Genomischer Zuchtwert

Allgemeines

Was versteht man unter einem genomischen Zuchtwert bei einer/m Kuh/Stier?

Unter genomischer Selektion versteht man die Auswahl von Tieren auf der Basis genomischer Zuchtwerte. Bei der genomischen ZWS müssen zwei Kennzahlen unterschieden werden:

Der genomisch direkte Zuchtwert (gdZW), ist jener Zuchtwert, der aus den Informationen aus dem Erbgut (Genom, SNP-Marker) geschätzt wird. Der wesentlichste Unterschied zur herkömmlichen Zuchtwertschätzung ist die Berücksichtigung von Verwandtschaften die auf genetischer Markerinformation beruhen anstatt der abstammungsbasierten Verwandtschaft.

Genomisch optimierten Zuchtwert (goZW): Da derzeit ausschließlich Stiere in der genomischen ZWS erfasst werden, finden insbesondere Leistungen von Müttern dieser Stiere derzeit keine direkte Berücksichtigung in der Schätzung von gdZW. Daher werden in einem nachgelagerten Verfahren über statistisch abgeleitete Gewichtungsfaktoren gdZW mit konventionellen Ahnenindices bzw. Zuchtwerten zum goZW kombiniert.

Kalibrierungsstichsprobe: Voraussetzung für die Schätzung sind die Genominformationen tausender sicher geprüfter Stiere.

Kandidaten: Kandidaten sind Jungtiere für die ein goZW geschätzt wird

Das derzeitige Verfahren der genomischen ZWS soll hier vereinfacht beschrieben werden:

• Die genomische ZWS wird derzeit parallel zur herkömmlichen Zuchtwertschätzung durchgeführt. Zur Kalibrierung der gZWS ist eine große Anzahl von konventionell und sicher geprüften Altstieren notwendig. Bei Fleckvieh tragen aktuell je nach Merkmal zwischen 5.000 und 6.000 Stiere zur Ableitung der Schätzformel bei. Daher ist klar, dass sichere Zuchtwerte aus der Nachkommensprüfung sowie eine umfangreiche und breite Leistungsprüfung auch weiterhin die Grundlage für konventionelle und genomische Zuchtwerte sind.

• SNP Chips erlauben es, in einem Analyseschritt über 54.000 ‚Einzelbausteine’ im Genom (SNP Marker), bei denen sich Tiere unterscheiden können, zu bestimmen. Über diese SNP Marker kann nun die exakte Verwandtschaft zwischen Tieren bestimmt werden. Beispielsweise weisen Enkel mit Großvätern in der konventionellen ZWS immer eine Verwandtschaft von genau 0.25 auf, während über genetische Marker tatsächliche Verwandtschaften zwischen 0,15 und 0,35 beobachtet werden können. Diese Berücksichtigung der exakten Verwandtschaft zwischen Tieren führt in der genomischen ZWS daher zu wesentlich genaueren Zuchtwerten, vor allem bei Tieren ohne Nachkommeninformation.

• Die Zuchtwerte welche über diese Verfahren geschätzt werden, werden als genomisch direkte Zuchtwerte (gdZW) bezeichnet. Da derzeit ausschließlich Stiere in der genomischen ZWS erfasst werden, finden insbesondere Leistungen von Müttern dieser Stiere derzeit keine Berücksichtigung in der Schätzung von gdZW. Daher werden in einem nachgelagerten Verfahren über statistisch abgeleitete Gewichtungsfaktoren gdZW mit konventionellen vorgeschätzten Zuchtwerten kombiniert. Diese Zuchtwerte werden als genomisch optimierte Zuchtwerte (goZW) bezeichnet. Da der goZW wesentlich höhere Sicherheiten aufweist als der gdZW, werden ausschließlich goZW sowie deren Sicherheiten veröffentlicht.

• Grundlage jeder aussagekräftigen ZWS ist eine solide Datenqualität. Die Genotypendaten sämtlicher in die Schätzung eingehenden Stiere werden daher umfangreichen Überprüfungen unterzogen. Im Zuge dieses Verfahrens werden beispielsweise unzuverlässige Marker verworfen bzw. Tiere ausgeschlossen, deren genomisch bestimmte Verwandtschaft einen Konflikt zur abstammungsbasierten Verwandtschaft aufweist. Ein derartiger Konflikt kann auf Verwechslungen bei der Probensammlung oder im Labor zurückzuführen sein, oder auf Fehler in der Abstammungssicherung.

Spezielles

• Was bringt ein genomischer Zuchtwert bei einer Kuh?

Grundsätzlich besteht kein Unterschied in der Interpretation von genomischen Zuchtwerten bei Kühen und Stieren. Die Sicherheiten der goZW und gdZW hängen bei Jungtieren ohne Eigen- und Nachkommensleistung von der Anbindung an verwandte Tiere in der Kalibrierung ab. Das heißt je mehr eng verwandte Tiere (Vater, Muttersvater…) Teil der Kalibrierung und je genauer deren konventionelle Zuchtwerte sind, umso höher ist die Genauigkeit der genomischen Zuchtwerte. Liegt bei einer Kuh eine Eigenleistung vor (Abkalbung, Milchleistungskontrollen), dann ist mit entsprechend höheren goZW- Sicherheiten zu rechnen.

• Welche Tiere untersuchen lassen?

Es gilt: Je höher der vorgeschätzte Zuchtwert, umso besser die Chancen für hohe genomische Zuchtwerte und somit für einen guten Verkaufspreis
Bei besonders interessanten Linien kann es aber trotzdem interessant sein, Kälber mit etwas niedrigeren vorgeschätzten Zuchtwerten untersuchen zu lassen. Der Züchter kann darauf hoffen, bei entsprechend günstiger Abweichung vom Ahnenindex das Kalb gut verkaufen zu können. Aus Sicht des Zuchtverbandes erscheint es durchaus sinnvoll, bei niedrigerem Zuchtwertniveau bei bestimmten Stierlinien mehr Kälber pro selektierten Kandidaten zu untersuchen.
Bei Kühen und Jungrindern ist eine Untersuchung von Spitzentieren interessant, die zur Durchführung eines Embryotransfers in Frage kommen. Auch die Selektion von Kalbinnen als Stiermütter auf der Basis von genomischen Zuchtwerten ist aus züchterischer Sicht ratsam, wenngleich die Effizienz der direkten Untersuchung von Stierkälbern doch deutlich höher ist.

• Welche Stiere einsetzen?

Für die Züchter stellt sich natürlich die Frage, wie stark am Betrieb genomisch selektierte Jungstiere eingesetzt werden sollen.
Argumente, welche für die Auswahl von genomischen Jungvererbern sprechen, sind die im Durchschnitt aufgrund des Zuchtfortschritts überlegene Genetik, sowie die sehr strenge Vorselektion (1 zu 5 bis 1 zu 10) der Kandidaten, bevor sie in den Besamungseinsatz gehen. Im Vergleich zum altbekannten Jungstierprogramm liegen jetzt doch deutlich höhere Sicherheiten der Zuchtwerte vor, das Risiko des Einsatzes bei genomisch selektierten Jungstieren ist also wesentlich geringer.
Es ist aber auch klar, dass die Vererbungssicherheit von Stieren mit abgeschlossener Nachkommensprüfung noch deutlich höher liegt. So mancher Züchter wird sich daher trotz vielleicht etwas niedrigerer Zuchtwerte für den nachkommengeprüften Stier entscheiden. Aus jetziger Sicht erscheint es daher sinnvoll, die allerbesten nachkommengeprüften Stiere weiterhin einzusetzen, gleichzeitig aber auch die Chancen der genomischen Selektion zu nutzen. Um das Risiko durch die niedrigeren Zuchtwertsicherheiten zu begrenzen, sollten mehrere Stiere ausgewählt und gleichmäßig eingesetzt werden.
Streuung ist sehr wichtig, um das Risiko zu minimieren.(mehr Söhne eines Vaters einsetzen)

• Einsatz auch bei der gezielten Paarung?

Spitzenzüchter werden zukünftig genomisch selektierte Jungstiere auch in der gezielten Paarung einsetzen. Hier gilt ähnliches wie bereits oben erwähnt: Es sollten nur die allerbesten genomischen Jungvererber in der gezielten Paarung eingesetzt werden, wobei auch auf die Linienvielfalt und Inzuchtentwicklung Augenmerk gelegt werden muss. Keinesfalls sollte alles auf eine Karte gesetzt werden, da auch bei genomisch selektierten Stieren noch ein erhebliches Risiko von Zuchtwertabstürzen von 10 Punkten und mehr besteht.

Österreich und Deutschland arbeiten im Bereich der genomischen Selektion bei Fleckvieh und Braunvieh arbeitsteilig zusammen. Ein gemeinsamer Genotypenpool von Stieren mit zuverlässigen Zuchtwerten wurde geschaffen. Aktuell stehen bei Fleckvieh ca. 6.000 Genotypen zur Verfügung.
Die Logistik als auch die genomische Zuchtwertschätzung werden arbeitsteilig durchgeführt.

Die Extraktion der DNA und DNA-Lagerung erfolgt im Austrian Institute of Technology (AIT) in Tulln. Die Genotypisierung (Bestimmung der Genom-Information) erfolgt bei der GeneControl in München. Die Überprüfung der Genotypen auf Abstammungsfehler etc. wird von der Rechenstelle in München/Grub durchgeführt. Die Schätzung der genomischen Zuchtwerte ist nach Merkmalskomplexen analog der konventionellen Zuchtwertschätzung aufgeteilt. Die Fitnessmerkmale und der Gesamtzuchtwert werden in Österreich geschätzt.


Die Genomselektion genügt NICHT als Väterlicher Abstammungsnachweis. Es muss weiterhin eine DNA- Untersuchung zur Abstammungsüberprüfung durchgeführt werden.

Ablauf Fleckvieh

• Antrag beim Zuchtverband

Der Zuchtverband ist für die Abwicklung der genomischen Selektion im jeweiligen Bundesland bzw. Zuchtgebiet zuständig. Daher ist bei Interesse der zuständige Zuchtverband zu kontaktieren.
Von ihrem Zuchtverband bekommen Sie dann auch das Antragsformular für die genomische Zuchtwertschätzung und das Röhrchen mit Barcode für die Probenahme. Das Antragsformular ist mit Tag der Probenahme, Unterschrift des Tierarztes und Unterschrift des Tiereigentümers vollständig auszufüllen.
Nach der Blutentnahme, ist der Barcode abzuziehen und auf das zugehörige Antragsformular zu kleben (siehe Abbildung). Es ist sehr wichtig, dass es zu keiner Vertauschung der Proben kommt.

Um die DNA eines Tieres bestimmen zu können, ist eine Gewebeprobe beziehungsweise Blutprobe notwendig. Blut hat sich bislang für die Routine als zuverlässigstes Medium herausgestellt. Es ist jedoch zu beachten, dass Blut nicht für Zwillingskälber geeignet ist, weil hier ein sogenannter Blut-Chimärismus auftritt.

Bei Zwillingskälber MUSS IMMER eine Gewebeprobe eingesendet werden!!

Bis jetzt werden noch Blutproben für die DNA Bestimmung verwendet, welche der Tierarzt entnehmen muss.

Ab 01.01.2013 wird es dem Landwirt selber möglich sein, die Gewebeprobe für die genomische Zuchtwertschätzung zu entnehmen.

• Blutprobe:
  

Adresse für Probenversand:
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Health & Environment Department Bioresources
z.H.: DI Michael Stierschneider
Konrad Lorenz Straße 24
A‐3430 Tulln an der Donau

Genotypisierung:
Wenn DNA erfolgreich extrahiert werden konnte, so werden die DNA-Proben zur GeneControl nach München zur Genotypsierung gesendet. Aktuell wird mit dem 50 K Chip gearbeitet d.h. ca. 50.000 SNP-Marker werden pro Tier bestimmt. Diese Informationen werden dann vom Genotypisierungslabor in die Genomdatenbank im Rahmen des Rinderdatenverbundes (RDV) übermittelt.

Überprüfung der Genotypen:
Die ZWS-Rechenstelle in München/Grub vergleicht die Genotypen der Tiere mit bereits vorhandenen Genotypen von verwandten Tieren. Dadurch können Abstammungsfehler oder evtl. Vertauschungen von Proben entdeckt und von der genomischen Zuchtwertschätzung ausgeschlossen werden. WICHTIG: Tiere ohne kontrollierte Abstammung können nicht berücksichtigt werden.

• Wie lange dauert es bis die Ergebnisse der genomischen ZWS vorliegen?

In der Regel ist mit ca. 6 Wochen vom Probeneingang bis zur Ergebnisweitergabe zu rechnen. Da immer nur Einheiten von mindestens 24 Proben verarbeitet werden, kann es in Einzelfällen vorkommen, dass später eingelangte Proben erst beim nächsten Durchlauf berücksichtigt werden.

ACHTUNG:
Der Termin für den Probeneingang gilt nur für Blutproben! Wenn Ohrstanzproben für die Untersuchung von Zwillingen gesendet werden, so müssen diese mindestens eine Woche vor den aktuellen Probeneingangsterminen im AIT Tulln sein. Ansonsten werden sie erst beim nächsten Durchlauf berücksichtigt.

• Was kostet mich eine genomische Zuchtwertschätzung?

Die Kosten belaufen sich aktuell für DNA- Extraktion, Genotypisierung und ZWS auf € 120,-- zuzüglich Mehrwertsteuer.

Ablauf Holstein

Als Referenzmenge im Eurogenomic-Verbund dienen mehr als 20.000 Proben.

Holstein Tirol ist über Holstein Austria Mitglied beim Verbund von Eurogenomic. Eurogenomic arbeitet mit einer Referenzmenge von über 20.000 Proben. Aus diesem Grund ist die Aussagekraft daraus auch eine der Besten weltweit. In diesem Verbund sind die Organisationen aus Deutschland, Holland, Frankreich, Dänemark, Schweden und Spanien beteiligt.

Richtige Vorgangsweise beachten

Interessenten werden gebeten, sich bei Gerlinde Wimmer unter 059292-1844 oder gerlinde.wimmer@lk-tirol.at zu melden. Der Züchter erhält das leere Probengefäß und den vorausgefüllten Antrag direkt zugesendet. Es sollte dann so schnell als möglich, die Blutprobe gezogen werden und an das „Institut für Nutztiere Schönow“ in Bernau (in der Nähe von Berlin) gesendet werden. Das Ergebnis der genomischen Testung wird in der nächsten Zuchtwertschätzung berücksichtigt. Die Kosten der Untersuchung sind vom Züchter zu tragen.

Grundsätzlich können nur Tiere untersucht, welche mit vollständiger Abstammung und Zuchtbucheinstufung im RinderDatenVerbund registriert sind.

Genotypisierung und Zuchtwertschätzung

Die SNP-Typisierung wird von allen über Holstein Austria  gemeldeten Tieren, von der IFN Schönow GmbH, Bernauer Allee 10, D-16321 Bernau bei Berlin durchgeführt.

Kosten (Stand 3. 1. 2013):

SNP Blut: € 24,55 netto
SNP Haare: € 27,55 netto
Chipkosten 54k: € 46,00 netto
Diese Kosten werden mit der gesetzlichen Mehrwertsteuer von Holstein Austria an den Antragsteller (Züchter) weiter verrechnet.

Ein entsprechendes Abstammungsblatt mit den genomischen Zuchtwerten wird nach erfolgter Zuchtwertschätzung an den Antragsteller übermittelt bzw. werden die Zuchtwertdaten (im Regelfall für die Hauptleistungsmerkmale) von der ZuchtData in den RDV eingespielt.

Öffnet einen externen Link in einem neuen FensterMehr Informationen zur genomischen Zuchtwertschätzung der Holsteins!


Rinderzucht Tirol . Brixner Straße 1 . 6020 Innsbruck . Tel: 059292 - 1832 . fax: 059292 - 1839
Email: rinderzucht@lk-tirol.at