Selection for increased adult body weight in mouse lines with and without the rat growth hormone transgene

Four lines of mice with and without the rat growth hormone (rGH) transgene were developed to measure responses to selection for increased 42-day body weight and evaluate fitness of mice with and without the rGH transgene. Each line contained selected and unselected (control) sublines. At the last three generations of selection (Generations 12-14), selected sublines differed from unselected controls by 3.8 to 4.7 g (14.8 to 19.8%) in 42-day weight, -0.5 to -8.3% in fertility, and 0.5 to 1.6 in litter size at birth. The origin of the lines (W: previously selected for 42-day weight and C: unselected) affected 42-day weight, i. e. 42-day weight of mice originating from W was significantly (P < 0.01) heavier than that of mice originating from C. Responses to selection, as measured by the deviation of the selected subline from the control, continued to be positive over 14 generations. Realized heritability of 42-day weight ranged from 0.30 to 0.42. The rGH transgene that increased 63-day weight by 54% was not found at Generation 12. The unexpected loss of rGH transgene was due to poor fitness of mice with the rGH transgene. Mice with the transgene had lower fertility rate than those without the transgene (50.0 to 73.7% vs. 95.0%), smaller litter size (6.8 to 7.8 vs. 8.6) and poorer survival of the progeny (69.2 to 74.5% vs. 88.3%). Based on these data, selective advantage/disadvantage of the rGH transgene in the fitness traits was estimated quantitatively. The results from the study on growth and reproductive traits suggest that desirable effects of gene transfer on a specific trait (42- and 63-day weight in the present study) might be offset by undesirable effects on other traits (e. g., reproduction and survival) in some cases of transgenic animals. ZUSAMMENFASSUNG: Selektion auf hohes adultes Gewicht in Mäuselinien mit und ohne Rattenwachstumshormon-Transgenen Vier Mäuselinien mit und ohne das Rattenwachstumshormon (rGH) Transgen wurden zur Messung des Selektionserfolges auf gesteigertes 42-Tage-Körpergewicht entwickelt, um auch Fitneß zu prüfen. Jede Linie bestand aus einer selektierten und aus einer unselektierten (Kontroll-)Unterlinie. In den drei letzten Selektionsgenerationen (Generationen 12-14) unterschieden sich die selektierten Unterlinien um 3,8 bis 4,7 g (14,8 bis 19,8%) im 42-Tage-Gewicht, -0,5 bis -8,3% in Fruchtbarkeit und 0,5 bis 1,6 in Wurfgröße bei Geburt. Der Ursprung der Linien (W: früher auf 42-Tage-Gewicht selektiert, C: unselektiert) beeinflußte das 42-Tage-Gewicht. Mäuse aus der ersten waren signifikant (p < 0,01) schwerer als jede aus C. Selektionserfolg gemessen als Abweichung von der Kontrolle war über 14 Generationen positiv, realisierte Heritabilität variierte von 0,3 bis 0,42. Das rGH-Transgen steigerte das 63-Tage-Gewicht um 54%, aber war in der Generation 12 nicht mehr vorhanden. Der unerwartete Verlust des RGH-Transgens war auf schlechte Fitneß der besitzenden Mäuse zurückzuführen. Transgene Mäuse hatten geringere Fruchtbarkeit als jene ohne das Transgen (50 bis 73,7% im Vergleich zu 95%), kleinere Wurfgröße (6,8 bis 7,8 gegenüber 8,6) und schlechtere Überlebensrate der Nachkommen (69,2 bis 74,5% im Vergleich zu 88,3%). Die Ergebnisse erlauben die quantitative Schätzung der selektiven Vorteile/Nachteile des rGH-Transgens im Bezug auf Fitneß. Erwünschte Wirkungen von Gentransfer auf spezifische Merkmale (41- und 63-Tage-Gewicht in dieser Untersuchung) können durch unerwünschte Wirkungen von Transgenen auf andere Merkmale (Reproduktion und Überleben) neutralisiert werden.