle utilisant la souris et le rat comme modèles pour les animaux domestiques a été effectuée. L'héritabilité réalisée des caractères se rapportant aux tissus gras (0,49) est plus élevée que pour les tissus maigres (0,37), mais il existe un chevauchement important. La sélection sur le poids de tissus maigres se traduit par des corrélations génétiques réalisées positives pour la croissance, la consommation d'aliment,l'efficacité alimentaire et la masse maigre de l'organisme, mais les pourcentages de graisses et de protéines corporelles ne sont pas significativement modifiés à l'âge à la sélection. La sélection sur le pourcentage de graisses entraîne des corrélations génétiques positives pour la croissance, la consommation,l'efficacité alimentaire et les graisses corporelles, une réponse négative pour le pourcentage de protéines corporelles et aucune réponse pour la masse maigre de l'organisme. Une méthode peu coûteuse et non invasive est nécessaire pour améliorer l'efficacité technique de la sélection. Les recherches futures devraient comparer les variations génétiques de la composition corporelle à différents âges. Les méthodes de sélection sur indice pour des gains désirés ou sur indice avec contrainte devraient être utilisées afin de modifier la composition corporelle et la croissance. Les hormones connues pour affecter la composition corporelle et la croissance pourraient être prises en compte en tant que critères de sélection supplémentaires. L'utilisation combinée d'animaux transgéniques porteurs de gènes codant pour les hormones qui stimulent la croissance et de la sélection artificielle permet d'autres stratégies pour modifier la composition corporelle.

Zusammenfassung

Studien, in denen auf Merkmale der Körperzusammensetzung selektiert wurde, wobei Ratten und Mäusen als Modelle für Nutztiere Verwendung fanden, werden rückblickend verglichen. Die mittlere realisierte Heretabilität liegt höher für Merkmale des Fettansatzes (0,37) als für Merkmale des Fleischansatzes (0,37); es gibt jedoch beachtliche Überschneidungen. Eine Selektion auf Fleischansatz führte zu positiven genetischen Korrelationen im Bezug auf das Wachstum, die Futteraufnahme, die Futterverwertung sowie die Masse des fettfreien Tierkörpers; Fett- und Proteinanteile am Tierkörper waren jedoch zum Selektionszeitpunkt nicht signifikant verändert. Eine Selektion auf hohen Fettanteil führte zu positiven genetischen Korrelationen im Bezug auf das Wachstum, die Futteraufnahme, die Futterverwertung und den Fettanteil am Tierkörper sowie zu einer negativen Antwort hinsichtlich des Proteinanteils; die Masse des mageren Tierkörpers blieb unbeeinfluβt. Man benötigt eine kostengünstige und nicht invasive Methode zur Untersuchung der Körperzusammensetzung, um die Wirksamkeit der Selektion verbessern zu können. Zukünftige Untersuchungen sollten die genetische Variation der Körperzusammensetzung in unterschiedlichen Altersstufen vergleichen. Die Methoden der Erfassung des Zuwachses und des Selektionsindexes mit Restriktionen sollten Verwendung finden, um Körperzusammensetzung und — wachstum zu modifizieren. Hormone, deren Wirkung auf Körperzusammensetzung und Wachstum bekannt ist, können als zusätzliche Selektionskriterien in Betracht kommen. Die Verwendung von transgenen Tieren, die für wachstumsfördernde Hormone kodierende Gene tragen, bietet sich — in Verbindung mit künstlicher Selektion — als weitere Strategie zur Beeinflussung der Körperzusammensetzung an.

References (44)

  • L. Bünger et al.

    Selection for different growth parameters in laboratory mice and its correlated effects on body composition and organ weights

    Nahrung

    (1985)
  • C.K. Chai

    Selective breeding for thyroid 131I uptake in mice

    Genetics

    (1970)
  • E.J. Eisen

    The laboratory mouse as a mammalian model for the genetics of growth

  • E.J. Eisen

    Selection for components related to body composition in mice: Direct responses

    Theor. Appl. Genet.

    (1987)
  • E.J. Eisen

    Selection for components related to body composition in mice: Correlated responses

    Theor. Appl. Genet.

    (1987)
  • E.J. Eisen et al.

    Predicting percent fat in mice

    Growth

    (1981)
  • E.J. Eisen et al.

    Estimates of genetic parameters and predicted selection responses for growth, fat and lean traits in mice

    J. Anim. Sci.

    (1988)
  • D.S. Falconer

    Introduction to Quantitative Genetics

  • F.C. Gunsett

    Linear index selection to improve traits defined as ratios

    J. Anim. Sci.

    (1984)
  • W.G. Hill

    Design of quantitative genetic selection experiments

  • G. Hörstgen

    Modellversuch mit Mäusen zur genetischen Differenzierung von Zuchtlinien durch Selektion für quantitative Merkmale

  • J.W.B. King

    Direct measurement of carcass composition in breeding animals

  • Cited by (45)

    • Genome-wide linkage analysis to identify chromosomal regions affecting phenotypic traits in the chicken. II. Body composition

      2006, Poultry Science
      Citation Excerpt :

      Excess fat in the poultry carcass is an important issue in the poultry industry. Fat can affect the animal industry in 4 aspects: consumer health concern, lower feed efficiency, undesired by-product, and labor expenses of trimming waste fat (Eisen, 1989). The internal organs are essential for supporting all physiological mechanisms of the large body mass of broilers.

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    Paper No. 11950 of the Journal Series of the North Carolina Agricultural Research Service, Raleigh, NC 27695-7643.

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