Genetic diversity among some cattle breeds in the Alpine area

Seven autochthonous Italian cattle breeds bred in the alpine area (Aosta Black Pied, Aosta Red Pied, Aosta Chestnut, Oropa Red Pied, Grey Alpine, Rendena and Burlina) were investigated in order to characterise their genetic structure and to study their phylogenetic origin. Two cattle breeds from Germany (Original German Brown and Holstein) and four from Switzerland (Simmental, Herens, Evolene and Brown Swiss) were included in the study in order to determine the genetic diversity existing among Italian local breeds, similar breeds bred on the other side of the Alps and in the well known Holstein. Seventeen microsatellites, of the internationally accepted panel for the study of cattle biodiversity, were used for the analysis. Microsatellites were highly polymorphic with a mean number of 5,5 alleles (ranging from 2 to 12 per locus). For each locus, allelic frequencies, heterozygosity (H) and the Polymorphism Information Content (PIC) were computed. The genetic equilibrium according to Hardy–Weinberg was calculated for each population and for each locus. Allele frequencies were used to estimate genetic distances and to draw a phylogenetic tree. The two closest breeds were Aosta Red Pied and Aosta Black Pied, while the two genetically most different were Holstein and Aosta Chestnut. Aosta valley breeds, Evolene and Herens constituted a tight cluster in the phylogenetic consensus tree. Principal component analysis showed a similar pattern for all the alpine breeds, while Holstein and Original German Brown were far away. The genetic differences among breeds were in accordance with their geographical and historical origins. Die genetische Diversitat von Rinderrassen der Alpenregion Sieben autotochthone italienische Rinderrassen der Alpenregion (Aosta Black Pied, Aosta Red Pied, Aosta Chestnut, Oropa Red Pied, Grey Alpine, Rendena und Burlina) wurden untersucht, um ihre genetische Struktur und ihren phylogenetischen Ursprung zu beschreiben. In die Studie wurden zwei deutsche Rinderrassen (Original Deutsches Braunvieh und Deutsche Holsteins) und vier Rassen der Schweiz (Simmentaler, Herens, Evolene und Brown Swiss) einbezogen, um deren genetische Diversitat mit den ahnlichen italienischen Rassen auf der anderen Seite der Alpen zu vergleichen. Siebzehn Mikrosatelliten eines international anerkannten Panels fur die Untersuchung genetischer Distanzen zwischen Rinderrassen wurden in dieser Studie genutzt. Die Mikrosatelliten waren hochpolymorph mit einer durchschnittlichen Anzahl von 5,5 Allelen und einem Spektrum von 2 bis 12 Allelen pro Locus. Fur die einzelnen Loci wurden Allelfrequenzen, der Heterozygotiegrad (H) und der Polymorphism Information Content (PIC) berechnet. Die Berechnung des genetischen Gleichgewichts nach Hardy–Weinberg erfolgte fur die Populationen und die Loci. Die Allelfrequenzen wurden zur Schatzung der genetischen Distanzen und zur Zeichnung eines phylogenetischen Baums genutzt. Die Rassen Aosta Red Pied and Aosta Black Pied waren am engsten verwandt, wahrend die Rassen Deutsche Holsteins und Aosta Chestnut am unterschiedlichsten waren. Die Rassen Evolene und Herens des Aosta-Tals bildeten ein enges Cluster im phylogenetischen Konsensus-Baum. Die Hauptkomponenten-Analyse zeigte ein ahnliches Bild fur alle Rassen der Alpenregion, wahrend Deutschen Holsteins und das Original Deutsche Braunvieh einen grosen Abstand zu den anderen Rassen aufwiesen. Die genetischen Differenzen zwischen den Rassen waren in Ubereinstimmung mit ihrem geographischen und historischen Ursprung.