Application of selection index theory comprising genomic information to breeding programs of sport horses and pigs

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden drei Modellrechnungen vorgestellt, die auf dem Selektionsindex basieren und mit denen der Nutzen genomischer Zusatzinformation auf aktuelle Selektionsstrategien für Reitpferde und Schweine ermittelt werden soll. In Kapitel eins werden sowohl die klassischen Instrumente der Tierzucht, der Selektionsindex, die ökonomische Modellierung und die Genfluss-Methode, als auch die genomische Selektion dargestellt. Zudem wird die Software ZPlan+, in welcher diese Instrumente miteinander kombiniert sind, kurz vorgestellt. Im zweiten Kapitel der Arbeit wird das Potenzial der genomischen Selektion für die Reitpferdezucht dargestellt. Der Zugewinn an Genauigkeit eines Zuchtwerts durch Hinzunahme genomischer Information wurde für drei praxisnahe Selektionsschritte betrachtet, nämlich für Pferde ohne Eigenleistung, Pferde mit Eigenleistung und Pferde mit Eigen- und Nachkommenleistungen. Die Modellrechnung zeigte, dass sich durch Hinzunahme genomischer Information besonders die Genauigkeit von Zuchtwerten junger Pferde ohne Eigen- oder Nachkommenleistung beträchtlich steigern ließe. Sobald Nachkommenleistungen unterstellt wurden war der Zugewinn an Genauigkeit durch genomische Information jedoch zu vernachlässigen. Für die praktische Pferdezucht ist die genomische Selektion daher vor allem für die Absicherung vorläufiger Zuchtzulassungen für junge Hengste nach der Körung und für leistungsgeprüfte Hengste ohne Nachkommenleistungen empfehlenswert. Im dritten Kapitel der Arbeit wurde untersucht, wie sich die Art der berücksichtigten Informationsquellen (konventionell oder genomisch) auf die Interaktion der Parameter genetische Korrelation, Heritabilität und ökonomische Gewichtung auswirkte. Als Vergleichsparameter wurde die Standardabweichung des jeweiligen Indexes herangezogen, welche sich direkt proportional zum Zuchtfortschritt verhält. Es wurden drei Indices mit zwei Zuchtzielmerkmalen verglichen, deren Informationsquellen in Anlehnung an die Schweinezucht gewählt wurden. Der erste Index wurde für ein Tier mit Eigenleistung aufgestellt, während im zweiten Index zusätzliche Vollgeschwisterleistungen angenommen wurden. Im dritten Index wurde die Eigenleistung mit genomischer Information für beide Zuchtzielmerkmale kombiniert. Die Genauigkeit der genomischen Zuchtwerte wurde durch Annahme unterschiedlich großer Referenzpopulationen variiert. Je mehr Information im Index berücksichtigt wurde, desto unabhängiger wurde die Standardabweichung des Indexes von den Parametern genetische Korrelation, Heritabilität und ökonomische Gewichtung. Dabei wurden für den Vollgeschwisterindex mit 7 Vollgeschwistern und den genomischen Indexes mit einer Referenzpopulation von 1.000 Tieren vergleichbare Ergebnisse gefunden. Die Anzahl von 1.000 Tieren in der Referenzpopulation kann somit als Mindestmaß für die Schweinezucht angenommen werden. Für geringere Heritabilitäten zeigte sich eine deutliche Überlegenheit des genomischen Indexes über den Vollgeschwisterindex. Im vierten Kapitel der Arbeit wurde ein Schweinezuchtprogramm optimiert. Dazu wurden verschiedene Zuchtziele und Selektionsstrategien gegen Ebergeruch verglichen. Das Zuchtziel war entweder die Selektion gegen den Gehalt der chemischen Leitkomponenten des Ebergeruchs, Androstenon, Skatol und Indol oder die Selektion gegen den, von Testpersonen bestimmten, Human Nose Score. Innerhalb der Selektion gegen die chemischen Komponenten wurden drei verschiedene Informationsquellen miteinander verglichen, nämlich eine Feldprüfung in Form einer Biopsie am lebenden Eber, genomische Selektion sowie die Kombination beider Informationen. Innerhalb der Selektion gegen den Human Nose Score wurden als Informationsquellen eine Stationsprüfung von Voll- und Halbgeschwistern des Selektionskandidaten sowie genomische Selektion miteinander verglichen. Das komplexe Zuchtprogramm wurde deterministisch mit der Software ZPlan+ modelliert. Bei der Selektion gegen die chemischen Komponenten des Ebergeruchs war der Zuchtfortschritt am höchsten, wenn als Informationsquelle die Eigenleistung in Form einer Biopsie der männlichen Selektionskandidaten genutzt wurde. Aufgrund der hohen Erblichkeit der Ebergeruchskomponenten war der Nutzen genomischer Zuchtwerte deutlich geringer und gleichzeitig teurer. Für die Selektion gegen den geringer erblichen Human Nose Score lieferte die genomische Selektion einen höheren Zuchtfortschritt als die Stationsprüfung der Geschwister des Selektions-kandidaten. Auch wenn der Human Nose Score als Zielmerkmal angesehen wurde, erwies sich eine Selektion gegen die chemischen Komponenten als zielführend, da der (korrelierte) naturale Zuchtfortschritt des Human Nose Scores bei Durchführung einer Biopsie deutlich höher war, als bei direkter Selektion gegen den Human Nose Score. Im fünften Kapitel wird das Potential der genomischen Selektion für die Reitpferde- und Schweinezucht diskutiert. Dabei wird besonders auf Möglichkeiten für die Vergrößerung der Referenzpopulation und der Kostenreduktion eingegangen. Für die Reitpferdezucht wer-den zusätzlich Möglichkeiten aufgezeigt, wie der Zuchtfortschritt mit konventionellen Methoden gesteigert werden könnte.