Disease resistance in Merino sheep. III. Genetic variation in resistance to footrot following challenge and subsequent vaccination with an homologous rDNA pilus vaccine under both induced and natural conditions

Summary Eight traits representing clinical indicators of resistance to footrot were examined in 1562 Merino sheep, representing the progeny from 162 sires in four major bloodlines. Over a 4‐year period, sheep were exposed to virulent isolates of Dicbelobacter nodosus under both an experimental challenge in which footrot was induced, and a separate natural challenge involving a different isolate of D. nodosus. Five footrot traits and three healing traits were each recorded on seven occasions following induced challenge, and on five occasions following natural challenge. All sheep were vaccinated with a primary and booster injection of an homologous rDNA pilus vaccine, 9 and 6 weeks after initiation of the induced and natural challenge respectively. The major fixed effects which influenced variation in resistance were (in order of importance) time of inspection after challenge, year and group in which sheep were challenged, and sex of the animal. Date of birth, birth‐rearing type and age or dam were unimportant in the expression of footrot. Half‐sib heritability estimates of resistance to footrot were low to moderate for single observations recorded pre‐vaccination (0.07–0.22), and slightly lower for inspections made after vaccination (0.07–0.15). Repeatability estimates for footrot traits during a challenge ranged from 0.31 to 0.70 for inspections pre‐vaccination, and 0.19 to 0.35 for inspections post‐vaccination. Genetic correlations among footrot traits recorded at repeat inspections were high for observations pre‐vaccination (range 0.87–1.00) and slightly lower for observations made after vaccination (0.52–1.00). Heritability estimates derived from repeat measurements approached 0.30 for most traits, except for traits describing healing, which had a heritability of almost zero. Heritability estimates of liability to footrot ranged between 0.09 and 0.41 depending on the time after challenge when the inspections were made. The genetic correlation between induced and natural footrot ranged from 0.14 to 0.95, depending on the period over which inspections were made, with an average of 0.67. In addition to within‐flock genetic variation in resistance to footrot, significant differences were observed between different bloodlines within the experimental flock. It was concluded that there is substantial genetic variation in resistance to challenge with virulent isolates of D. nodosus. However, practical restrictions of exploiting available genetic variation may limit the widespread adoption of direct selection. Zusammenfassung Krankheitsresistenz in Merinos III. Genetische Variabilität in Moderhinke Resistenz nach Infektion und folgender Impfung mit homologer rDNA pilus Vakzine unter induzierten und natürlichen Bedingungen Acht Merkmale, die als klinische Hinweise auf Moderhinkeresistenz betrachtet werden, wurden in 1562 Merino Schafen aus 162 Vatertieren von vier wichtigen Linien untersucht. Über eine 4‐Jahresperiode wurden die Schafe virulenten Isolaten von Dichelobacter nodosus unter Versuchsbedingungen ausgesetzt und eine getrennte natürliche Infektion mit verschiedenen Isolaten von D. nodosus durchgeführt. Fünf Moderhinkemerkmale und drei Gesundungsmerkmale wurden nach Infektion bei sieben Gelegenheiten festgehalten und an fünf nach natürlicher Infektion. Alle Schafe wurden mit einer primären und einer booster Injektion homologer rDNA pilus Vakzine geimpft, 9 und 6 Wochen nach der induzierten und natiirlichen Infektion. Die wichtigsten fixen Effekte, welche die Variabilität der Resistenz beeinflussen, waren, nach Wichtigkeit gereint, Zeit der Prüfung nach Impfung, Jahr und Gruppe in welcher Schafe geimpft wurden und Geschlecht. Geburtsdatum, Aufzuchttyp und Mutterschaf‐alter waren im Hinblick auf Moderhinke unwichtig. Halbgeschwister‐Heritabilitätsschätzungen ihrer Resistenz waren niedrig bis mittel für Einzelbeobachtungen vor der Impfung (0,07–0,22) und geringfügig geringer für Beurteilung nach Impfung (0,07–0,15). Wiederholbarkeitsschätzungen für Moderhinkemerkmale bewegten sich von 0,31 bis 0,70 für Inspektionen vor und 0,19–0,35 für Inspektionen nach Impfung. Genetische Korrelationen zwischen Moderhinkemerkmalen bei verschiedenen Untersuchungen waren fur Beobachtungen vor der Impfung hoch (0,87–1) und geringfügig niedriger nachher (0,52–1). Heritabilitätsschätzungen von wiederholten Messungen erreichten 0,30 für die meisten Merkmale außer für jene, welche Heilung beschreiben, die nahezu keine Heritabilität zeigen. Heritabilitätsschätzungen für Moderhinkeempfindlichkeit variierten zwischen 0,09 und 0,41 in Abhängigkeit von der Untersuchungszeit nach den Impfungen. Die genetische Korrelation zwischen induzierter und natürlicher Moderhinke schwankte von 0,14 bis 0,95 in Abhängikeit von der Dauer der Beobachtungsperiode, durschnittlich 0,67. Zusätzlich zur genetischen Variabilität innerhalb der Herde wurden signifikante Unterschiede zwischen verschiedenen Linien innerhalb der Versuchsherde gefunden. Darauf wird es geschlossen, daß substantielle genetische Variabilität für Resistenz gegenüber virulenten Isolaten von D. nodosus existiert. Allerdings können praktische Hindernisse die Ausnutzung der vorhandenen genetischen Variabilität durch direkte Selektion einschränken.