Modelle der Zuchtwertschätzung

In der Zuchtwertschätzung werden Informationen aus den beiden Leistungsprüfungsanstalten Grub und Schwarzenau berücksichtigt. Für die Zuchtwertschätzung für Fruchtbarkeitsmerkmale werden zusätzlich zu den Wurfdaten der EGZH-Zuchtbetriebe auch Daten aus der Zuchtleistungsprüfung in Ferkelerzeugerbetrieben der Fleischerzeugerringe des LKV verwendet. Abstammungsinformationen werden bis 1983 zurückverfolgt. Die genomische Zuchtwertschätzung wird getrennt nach Rassegruppen (Vaterrassen, Mutterrassen) mit Single-Step-Verfahren durchgeführt.

Leistungsinformationen

Bislang gingen alle seit 1988 im Rahmen der Stationsprüfung erhobenen Daten in der Zuchtwertschätzung berücksichtigt. Die Umstellung auf das Zuchtziel 2020 ist auch der Anlass für einen Datenschnitt: zukünftig gehen nur noch Daten der in Großgruppen geprüften Tiere ein (in den Leistungsprüfungsanstalten waren die Umbauarbeiten von Zweierbuchten auf Großbuchten mit Einzeltierfuttererfassung 2005 abgeschlossen). Auch bei den Fruchtbarkeitsmerkmalen aus den Zuchtbetrieben erfolgte ein Datenschnitt, der allerdings nicht so radikal ausfiel. Die Tabelle 1 zeigt den Umfang der berücksichtigten Leistungsinformationen im gesamten Zeitraum sowie im Jahr 2019. Tiere mit unbekannten Vorfahren werden, abhängig von Geburtsjahr und Herkunft, genetischen Gruppen zugeordnet.
Gegenwärtig gehen die Leistungsinformationen von Tieren der in Tabelle 2 aufgeführten Rassen und Rassekreuzungen in die Zuchtwertschätzung ein. In der Prüfart 1 (VR-Reinzucht) werden weibliche Tiere geprüft. In der Prüfart 2 (VR-Kreuzung) besteht eine Prüfgruppe aus jeweils einem nicht kastrierten männlichen und einem weiblichen Tier). In der Prüfart 4 (Mutterrassen und ihre Kreuzungen) sind es in den jeweils ersten drei Prüfgruppen eines Ebers nicht kastrierte männliche Tiere, in den weiteren Prüfgruppen sind es kastrierte männliche Tiere.
Tab. 1: Anzahl der in der Zuchtwertschätzung berücksichtigten Leistungsinformationen (Stand: Zuchtwertschätzung 30.04.2020)
ZWS ModellPrüfungsformBeobachtungen gesamter ZeitraumBeobachtungen 2019Tiere im Pedigree
VRVR-Reinzucht8366398-
VRVR-Kreuzung58813299134550
MRMR-M&S545942918-
MRMR-Fruchtbarkeit62933334342225671
Tab. 2: Rassen und Rassekreuzungen in der Zuchtwertschätzung
Rasse / RassekreuzungVaterrassen ReinzuchtVaterrassen KreuzungMutterrassen M&SMutterrassen Fruchtbarkeit
Piétrain (PI)x   
Duroc (DU)x   
Deutsche Landrasse (DL)  xx
Deutsches Edelschwein (DE)  xx
PI x DL x  
PI x (DE x DL) x  
PI x (DE x DE) x  
DU x DL x  
DL x DE  x 
DE x DL  x 
Der Schritt von einer konventionellen hin zu einer genomischen Zuchtwertschätzung erfolgte 2016. 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.

Vaterrassen

Bei den Vaterrassen wird eine gemeinsame Zuchtwertschätzung für Reinzucht und Kreuzung durchgeführt, in die Leistungsinformationen für jeweils zehn Merkmale aus beiden Prüfungsformen eingehen. Diese werden dabei allerdings als verschiedene Merkmale betrachtet. Die geschätzten genetischen Korrelationen zwischen den Merkmalen aus den beiden Prüfungsformen reichen von 0,80 (Tropfsaftverlust) bis 0,95 (Rückenmuskelfläche). Diese gemeinsame Zuchtwertschätzung mit insgesamt 20 Merkmalen hat den Vorteil, dass die Zuchtwerte mit einer höheren Genauigkeit geschätzt werden können als in nach Prüfungsformen getrennten Zuchtwertschätzungen.

Genomische Zuchtwertschätzung

Für die Daten aus der Reinzuchtprüfung wird ein Tiermodell verwendet, für die Daten aus der Kreuzungsprüfung dagegen ein Vatermodell mit Berücksichtigung väterlicher und mütterlicher Verwandtschaften zwischen den Vätern. Der Grund dafür ist, dass die Mütter der Kreuzungsprüfgruppen Ferkelerzeugersauen sind, von denen keine eindeutigen Abstammungsinformationen zu erhalten sind. Das Vatermodell setzt eine zufällige Anpaarung der Eber an die Sauen voraus, was bei der Prüfung von KB-Ebern auf Ferkelerzeugersauen auch gegeben sein dürfte. Rechnerisch sind die Ergebnisse identisch mit denen eines Tiermodells, bei denen die Sauen mit unbekannter Abstammung jeweils einer genetischen Gruppe zugeordnet werden. Die in den beiden Schätzmodellen enthaltenen fixen und zufälligen Effekte sind in Tabelle 3 dargestellt. Für Merkmale des Schlachtkörperwerts wird das Endgewicht als Kovariable verwendet. Zusätzlich werden Umstellungen bei der Merkmalserfassung (Formeln zur Berechnung des Fleischanteils) oder bei der Durchführung der Prüfung (Anhebung des Prüfendgewichts) berücksichtigt. Eine Berücksichtigung des Herkunftsbetriebs der Ferkel ist nicht erforderlich. Durch die Abholung der Ferkel in der vierten Lebenswoche hat der Erzeugerbetrieb nahezu keinen messbaren Einfluss mehr auf die Leistungen der Tiere in der LPA.
Tabelle 3: Fixe (F) und zufällige (R) Effekte in den Modellen der Zuchtwertschätzung für Merkmale der Stationsprüfung auf Mastleistung, Schlachtkörperwert und Fleischbeschaffenheit
MerkmalMastendgewichtRasseGeschlechtLPA x Stallabteil x
Durchgang
LPA x SchlachttagWurfLPA x Stallabteil x
Durchgang x
Bucht
Futteraufwand FFF RR
Tägliche Zunahme FFF RR
Fleischanteil (nach Formel)FFFFFR 
Fleischanteil im BauchFFFFFR 
RückenmuskelflächeFFFFFR 
Fleisch:Fett-VerhältnisFFFFFR 
SchlachtkörperlängeFFFFFR 
Intramuskulärer Fettgehalt FFFFR 
pH1-Kotelett FFFFR 
Tropfsaftverlust FFFFR 
Aus dieser gemeinsamen Zuchtwertschätzung resultieren zwei Gesamtzuchtwerte für jedes Tier, unabhängig davon, ob Informationen aus der Reinzucht- oder aus der Kreuzungsprüfung vorliegen. Die Gesamtzuchtwerte werden aus den jeweiligen Einzelzuchtwerten für die beiden Prüfungsformen berechnet. Damit haben z.B. auch Sauen, die in der Reinzucht geprüft sind, nicht nur einen Reinzucht-, sondern auch einen Kreuzungszuchtwert. Es werden grundsätzlich beide Zuchtwerte veröffentlicht, aber dem Kreuzungszuchtwert kommt die größere Bedeutung zu, weil er bei Besamungsebern als Kriterium in den Freiwilligen Anforderungen über Mindestleistungen und Prüfung der Besamungseber des Lenkungsgremiums für die Schweinebesamung in Bayern eine Rolle spielt.

Mutterrassen

Auch bei den Mutterrassen wird nur eine Zuchtwertschätzung durchgeführt; in diese gehen sowohl die Daten aus der Stationsprüfung für Mast- und Schlachtleistungsmerkmale als auch die Felddaten für Fruchtbarkeitsmerkmale ein. Dabei werden auch die genetischen Beziehungen zwischen den beiden Merkmalskomplexen berücksichtigt. Die Leistungsinformationen für das Merkmal Stülpzitzen stammen aus der LPA (Zählung am Schlachtkörper), nicht aus der Feldprüfung. Für die Merkmale aus der Stationsprüfung werden dieselben statistischen Modelle verwendet wie bei den Vaterrassen.
Es gibt drei Fruchtbarkeitsmerkmale, die in Herdbuch- und/oder Ferkelerzeugerbetrieben erfasst werden: Lebend Geborene Ferkel (LGF), Aufgezogene Ferkel (AGF) und Abgesetzte Ferkel. Angaben zu LGF stammen aus beiden Betriebstypen. In Herdbuchbetrieben werden die überlebenden Ferkel der Sau gezählt (AGF), während in FE-Betrieben die überlebenden Ferkel an der Sau gezählt werden (ABG). In der Zuchtwertschätzung wird bei diesen Merkmalen jeweils zwischen Erstem Wurf und Zweiten und weiteren Würfen unterschieden.
Die Datengrundlage für das Merkmal Verbleiberate stammt aus der Zuchtleistungsprüfung in Ferkelerzeugerbetrieben der Fleischerzeugerringe des LKV. Die Verbleiberate bezieht sich auf den prozentualen Anteil der Sauen, die den zweiten Wurf erreichen. Tabelle 4 gibt einen Überblick der in den Modellen für die Fruchtbarkeits- und Fitnessmerkmale berücksichtigten Effekte.
Tabelle 4: Fixe (F) und zufällige (R) Effekte in den Modellen der Zuchtwertschätzung für Fruchtbarkeitsmerkmale und Verbleiberate
MerkmalRasseArt der BedeckungWurfnummerWurfBetrieb x Jahr x QuartalSau (perm. Umwelt)
Lebend geb. FerkelFFF RR
Totgeborene FerkelFFF RR
Zu leicht geborene FerkelFFF RR
Aufgezogene FerkelFFF RR
Abgesetzte FerkelFFF RR
VerbleiberateF  RR 

Standardisierung und Bezugsbasis

Die geschätzten Naturalzuchtwerte werden auf den Durchschnitt der zwei- und dreijährigen genotypisierten Tiere einer Rasse bezogen (DE: zwei- und dreijährige Eber und Sauen). Diese Bezugsbasis wird wöchentlich aktualisiert, d.h. Tiere, die zwei Jahre alt geworden sind, werden in den Durchschnitt aufgenommen und solche, die vier Jahre alt geworden sind, werden aus dem Durchschnitt herausgenommen. Durch die Einbeziehung zweier Geburtsjahrgänge als Standard werden extreme Veränderungen weitgehend unterbunden.
Die durchschnittlichen Zuchtwerte der Basistiere für Einzelmerkmale liegen bei 0, der Durchschnitt des Gesamtzuchtwerts beträgt 100 Punkte. Da sich die Zusammensetzung der Basis, wie oben erwähnt, wöchentlich ändert, werden die Zuchtwerte aller Tiere um die Differenz zwischen den Zuchtwerten der aktuellen und der vorhergehenden Basis korrigiert. Diese auch als Abschreibung bezeichnete Differenz ist in der Regel negativ, da, eine konsequente Zuchtarbeit vorausgesetzt, das genetische Niveau der aktuellen Basistiere höher als das der vorhergehenden Basistiere liegt. Dies bedeutet, dass sich die Zuchtwerte von Tieren im Zeitverlauf verschlechtern. Dieser Effekt ist normal und erwünscht und erleichtert dem Ferkelerzeuger und der Besamung die Orientierung. Der Abfall der Zuchtwerte liegt ca. bei 8 bis 10 Punkten pro Jahr. Die Entwicklung der Bezugsbasis bzw. die Abschreibung spiegelt also gewissermaßen den genetischen Fortschritt in der Population wieder. Es muss heraus gestellt werden, dass von der Abschreibung alle Tiere im gleichen Masse betroffen sind. Die Reihenfolge der Tiere bleibt davon unberührt!
Die Standardisierung erfolgt nach Rassen und nicht nach Rassegruppen. Lediglich die sehr kleinen Rassen werden in einer gemeinsamen Gruppe zusammengefasst. Die Gesamtzuchtwerte sind so standardisiert, dass die Basis einen Mittelwert von 100 Punkten hat. Die Streuung der wahren Relativzuchtwerte wird auf 35 Punkte eingestellt. Wegen der begrenzten Sicherheiten liegt die realisierte Streuung darunter. Die Faktoren zur Einstellung der Streuung sind konstant, so dass die Berechnung der Gesamtzuchtwerte nachvollzogen werden kann. Es werden drei Gesamtzuchtwerte berechnet, bei den Vaterrassen jeweils für Reinzucht und Kreuzung sowie bei den Mutterrassen. Zunächst werden die Zuchtwerte der Zuchtzielmerkmale mit ihren ökonomischen Gewichten (siehe Tabelle im Abschnitt Zuchtziele) multipliziert und addiert. Diese Summe wird dann mit den entsprechenden Faktoren multipliziert (Vaterrassen Reinzucht: 6,93; Vaterrassen Kreuzung: 6,25; Deutsche Landrasse/Deutsches Edelschwein: 1,93); schließlich werden noch 100 Punkte addiert. Die Faktoren unterscheiden sich, weil sie von der genetischen Streuung der Einzelmerkmale und ihren genetischen Korrelationen sowie von den jeweiligen ökonomischen Gewichten abhängen.
Mit Hilfe dieser Faktoren kann auch deutlich gemacht werden, wie viele Punkte die Einzelmerkmale zum Gesamtzuchtwert beitragen. Dazu muss lediglich der Einzelzuchtwert mit seinem ökonomischen Gewicht und dem entsprechenden Faktor multipliziert werden. So liefert zum Beispiel in der Reinzucht bei den Vaterrassen ein Zuchtwert für die tägliche Zunahme von 26 g einen Beitrag von 10 Punkten zum Gesamtzuchtwert (24 * 0,06 * 6,93). In Tabelle 5 sind alle Gesamtzuchtwerte dargestellt, welche Einzelzuchtwerte einem Beitrag von 10 Punkten entsprechen.
Tabelle 5: Beitrag der Einzelzuchtwerte zum Gesamtzuchtwert
MerkmalPiétrain
Reinzucht
Piétrain
Kreuzung
Piétrain
Deutsche Landrasse
Deutsches Edelschwein
Futterverwertung0,050,050,69
Tägliche Zunahme2426103
Fleischanteil (nach Formel)1,601,7820,70
Fleischanteil im Bauch1,601,7820,70
Rückenmuskelfläche-3,55-
Schlachtkörperlänge---10,30
pH1-Kotelett0,180,20-
Intramuskulärer Fettgehalt0,150,17-
Tropfsaftverlust2,412,70-
Hilfsschleimbeutel--1,30
Lebend geb. Ferkel--0,69
Totgeborene Ferkel--2,07
Zu leicht geborene Ferkel--2,07
Aufgezogene Ferkel--0,52
Abgesetzte Ferkel--0,26
Verbleiberate--35