Disease resistance in Merino sheep. V. Genetic heterogeneity in response to vaccination with Dichelobacter nodosus and clostridial antigens
Authors: Raadsma H. W. , Attard G. A. , Nicholas F. W. , Egerton J. R. 
Published: February 2011

SummaryGenetic aspects of antibody responses in two commercial, multivalent vaccines were examined in 2 974 Merino sheep, representing the progeny from 129 sires in four major bloodlines. All lambs were vaccinated twice, between 2 and 4 months of age, with a clostridial vaccine containing antigens against five clostridial species. Approximately half (1 239) the progeny from all sires were also vaccinated at 16 months of age, with a Dichelobacter nodosus vaccine containing whole‐cell antigens from all nine major serogroups (A–I). ELISA antibody titres to Clostridium tetani and Clostridium chauvoei were measured 2 weeks after booster vaccination. K‐agglutinating antibody titres, against all serogroups of D. nodosus, were measured on three occasions–following primary vaccination (V1), 3 and 8 weeks following booster vaccination (V2). Mean antibody titre on all three occasions (MEAN POST‐VAC), and changes in antibody titre between V1 and V2, and after V2, were analysed as additional antibody traits for D. nodosus. For both clostridial and D. nodosus antibody traits, year of birth and flock were major fixed effects. Sex of the lamb was not important in the case of clostridial antibody titres, but ewe hoggets had consistently higher D. nodosus antibody titres compared to those for ram hoggets from the same cohort. Based on restricted maximum likelihood (reml) analyses, heritability estimates for C. tetani and C. chauvoei were 0.12 (± 0.04) and 0.24 (± 0.07). Preliminary estimates for maternal effects showed additive maternal genetic variance for C. tetani and C. chauvoei (0.09 ± 0.05 and 0.17 ± 0.07). Maternal environmental effects appeared negligible. Heritability estimates of D. nodosus antibody titre for all nine serogroups ranged from 0.22 to 0.66 following V1, and were approximately 40% higher than those following V2 (range 0.17–0.44), which in turn were approximately 50% higher than estimates for persistence of titre (range 0.08–0.32). Genetic correlations for antibody titre at consecutive samplings were high, and the heritability estimates for MEAN POST‐VAC titre for each serogroup of D. nodosus were: A (0.51), B (0.58), C (0.41), D (0.24), E (0.34), F (0.33), G (0.26), H (0.34), and I (0.35). Genetic correlations for antibody titres among the nine D. nodosus serogroups ranged from moderately negative (–0.40) to strongly positive (0.87). Similarly, genetic correlations between clostridial and D. nodosus antibody titres ranged from –0.08 to 4–0.41. C. tetani antibody titre showed a genetic correlation of +0.50 with C. chauvoei titre. It was concluded that significant additive genetic variation exists in Merino sheep for vaccine response to commercial vaccines. However, there was no strong evidence for common genetic control of immune response to different antigens.ZusammenfassungKrankheitsresistenz bei Merinoshafen. V. Genetische Heterogenität der Reaktion auf Vakzine mit Dichelobacter nodosus und KlostidienantigeneGenetische Aspekte de Antikörperreaktion auf zwei komerzielle multivalente Vakzinen wurden an 2 974 Merinoscnafen von 128 Vatertieren von vier Blutlinien untersucht. Alle Lämmer wurden zwischen 2 und 4 Monaten Alter mit einer Klostridien‐Vakzine, die Antigene von fünf Klostridienarten hatte, geimpft. Ungefähr die Hälfte (1239) der Nachkommen aller Böcke wurden auch bei 16 Monaten Alter mit Dichelobacter nodosus Vakzine geimpft, die die Ganz‐Zellatigene aller neun hauptsächlichen Serumgruppen (A‐I) enthielt. ELISA‐Antikörpertiter gegen Clostridial tetani und Clostridial chauvoei wurden 2 Wochen nach einer Booster‐Vakzination gemessen. K‐agglutinierende Antikörpertiter gegen alle Serumgruppen von D. nodosus wurden dreimal gemessen, nämlich nach der primären Vakzination (V1), 3 und 8 Wochen nach der Boostervakzination (V2). Die mittleren Antikörpertiter (MEAN Post‐Vac) und Veränderungen im Antikörpertiter zwischen V1 und V2 und nach V2 wurden als zusätzliche Antikörpermerkmale für D. nodosus analysiert. für klostridiale und D. nodosus Antikörpermerkmale wurden Geburstjahr und Herde als hauptsächliche Effekte betrachtet. Geschlecht des Lammes waren nicht wichtig im Fall von klostridialen Antikörpertiter, aber weibliche Jungschafe hatten durchwegs höheren D. nodosus Antikörpertiter als Jungböcke derselben Kohorte. Auf Grundlage restringierter Maximum Likelihood (REML) Analysen ergaben sich Heritabilitätsschätzungen für C. tetani und C. chauvoei von 0,12 (±0,04) und 0,24 (±0,07). Vorläufige Schätzungen maternaler Wirkungen zeigten additiv maternale genetische Varianz für C. tetani und C. chauvoei (0,09 ± 0,05 und 0,17 ± 0,07). Maternale Umwelteinflüsse scheinen vernachlässigbar zu sein. Heritabilitätsschätzungen für D. nodosus Antikörpertiter aller neun Serumgruppen schwankten von 0,22 bis 0,66 nach V1 und waren ungefähr 40% höher als die nach V2 (0,17–0,44), welche ihrerseits ungefähr 50% höher waren als Schätzungen für die Persistenz der Titer (0,08–0,32). Genetische Korrelationen zwischen Antikörpertiter aufeinander folgender Untersuchungen waren hoch und die Heritabilitätsschätzungen für MEAN Post‐Vac‐Titer für jede Serumgruppe von D. nodosus waren: A, 0,51; B, 0,58; C, 0,41; D, 0,24; E, 0,34; F, 0,33; G, 0,26; H, 0,34; und I, 0,35. Die genetischen Korrelationen zwischen den Antikörpertitern der neun D. nodosus Serumgruppen schwankten von mäßig negativ (–0,4) bis stark positiv (0,87). Ähnlicherweise schwankten genetische Korrelationen zwischen klostridialen und D. nodosus Antikörpertitern von 0,08 bis 0,41. C. tetani Antikörpertiter hatten eine genetische Korrelation von 0,5 mit jenen gegen C. chauvoei. Es zeigt sich, daß signifikante additiv‐genetische Variabilität für Reaktion auf kommerzielle Vakzine in Merinoschafen existiert. Allerdings ergab sich kein zwingender Hinweis auf gemeinsame genetische Kontrolle der Immunreaktion auf untershiedliche Antigene.