Zuchtwertschätzung für Exterieurmerkmale

• 1. Einleitung

• 2. Die Ergebnisse der Nachzuchtbewertung als Datengrundlage für die Zuchtwertschätzung Exterieur

• 3. Zuchtwertschätzung mit dem Tiermodell

• 4. Ergebnisdarstellung

• 5. Interbull-Zuchtwertschätzung beim Braunvieh

• 6. Zusammenhänge zwischen den Noten der Nachzuchtbewertung und den Zuchtwerten

• 7. Entwicklungen in der Zuchtwertschätzung Exterieur

1. Einleitung

Tierbeurteilung spielt schon seit dem Beginn der Tierzucht eine wichtige Rolle. Aus dem anfänglichen Formalismus, bei dem versucht wurde, Leistungseigenschaften aus Form- und Farbmerkmalen abzuleiten, entwickelte sich über die Jahrzehnte eine systematische Tierbeurteilung. Aus der Erkenntnis heraus, dass hohe Leistungen nur von gesunden und widerstandsfähigen Tieren erbracht werden können, wurden zahlreiche Exterieurmerkmale abgeleitet, die eine planmäßige Zucht auf einen gesunden Körperbau ermöglichen. Im Mittelpunkt der modernen systematischen Tierbeurteilung steht dabei die Bewertung von zufällig ausgewählten Töchtern eines Bullen aus dem Prüfeinsatz.
Wie bei allen züchterisch interessanten Merkmalen steht aber auch bei der Tierbeurteilung nicht die phänotypische Leistung, d.h. das äußere Erscheinungsbild der Tiere, im Vordergrund. Für die züchterische Verbesserung von Eigenschaften ist der genetische Anteil an der Leistung, ausgedrückt als Zuchtwert, entscheidend. Nur so kann das genetische Leistungsvermögen, z. B. eines Besamungsbullen, genau erfasst werden. Bis zum Jahr 1997 erfolgte die Veröffentlichung der Exterieurbewertung als Relativzahl, wobei nur eine Korrektur um den Beurteiler erfolgte. Weitere Umwelteinflüsse, wie z. B. das Herdenniveau konnten hingegen nicht berücksichtigt werden und vermengten sich mehr oder minder mit dem Zuchtwert. Eine exakte Einschätzung des genetischen Leistungsvermögens wurde erst mit der Einführung der aktuellen Tiermodell-Zuchtwertschätzung möglich, bei der der Einfluss systematischer Umwelteinflüsse auf die Noten in der Nachzuchtbewertung rechnerisch ausgeschaltet wird.

Die Exterieurzuchtwertschätzung ist heute eine internationale Zuchtwertschätzung. Beim Braunvieh sind die deutschen Bundesländer Baden-Württemberg und Bayern sowie Österreich beteiligt, beim Fleckvieh nehmen zusätzlich Hessen und Italien an der Zuchtwertschätzung teil.

Die folgenden Ausführungen geben einen Überblick über den aktuellen Stand (Januar 2009) der Tiermodell-Zuchtwertschätzung für Exterieurmerkmale.

2. Die Ergebnisse der Nachzuchtbewertung als Datengrundlage für die Zuchtwertschätzung Exterieur

Grundlage jeder Zucht ist eine exakte Leistungsprüfung. Die Leistungsprüfung im Bereich der Exterieurmerkmale ist die Bewertung von zufällig ausgewählten Töchtern eines Bullen aus dem Prüfeinsatz und von zufällig ausgewählten Töchtern geprüfter Bullen. Die Töchter geprüfter Bullen bewirken als sogenannte "Vergleichstiere" eine bessere Verwandtschaftsstruktur auf der mütterlichen Seite (verbesserte Abschätzung des Anpaarungsniveaus), verbessern die Verknüpfungen zwischen den an der Zuchtwertschätzung beteiligten Ländern und ermöglichen die direkte Berücksichtigung des Betriebes im Zuchtwertschätzmodell.

Eine objektive Leistungsprüfung setzt klar definierte Merkmale und eine einheitliche Bewertung dieser Merkmale voraus. Zur Zeit werden bei Fleckvieh und Gelbvieh Zuchtwerte für 4 Hauptmerkmale und 19 Einzelmerkmale und beim Braunvieh Zuchtwerte für 4 Hauptmerkmale und 26 Einzelmerkmale sowie ein Zuchtwert für eine Exterieur-Gesamtnote geschätzt (Tabelle 2).

Die Datenerfassung erfolgt in allen an der Zuchtwertschätzung beteiligten Ländern verbindlich nach dem System der linearen Beschreibung. Dieses System der Bewertung von Kühen wurde 1997 beim Fleckvieh und im Jahr 2007 beim Braunvieh auf europäischer Ebene harmonisiert. Tabelle 1 zeigt die der Zuchtwertschätzung zu Grunde liegenden Daten und deren Verteilung auf die an der Zuchtwertschätzung beteiligten Länder.

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3. Zuchtwertschätzung mit dem Tiermodell

Ziel einer jeden Zuchtwertschätzung ist es, das genetische Potential eines Besamungsbullen möglichst genau zu schätzen. Dies erfolgt zum einen durch die Ausschaltung wichtiger Umwelteinflüsse, zum anderen durch die Berücksichtigung sämtlicher verwandtschaftlicher Beziehungen zwischen den Tieren.
Untersuchungen am Institut für Tierzucht der LfL in Grub zeigten, dass eine Reihe von Umwelteffekten einen Einfluss auf die Noten in der Nachzuchtbewertung hat. Insbesondere beim Euter beeinflusst der Herdendurchschnitt des Betriebes einzelne Eutermerkmale um bis zu einer Note. Die Untersuchungen zeigten ebenfalls deutliche Auswirkungen durch den "Abstand vom Melken bis zur Beurteilung" auf die Bewertungen der Eutermerkmale. Bedeutung haben ebenfalls die systematischen Umweltfaktoren "Abstand zur Kalbung" und das "Erstkalbealter", wobei letzteres insbesondere Körpermerkmale wie Rahmen, Breite, Länge und Tiefe eines Tieres, beeinflusst.
Als Beispiel für den Einfluss systematischer Umwelteinflüsse auf die Noten in der Nachzuchtbewertung zeigt Abbildung 1 den Einfluss der "Abstandes vom Melken" auf die Euternote.

Tabelle 2: Exterieurmerkmale und deren Heritabilitäten bei Braunvieh, Fleckvieh, Gelbvieh und Pinzgauer

Das Modell der Zuchtwertschätzung zeigt Abbildung 2. Als Umwelteinflüsse werden das Beurteilerjahr, Jahr und Saison, das Kalbealter, das Laktationsstadium bei der Beurteilung, die Kalbenummer der Mutter und bei Eutermerkmalen 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.

Abschätzung des Managements über Betrieb oder Herdenjahreseffekt

Die Abschätzung des Managementeffekts erfolgt bei den meisten Beobachtungen über die direkte Berücksichtigung des Betriebes im Modell.
Um den Betriebseffekt mit ausreichender Genauigkeit schätzen zu können, müssen insgesamt mindestens 10 Kühe auf einem Betrieb beschrieben worden sein. Bei Kühen, die auf Betrieben mit weniger Beobachtungen bewertet werden, wird ein sogenannter Herdenjahreseffekt (Herdenniveau für die Summe aus Fett- und Eiweiß-kg aus der Testtagsmodell-Zuchtwertschätzung für Milch) als Kenngröße für das Management berücksichtigt. Der Anteil von Beobachtungen, die auf Betriebsebene verglichen werden, ist in den an der Zuchtwertschätzung beteiligten Ländern unterschiedlich. So werden in Bayern beim Fleckvieh derzeit etwas über 80% aller beschriebenen Kühe auf Betriebsebene verglichen. Der Anteil liegt in Baden-Württemberg und Hessen bei ca. 90% und in Österreich zur Zeit bei 50%. Bei den italienischen Daten wird der Betriebseffekt für alle Beobachtungen verwendet.
Der Anteil beim Braunvieh beträgt in Bayern und Österreich derzeit etwa 75% und in Baden-Württemberg 92%. Der Anteil von Kühen auf Betrieben mit mehr als 10 Beobachtungen ist dabei in allen Ländern bei beiden Rassen steigend.

Da sich das Management natürlich auch 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. Hierdurch können Veränderungen, z.B. ein Wechsel von Anbindestall auf Laufstall, korrigiert werden.

Abbildung 1: Einfluss des Abstandes vom Melken auf die Euternote

Genetische Gruppen bei Tieren mit unbekannten Vorfahren

Zur genaueren Berücksichtigung der Abstammung von Tieren mit unbekannten Vorfahren, werden in der Zuchtwertschätzung Zuchtwerte für genetische Gruppen geschätzt. Beim Berechnen dieser Zuchtwerte wird das Herkunftsland und das durchschnittliche Geburtsjahr (abhängig vom Geburtsjahr des Tieres) des unbekannten Ahnen berücksichtigt.

Abbildung 2: Statistisches Modell für die Zuchtwertschätzung Exterieur

Korrektur um unterschiedliche Bewerterstreuungen

Neben dem absoluten Niveau einzelner Bewerter, das in der Zuchtwertschätzung durch den Effekt Beurteiler*Jahr berücksichtigt wird, gibt es aber auch Unterschiede in den Streuungen einzelner Bewerter, die in Extremfällen den Zuchtwert eines Bullen direkt beeinflussen können. Um den Einfluss solcher "heterogener Varianzen" über die Bewerter zu minimieren, wird vor der eigentlichen Zuchtwertschätzung eine Korrektur der Bewerterstreuung vorgenommen, d.h. es wird eine einheitliche Streuung über alle Bewerter erzeugt. Diese Korrektur erfolgt nach einem komplexen Verfahren (MEUWISSEN et al., 1996), wodurch erreicht wird, dass nur die Streuung, die direkt auf einen Nachzuchtbewerter zurückzuführen ist, korrigiert wird. Bekanntlich gibt es natürlich auch Bullen deren Töchter eher einheitlich sind und andere Bullen deren Töchter stärker streuen. Diese Streuung bleibt bei der Korrektur erhalten, d. h. geringe bzw. hohe Streuungen, die auf einen bestimmten Bullen zurückzuführen sind, bleiben erhalten.

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4. Ergebnisdarstellung

Die geschätzten Zuchtwerte der einzelnen Merkmale werden standardisiert und als Relativzuchtwerte ausgewiesen. Gleitende Basis bilden gegenwärtig bei Fleckvieh und Braunvieh die 8 bis 10 Jahre alten Bullen, die von November 1998 bis Oktober 2001 geboren wurden. Beim Gelbvieh werden alle 8 bis 12 Jahre alten Bullen herangezogen. Das Mittel der Basis beträgt 100 und die Streuung der wahren Relativzuchtwerte 12 Punkte. Neben der Sicherheit für das Euter wird als Information zusätzlich die Anzahl der Töchter angegeben.
Die Veröffentlichungsgrenze liegt derzeit bei einer Mindestsicherheit für das Euter von 85%, bzw. bei mindestens 20 Töchtern pro Bulle.
Die Relativzuchtwerte Exterieur werden in Form eines Balkendiagramms veröffentlicht. Zur leichteren Orientierung wird bei Merkmalen mit intermediärem Optimum der erwünschte Bereich mit einem Rechteck gekennzeichnet. Abbildung 3 zeigt das Balkendiagramm für einen Fleckviehbullen.

Abbildung 3: Balkendiagramm für einen Fleckviehbullen

Zusammenhänge zwischen Heritabilität, Sicherheit und Töchterzahl

Die Sicherheit der Zuchtwerte ist von der Anzahl bewerteter Töchter und von der Heritabilität (Erblichkeit) des Merkmals abhängig. Tabelle 3 verdeutlicht diese Zusammenhänge für die Hauptmerkmale beim Fleckvieh.

Bei 50 bewerteten Töchtern eines Bullen beträgt die Sicherheit des Zuchtwerts für die Kreuzhöhe 89%, für das niedrig heritable Merkmal Trachten aber nur 61%. Die Tabelle verdeutlicht auch, dass bei niedrigen Töchterzahlen, die entsprechenden Zuchtwerte noch mit einer großen Unsicherheit behaftet sind.

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5. Interbull-Zuchtwertschätzung beim Braunvieh

Seit Februar 2004 beteiligt sich die Rasse Braunvieh offiziell an der Interbull-Zuchwertschätzung für Exterieurmerkmale. Für folgende Interbull-Merkmale werden internationale Zuchtwerte veröffentlicht:

1. Kreuzhöhe (stature)
2. Brustbreite (chest width)
3. Beckenbreite (rump width)
4. Rumpftiefe (body depth)
5. Beckenneigung (rump angle)
6. Sprg. winkelung (rear leg set)
7. Fessel (foot angle)
8. Trachtenhöhe (heel depth)
9. Voreuteransatz (fore udder)
10. Hintereuterbreite (rear udder width)
11. Hintereuterhöhe (rear udder height)
12. Zentralband (udder support)
13. Eutertiefe (udder depth)
14. Strichlänge (teat length)
15. Strichplatzierung (front teat placement)
16. Strichstellung (rear teat placement)
17. Gesamtnote Euter (overall udder)
18. Gesamtnote Form/Fundament (overall feet & legs)
19. Gesamtnote Exterieur (overall conformation score)

In Deutschland und Österreich gilt ab einer Mindestsicherheit von 85% im Euter oder einer Mindestanzahl von 20 nationalen Töchtern, der nationale Zuchtwert als offizieller Zuchtwert. Bei weniger als 20 Töchtern und zusätzlichen internationalen Informationen wird der nationale Zuchtwert durch den Interbullzuchtwert überschrieben.
Insgesamt ermöglicht die Interbull-Zuchtwertschätzung eine Vergleichbarkeit von Zuchtwerten auf internationaler Ebene und bringt Vorteile im internationalen Sperma- und Zuchtviehhandel.
Beim Fleckvieh wurden Voruntersuchungen für eine Interbull-Zuchtwertschätzung durchgeführt. Allerdings ist die Einführung einer Routine-Interbull-Zuchtwertschätzung für Exterieurmerkmale beim Fleckvieh nicht geplant.

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6. Zusammenhänge zwischen den Noten der Nachzuchtbewertung und den Zuchtwerten

Da bei der Berechnung der Zuchtwerte sämtlicher Umwelteinflüsse, die eine Note oder ein Körpermaß beeinflussen, bereinigt werden, kann natürlich nicht von der durchschnittlichen Bewertung der Töchter eines Bullen auf den entsprechenden Zuchtwert des Bullen geschlossen werden. Die Ergebnisse aus den Abbildung 4 und 5 können deshalb nur als Anhaltspunkte für die Beziehungen dienen. Die Ergebnisse sind Durchschnittswerte von 3175 Fleckvieh-Bullen mit mindestens 40 Töchtern in Bayern.

Abbildung 4: Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Kreuzhöhe einer Bullennachzucht und dem Zuchtwert Kreuzhöhe beim Fleckvieh.

Abbildung 4 verdeutlicht, dass die durchschnittliche Kreuzhöhe eines Bullen mit einem Zuchtwert von 89 bei 138,7 cm und bei einem Bullen mit einem Zuchtwert von 120 bei 144,2 cm liegt. Diese durchschnittlichen Kreuzhöhen können aber aus den oben beschriebenen Gründen bei gleichem Zuchtwert in einigen Bullennachzuchten deutlich voneinander abweichen.

Abbildung 5: Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Euterbewertung einer Bullennachzucht und dem Zuchtwert Euter beim Fleckvieh.

Den Zusammenhang zwischen der Euterbewertung und dem Euterzuchtwert zeigt Abbildung 5. Auffallend ist der geringe Unterschied von 0,9 Punkten zwischen einem Zuchtwert von 80 bzw. 120 Punkten. In der Höhe ähnliche Differenzen ergeben sich auch bei den übrigen Exterieurmerkmalen.

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7. Entwicklungen in der Zuchtwertschätzung Exterieur

Wie in allen Zuchtwertschätzungen wird in Zukunft auch bei der Zuchtwertschätzung Exterieur das neue Zuchtverfahren der genomischen Selektion angewandt werden. Aktuell werden Vorarbeiten zur Ableitung entsprechender Formeln, die die Zusammenhänge zwischen den SNP’s und den Exterieurzuchtwerten beschreiben, durchgeführt. Somit wird es mittelfristig auch beim Exterieur zur Berechnung von genomischen Zuchtwerten kommen.

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Januar 2010
Dr. Dieter Krogmeier
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft
Institut für Tierzucht
Tel.: 089/99141-100 • Fax: 089/99141-199