Tierzüchtung
Genomische Selektion beim Schwein

Über viele Jahre haben Rinder- und Schweinezüchter dieselben Methoden angewendet, um in den jeweils relevanten Merkmalen züchterische Fortschritte zu erzielen. Zwar gab und gibt es Unterschiede hinsichtlich der Organisation der Leistungsprüfung, aber die Weiterentwicklungen im Bereich der Zuchtwertschätzung waren sehr ähnlich. Die jüngste Neuerung jedoch, die Genomische Selektion, hat die Rinderzucht deutlich schneller und konsequenter als die Schweinezucht eingeführt. Die Triebkräfte beim Rind waren das enorme Einsparpotential bei den Züchtungskosten sowie die drastische Verkürzung des Generationsintervalls. Bereits nach wenigen Jahren hat die Genomische Selektion in der Rinderzucht zu gravierenden Änderungen in Zucht und Besamung geführt.

Das Potential der Genomischen Selektion für die Schweinezucht ist ebenfalls bekannt, aber die Implementierung in Zuchtprogramme wurde nicht so konsequent umgesetzt wie in der Rinderzucht. Dennoch haben mittlerweile alle wichtigen internationalen Zuchtunternehmen die genomische Selektion in ihre Zuchtprogramme integriert. Regional tätigen bäuerlichen Zuchtorganisationen fällt die Umsetzung deutlich schwerer, denn bei der genomischen Selektion handelt es sich um ein kontinuierliches System mit den Elementen Genotypisierung, Phänotypisierung (Leistungsprüfung) und Zuchtwertschätzung. Sie erfordert einen hohen Aufwand, sowohl aus finanzieller als auch aus logistischer Sicht.

Das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, die Tierzuchtforschung e.V., die Erzeugergemeinschaft und Züchtervereinigung für Zucht- und Hybridzuchtschweine in Bayern w.V. (EGZH), die Bayern-Genetik GmbH und der Besamungsverein Neustadt a.d. Aisch e.V. haben in den vergangenen Jahren eine Reihe von Forschungsprojekten zur genomischen Forschung und Anwendung in der bayerischen Schweinezucht finanziert.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurde in den Jahren 2011 bis 2014 die Methodik der Genomischen Selektion beim Schwein erforscht. Insbesondere wurde untersucht, ob in der Anwendung der GS beim Schwein andere Ansätze gewählt werden müssen als beim Rind. Fast alle Aufgaben der Arbeitsmodule konnten von den Projektpartnern erfolgreich und fristgerecht erledigt werden. Die Untersuchungen erbrachten eine Vielzahl von interessanten und wertvollen Erkenntnissen. Leider erforderten die bereits im Antrag als kritisch für die Anwendung einer Routine-GS beim Schwein identifizierten Arbeitsziele "Deregression bei Zuchtwerten mit niedrigen Sicherheiten" und "Validierung mit unsicheren Phänotypen" einen deutlich höheren Zeitaufwand als ursprünglich angenommen. Da es gleichzeitig schneller als erwartet methodische Weiterentwicklungen im Bereich der GS gab (Two-Step – Single-Step), musste die Aufgabe "Implementierung der Routineanwendung" zurückgestellt werden. Insgesamt ist das Forschungsvorhaben FrOGS als sehr erfolgreich zu betrachten. Es hat die Grundlagen geliefert, damit die bayerische Schweinezucht weiterhin konkurrenzfähig sein kann.

Abschlussbericht des Projektes 277 KB

Ziel des in den Jahren 2012/2013 durchgeführten Projekts war es, eine genomische Zuchtwertschätzung für die Ebergeruchsmerkmale zu entwickeln. Dazu wurden an den Leistungsprüfungsanstalten für Schweine in Grub und Schwarzenau knapp 500 Nachkommen (Kreuzungseber aus Piétrain x Deutsche Landrasse) von bayerischen Endstufenebern gemästet. Nach der Schlachtung wurden Proben aus dem Nackenspeck dieser Eber entnommen und auf deren Gehalte an Androstenon, Skatol und Indol analysiert. Diese Prüftiere wurden auch mit dem Porcine 60 k-Bead Chip der Firma Illumina genotypisiert, so dass eine genomische Schätzformel für die Leitmerkmale des Ebergeruchs entwickelt werden konnte. Die für die drei Merkmale geschätzten Erblichkeitsgrade lagen mit 0,47 bis 0,60 in einem hohen Bereich. Die Sicherheiten für die genomischen Zuchtwerte für Androstenon, Skatol und Indol bewegten sich zwischen 24,6 bis knapp 29 Prozent, welche etwa der Sicherheit von 2 bis 3 geprüften Nachkommen entspricht. Das Ziel, als erste deutsche Züchtervereinigung genomische Zuchtwerte gegen Ebergeruch ausweisen zu können, wurde erreicht.

Abschlussbericht des Projektes GOGS 108 KB

Sowohl für Piétrain als auch für Deutsche Landrasse wurden Ein-Schritt-Verfahren (sogenannte Single-Step) für die Routine-Zuchtwertschätzung entwickelt. Beim Single-Step-Verfahren werden alle zur Verfügung stehenden Informationsquellen (Phänotypen, Pedigree und Genotypinformationen) in einem Modell verwertet. Die Schätzung der SNP-Effekte erfolgt in diesem Modell implizit. Unter Berücksichtigung aller Informationen erhält jedes Tier einen genomisch-optimierten Zuchtwert, d.h. auch Tiere, die nicht genotypisiert sind, profitieren von der Single-Step-Zuchtwertschätzung, wenn auch in deutlich geringerem Ausmaß als die genotypisierten Tiere.

Für die Routine-Zuchtwertschätzung werden wöchentlich mit dem Programm „MiX99“ getrennt nach Rassen multivariate Single-Step-Modelle mit genetischen Gruppen unter Einbeziehung der Daten aller gelöst. Bei Piétrain handelt es sich ausschließlich um Daten aus der Stationsprüfung, wobei zwischen Reinzucht- und Kreuzungstieren unterschieden wird. Bei den Mutterrassen und ihren Kreuzungen werden sowohl die Daten aus der Stationsprüfung als auch die in Herdbuch- und Ferkelerzeugerbetrieben erhobenen Fruchtbarkeitsdaten berücksichtigt, wobei Genotypinformationen nur für die Deutsche Landrasse eingehen. Für die Rasse Deutsches Edelschwein sind zu wenige Genotypen verfügbar, als dass für diese Rasse SNP-Effekte stabil geschätzt werden könnten.

Erläuterungen zur Zuchtwertschätzung