Krankheitsresistenzindikatoren aus individuellen Futteraufnahmedaten in einem hochgesunden Schweinekern
Chad Bierman, PhD, Genetiker, Genesus Inc.
Die Rentabilität für Schweineproduzenten konzentriert sich traditionell auf die Senkung der Kosten, die Verbesserung der Effizienz oder die Wertsteigerung. Ein wichtiger Bestandteil der Effizienz ist die Maximierung des marktfähigen Produkts. Es ist wirtschaftlich sinnvoll, mehr Produkte auf den Markt zu bringen, insbesondere wenn fast alle Inputkosten bereits aufgebraucht sind. Daher wurde nicht unerwartet gezeigt, dass Sterblichkeit und Morbidität die drei wichtigsten Metriken sind, die sich auf die Rentabilität in der Schweineproduktion auswirken, wie von Boyd (2012) hervorgehoben, da beide Effekte zu weniger verkauften Pfunden des Produkts (Verkauf von weniger oder weniger) und erheblichen Kosten in der Schweineproduktion beitragen Fall von Schweinesterblichkeit in den späteren Mastphasen. Die Erfassung von Mortalitäts-, Morbiditäts- oder zugehörigen Indikatormerkmalen ermöglicht eine genetische Verbesserung in diesem Bereich, was zu einer erhöhten Rentabilität führt.
Merkmale der Futteraufnahme (FI) haben in Schweinezuchtprogrammen viel Aufmerksamkeit erhalten. Appetit treibt die Wachstumsrate an, was das Endgewicht erhöht, und ist auch mit Robustheit verbunden (Ocepek et al. 2019). Stressoren wie Krankheiten wirken sich bekanntermaßen negativ auf FI und das nachfolgende Wachstum aus (Nguyen-Ba et al. 2020). Es hat sich gezeigt, dass die Variabilität der Futteraufnahme unter einer Krankheitsherausforderung die Leistung und das Überleben beeinflusst, und hat zur Bestätigung geführt, dass diese Merkmale vererbbar sind und genetisch günstig mit den Ergebnissen der Produktion und Sterblichkeit unter solchem Stress korrelieren (Cheng et al. 2020, Putz et al . 2019). Dies deutet darauf hin, dass FI-Resilienzmerkmale plausible Indikatormerkmale für die Krankheitsresistenz sind.
Merkmale der Futteraufnahme werden üblicherweise in genetischen Nukleusherden aufgezeichnet, in denen die Populationen direkt selektiert werden. Diese Herden arbeiten meistens unter einem Szenario mit hoher Gesundheit, um die Fähigkeit der Schweine zu maximieren, ihr volles genetisches Potenzial auszudrücken, die Genauigkeit der genetischen Parameterschätzung und die daraus resultierende genetische Verbesserung zu maximieren. Phänotypen der Futteraufnahmeresilienz sind daher leicht berechenbar, aber sind sie in dieser Situation mit hoher Gesundheit vererbbar?
FI-Resilienzmerkmale wurden aus 3.5 Millionen täglichen FI-Aufzeichnungen (7,498 Tiere) berechnet, die zwischen 2016 und 2021 in einer Genesus-Duroc-Kerneinheit nach zuvor aufgezeichneten Methoden erfasst wurden (Cheng et al. 2020, Putz et al. 2019). Eine dieser Messungen beinhaltet die Berechnung des Variationsbetrags für die tägliche Futteraufnahme (kg/Tag) und die Dauer der täglichen Futteraufnahme (die Zeit, die mit Fressen verbracht wird) (Abbildung 1). Die Phänotypen wurden basierend auf der monatlichen Durchschnittstemperatur zu dem Zeitpunkt, zu dem die Tiere aus dem Test genommen wurden, in Kategorien mit höherem oder niedrigerem Stress eingeteilt. Diese Unterteilung lieferte einen saisonalen Effekt, der darauf ausgelegt war, Phänotypen basierend auf klimatischen Bedingungen in Stresskategorien zu unterteilen. Obwohl Stalltemperatur und Belüftung elektronisch gesteuert werden, sind Feuchtigkeit und heiße/kalte Mikroumgebungen bei klimatischen Extremen schwer zu überwinden, was zu unterschiedlichen Stressniveaus führt. Varianzkomponenten wurden geschätzt, um Erblichkeit und genetische Beziehungen mit Maßen des durchschnittlichen täglichen FI (ADFI) zu bestimmen.
Abbildung 1. Beispiele von zwei Schweinen mit sichtbar niedrigerer (A) oder höherer (B) Schwankung in der täglichen Futteraufnahme (VARFI), begleitet von ihrem Diagramm der Variation der Futteraufnahmedauer (VARDur). Die Menge des schattierten Bereichs über und unter der Trendlinie gibt die Menge der Variation an. Die Steigung der Trendlinie ist unabhängig von der für VAR gemessenen VariationFI oder VARSchwer. Diese beiden Schweine unterscheiden sich nicht in ihrer VARDur Phänotyp.
Ein B
Die Heritabilitätsschätzungen waren moderat, wobei der ADFI für die höhere Stresskategorie größer war als für die niedrigere Stresskategorie und die Belastbarkeitsmerkmale zwischen den beiden Stresskategorien ähnlich waren (Tabelle 1). Schätzungen der genetischen Korrelation (Tabelle 2) zwischen ADFI und dem Ausmaß der Variation in der Dauer der Futteraufnahme (VARdur) stimmten mit früheren Berichten überein, in denen eine starke Schwankung der Dauer am Feeder zu einem niedrigeren ADFI führte. Dieser Zusammenhang erscheint unter höherem Stress stärker als unter niedrigerem Stress. Korrelationsschätzungen für Variation in FI (VARFI) zeigen gemischte Signale zwischen Stressumgebungen und rendern die VARFI Phänotyp nicht schlüssig hinsichtlich seiner Verwendung in einem Zuchtprogramm. Für die zukünftige Betrachtung impliziert der Standardfehler (SE), dass diese Korrelationen von verbesserten Schätzungen profitieren könnten, die durch das Sammeln von mehr Datensätzen für diese FI-Resilienzmerkmale erreicht werden können.
Tabelle 1. Schätzungen der Vererbbarkeit und Standardfehler für Leistungs- und Futteraufnahmeresilienzmerkmale unter verschiedenen Stresskategorien.
| Höherer Stress | Geringere Belastung | |||
| Erblichkeit | SE | Erblichkeit | SE | |
| ADFI | 0.46 | 0.04 | 0.35 | 0.05 |
| VARFI | 0.33 | 0.04 | 0.31 | 0.04 |
| VARdur | 0.50 | 0.04 | 0.50 | 0.04 |
VARFI = Schwankungen in der täglichen Futteraufnahme; VARdur = Variation der täglichen Futteraufnahmedauer
ADFI = Durchschnittliche tägliche Futteraufnahme; SE= Standardfehler
Tabelle 2. Schätzungen genetischer Korrelationen (SE) zwischen Resilienzmerkmalen bei der Futteraufnahme und ADFI unter verschiedenen Stresskategorien.
| ADFI | ||
| Höherer Stress | Weniger Stress | |
| VARFI | 0.00 (0.15) | 0.49 (0.16) |
| VARdur | -0.22 (0.11) | -0.12 (0.16) |
VARFI = Schwankungen in der täglichen Futteraufnahme; VARdur = Variation der täglichen Futteraufnahmedauer
ADFI = Durchschnittliche tägliche Futteraufnahme; Standardfehler (SE) in Klammern
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass FI-Resilienzmerkmale in einer Kernumgebung mit hoher Gesundheit vererbbar sind. Dies ist wichtig, da es Genesus die Möglichkeit bietet, aus bestehenden Daten neuartige Phänotypen zu erstellen, die möglicherweise zu unserem genetischen Werkzeugkasten hinzugefügt werden können. Diese Arbeit könnte die Auswahl von Schweinen vorantreiben, die Krankheiten oder Stressherausforderungen besser standhalten können. Das Ergebnis einer ähnlichen Vererbbarkeit zwischen Stressumgebungen ist ebenfalls ermutigend, da es darauf hindeutet, dass eine Selektionsreaktion sowohl in Umgebungen mit hohem als auch mit niedrigem Stress möglich ist. Geplante zukünftige Forschung wird historische Phänotypen hinzufügen, um unsere geschätzten Merkmalsbeziehungen zu stärken und die Verwendung dieser Informationen im Genesus-Zuchtprogramm zu optimieren.
References:
Boyd D. (2012) Proc. des Am. Assoz. of Swine Veterinarians, Perry City, IA Vereinigte Staaten.
Cheng J., Putz AM, Harding JCS, Dyck MK, Fortin F. et al. (2020) J. Anim. Sci. 98:8:1-14. https://doi.org/10.1093/jas/skaa244
Nguyen-Ba H., van Milgen J., Taghipoor M. (2020) Tier 14:2:253-260. https://doi.org/10.1017/S1751731119001976
Ocepek M., Andersen-Ranberg I., Edwards SA, Fredriksen B., Framstad T. et al. (2016), J. Anim. Sci. 94:8:3550–3560. https://doi.org/10.2527/jas.2016-0386
Putz AM, Harding JCS, Dyck MK, Fortin F., Plastow GS, Dekkers JCM et al. (2019) Vorderseite. Genet. 9:660:1-14. https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00660
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Dieser Beitrag wurde von Genesus geschrieben