Zuchtwertschätzung für das Melkverhalten

Die Erfassung des Melkverhaltens, die im Rahmen der Nachzuchtbewertung erfolgt, beruht auf der Befragung des Melkpersonals. Wenn von Seiten des Betriebes keine eindeutige Aussage gemacht werden kann, wird für die entsprechende Kuh die Note 3 (keine Auskunft) vergeben, und die Ergebnisse werden von den Auswertungen ausgeschlossen. Während früher das allgemeine Tierverhalten im Mittelpunkt stand, wird sich seit dem Jahr 2015 bei der Befragung direkt auf das Melkverhalten konzentriert. Durch die tägliche Arbeit mit dem Tier beim Melken oder die Tierbeobachtung beim Melken im Roboter, lassen sich zum Melkverhalten deutlich verlässlichere Aussagen als zum allgemeinen Verhalten einer Kuh erhalten.
Die Datenerfassung erfolgt anhand einer 4-teiligen Skala (Tabelle 1). Um eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse über Ländergrenzen hinweg zu erreichen, wurden die Ausprägungen der einzelnen Stufen der Skala exakt definiert. So gilt als Definition für den Normalfall "unauffälliges Melkverhalten": die ganz normale Kuh in der Herde, die der Bauer beim Melken und in der Herde als unauffällig bezeichnet oder gar nicht bewusst wahrnimmt. Zusätzlich wurden für "sehr ruhiges Verhalten" und "stark nervöses Melkverhalten" Richtwerte für die Häufigkeit der Merkmalsausprägung vorgegeben (Tabelle 1). Dies war insbesondere für das "sehr ruhige Verhalten" notwendig, da sich in der ersten Phase nach der Umstellung auf eine vierstufige Skala deutliche Unterschiede zwischen Bewertern gezeigt hatten, die sich teilweise aus der Art der Fragestellung bei der Merkmalserfassung ergaben.

Seit dem Jahr 2019 erfolgt in Österreich die Datenerfassung durch das Kontrollorgan im Rahmen der Milchleistungsprüfung. Hierdurch kann eine höhere Anzahl an Kühen im Melkverhalten erfasst werden. Bei Brown Swiss wurde in Österreich bis zur Einführung einer Erfassung durch das Kontrollorgan kein Tier- bzw. Melkverhalten in der Nachzuchtbewertung erhoben. So liegen insbesondere für ältere österreichische Brown-Swiss-Bullen nur wenige Ergebnisse vor.

Datengrundlage für die neue ZWS Melkverhalten sind bei Brown Swiss die bayerischen und baden-württembergischen Daten aus der Nachzuchtbewertung und die in Österreich vom Kontrollorgan erfassten Ergebnisse. Bei Fleckvieh fließen die deutschen, österreichischen und tschechischen Daten aus der Nachzuchtbewertung und die in Österreich vom Kontrollorgan erfassten Ergebnisse (Tabelle 2) ein. Die Tabelle zeigt die Anzahl der Kühe, für die das Melkverhalten erfasst wurde, und die Anzahl der Kühe mit Merkmalserfassung und Typisierungsergebnissen.

In der Single-Step-ZWS tragen neben den typisierten Kühen mit Daten (Tabelle 2) bei Brown Swiss 3.377 genotypisierte Bullen mit Töchterleistungen, davon 2.453 Bullen mit mehr als 19 Töchtern, und bei Fleckvieh 14.296 genotypisierte Bullen mit Töchterleistungen, davon 11.365 Bullen mit mehr als 19 Töchtern, zur Sicherheit und Validität der ZWS bei. Durch einen stetigen Zuwachs an typisierten Kühen wird die Sicherheit der ZWS fortlaufend verbessert. Allein zwischen April 2021 und April 2022 kam es zu einem Zuwachs von 4.657 typisierten Kühen mit Merkmalserfassung bei Brown Swiss und von 32.845 typisierten Kühen mit Phänotyp beim Fleckvieh.

Ziel einer jeden Zuchtwertschätzung ist es, das genetische Potential eines Besamungsbullen, bzw. einer Kuh, möglichst genau zu schätzen. Dies erfolgt zum einen durch die Ausschaltung wichtiger Umwelteinflüsse, zum anderen durch die Berücksichtigung sämtlicher verwandtschaftlicher Beziehungen zwischen den Tieren und durch die Nutzung genomischer Informationen.
Die Single-Step-Zuchtwertschätzung (SST-ZWS) ermöglicht es, Typisierungsergebnisse von Kühen in die Lernstichprobe zu integrieren. Die Anzahl typisierter Kühe hat sich durch die Kuhlernstichprobenprojekte Braunvieh-Vision sowie beim Fleckvieh durch FLEQS in Bayern, FoKUHs in Österreich und FLECKfficient in Baden-Württemberg rasant erhöht.
In der SST-ZWS werden genomische Zuchtwerte direkt, d. h. in einem Schritt, für alle männlichen und weiblichen Tiere geschätzt. Es werden für alle Tiere genomisch optimierte Zuchtwerte berechnet, und es gibt keine konventionellen und genomisch direkten Zuchtwerte mehr. Da die Informationen von genotypisierten Kühen, vor allem derjenigen mit einer Beobachtung des Melkverhaltens, direkt ins Schätzsystem einfließen, werden alle vorhandenen Informationen optimal genutzt, und die Schätzung genomischer Zuchtwerte wird zuverlässiger. Aber nicht nur die genotypisierten Kühe werden Teil der Lernstichprobe, sondern auch Tiere mit eigener Leistung ohne Typisierungsergebnisse tragen ihre Informationen zum Schätzsystem bei. Hierdurch werden auch Verzerrungen der Zuchtwerte durch das Problem der sogenannten "genomischen Vorselektion" verhindert und das Zuchtwertschätzsystem langfristig stabilisiert.

Um alle vorliegenden Ergebnisse zum Melk- und ehemaligen Tierverhalten nutzen zu können, erfolgt vor der ZWS eine Umsetzung der Daten auf eine länder- und erfassungsspezifische Skala. Hierdurch wird eine vergleichbare Datenbasis über die verschiedenen Zeiträume und Skalen sowie über die an der Zuchtwertschätzung beteiligten Länder geschaffen. Dies ermöglicht eine Eingliederung der ZWS Melkverhalten als Einmerkmalsmodell in die Abläufe der ZWS für Exterieurmerkmale. Im Gegensatz zu den übrigen Exterieurmerkmalen existieren für das Melkverhalten bei Brown Swiss keine internationalen MACE-Zuchtwerte.

Das Modell der Zuchtwertschätzung zeigt Abbilung 1. Als Umwelteinflüsse werden das Beurteilerjahr, Jahr und Saison, das Kalbealter, das Laktationsstadium bei der Beurteilung, die Kalbenummer der Mutter und der "Abstand vom Melken bis zur Beurteilung" berücksichtigt. Die Korrektur des Betriebsmanagements erfolgt direkt über den fixen Effekt Betrieb oder über den sogenannten Herdenjahreseffekt sowie über einen zufälligen Effekt Betriebsjahr.

Im Rahmen der Single-Step-ZWS wird die angenommene Kovarianz im zufälligen Effekt für das Tier (Tierq) nicht mit der herkömmlichen Verwandtschaftsmatrix aus dem Tiermodell (A-Matrix), sondern mit der sogenannten H-Matrix beschrieben. Diese kombiniert die Informationen aus allen genotypisierten und nicht-genotypisierten Tieren.

yijklmnopqr = m + BJ_i + JS_j + Kn_k + Ak_l + Abm_m + Eka_n + Betr_o + BJ_p + Tier_q + e_ijklmnopqr
wobei:

Da sich das Management innerhalb eines Betriebes verändert, wurde neben dem Betriebseffekt außerdem der zufällige Effekt "Betriebsjahr" in das Modell der ZWS eingeführt. Dieser gleicht Unterschiede zwischen verschiedenen Jahren innerhalb eines Betriebes aus.
Zur genaueren Berücksichtigung der Abstammung von Tieren mit unbekannten Vorfahren werden in der Zuchtwertschätzung Zuchtwerte für genetische Gruppen geschätzt. Beim Berechnen dieser Zuchtwerte werden das Herkunftsland und das durchschnittliche Geburtsjahr (abhängig vom Geburtsjahr des Tieres) des unbekannten Ahnen berücksichtigt. Im Gegensatz zu den Exterieurmerkmalen erfolgt beim Melkverhalten keine Korrektur um unterschiedliche Bewerterstreuungen.
Für das MVH wurde bei Fleckvieh eine Heritabilität von 5,3 Prozent und bei Brown Swiss von 5,0 Prozent geschätzt. Diese liegen somit niedriger als bei den sonstigen Exterieurmerkmalen, die zwischen 47 Prozent (Kreuzhöhe) und 8 Prozent (Trachtenhöhe) liegen.

Um die Sicherheit des Single-Step-Verfahrens beurteilen zu können, wurden umfangreiche Validierungsuntersuchungen durchgeführt. Diese Untersuchungen vergleichen die aktuellen Zuchtwerte mit denen aus einer ZWS mit dem Datenstand von vor 4 Jahren. Als Validierungstiere werden Bullen definiert, die vor 4 Jahren keine Töchterinformation besaßen und jetzt mindestens 20 Töchter mit Ergebnissen zum Melkverhalten haben. Im Gegensatz zu den Ergebnissen aus der Two-Step-ZWS zeigte sich eine deutlich verbesserte Vorhersagekraft von Kandidatenzuchtwerten für spätere töchterbasierte Zuchtwerte. Die ermittelten Validierungssicherheiten liegen aufgrund der geringen Heritabilität allerdings niedriger als bei den Exterieurmerkmalen. Deshalb werden die Zuchtwerte erst ab einer Zuchtwertsicherheit von 40 Prozent veröffentlicht. Dies gilt sowohl für männliche als auch für weibliche Tiere.

Diese Sicherheit von 40 Prozent wird beim Fleckvieh bei fast allen genomischen Jungvererbern und Kandidaten erreicht, nur in Einzelfällen kann der Zuchtwert Melkverhalten aufgrund zu geringer Sicherheit nicht veröffentlicht werden. Bei den weiblichen Tieren erreichen über 98 Prozent der genotypisierten Kühe die Veröffentlichungssicherheit. Bei Brown Swiss wird die Mindestsicherheit nicht von allen genomischen Jungvererbern und Kandidaten erreicht. Insbesondere Kandidaten mit ausländischer Abstammung liegen teilweise unter 40 Prozent und erhalten keinen Zuchtwert. Durch die Zunahme typisierter Kühe aus Braunvieh-Vision nimmt die Sicherheit der Zuchtwerte allerdings kontinuierlich zu, sodass der Anteil von Bullen ohne Zuchtwert stetig abnimmt. Bei den weiblichen Tieren erreichen annähernd 88 Prozent der genotypisierten Kühe die Veröffentlichungssicherheit.

Die Tabellen 3 und 4 zeigen die Zuchtwerte und Sicherheiten für ausgewählte Tiergruppen. Aufgrund der niedrigen Heritabilitäten sind die Streuungen für das Melkverhalten geringer als in den übrigen Exterieurmerkmalen.

Die Abbildungen 2 und 3 zeigen den genetischen Trend für das Melkverhalten. Der genetische Trend zeigt wenig Auffälligkeiten über den betrachteten Zeitraum. Die leicht positive Entwicklung könnte durch die bisherige Veröffentlichung des Mangels Nervosität im Balkendiagramm und dem damit verbundenen geringeren Einsatz von auffälligen Bullen in der Population zusammenhängen. Mit dem Zuchtwert Melkverhalten liegen hierfür jetzt auch bei genomischen Jungvererbern Informationen vor.

In den Tabellen 5 und 6 finden sich Beispiele für geprüfte Bullen unterschiedlicher Jahrgänge mit hohen bzw. niedrigen Zuchtwerten für das Melkverhalten. Neben dem Zuchtwert mit Sicherheit findet sich die gewichtete Häufigkeit, und der Anteil leicht und stark nervöser Töchter, in der Bullennachzucht. Für die Berechnung der gewichteten Häufigkeit wurden stark nervöse Kühe doppelt gewichtet.