Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Annette Horstick
Populationsgenetische Untersuchung von Milchleistungs- und Exterieurmerkmalen beim ostfriesischen und schwarz-braunen Milchschaf
title (engl.)	Genetic analysis of milk performance and linear type traits in East Friesian and Black-Brown milk sheep
publication	Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2001
text	/dissertations/horsticka_2001.pdf
abstract (orig.)	Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Milchleistungs- und Exterieurmerkmale sowie deren Zusammenhänge beim ostfriesischen und schwarz-braunen Milchschaf mit populationsgenetischen Methoden zu untersuchen. Eine Assoziationsanalyse zwischen Milchleistungsmerkmalen und Blut- sowie Milchproteinpolymorphismen sollte deren Wert für die Selektion auf Milchqualität zeigen. Die populationsgenetischen Analysen wurden mit multivariaten Tiermodellen und Bayes-Methoden für longitudinale Daten durchgeführt. Für die Untersuchung standen 9729 Testtagsergebnisse von 1108 milchleistungsgeprüften Milchschafen mit 1746 Laktationsleistungen zur Verfügung. Die Milchleistungsdaten wurden von den Landesschafzuchtverbänden Niedersachsen, Weser-Ems, Westfalen-Lippe und der Bayerischen Herdbuch-Gesellschaft für Schafzucht bereitgestellt und stammten aus den Jahren 1992-2000. Bei 186 Milchschafen wurden 626 Euterbeschreibungen und 154 Körperbewertungen aus den Jahren 1999 und 2000 erfasst. Der Pedigreedatensatz bestand aus 2988 Tieren. Mit einem multivariaten Testtagstiermodell mit fixer Regression wurden für die Milch-, Fett- und Eiweissmenge Heritabilitäten von h2=0,17, 0,13 und 0,17 sowie für den Fett- und Eiweissgehalt und den Somatic Cell Score (SCS) Heritabilitäten von h2=0,07, 0,24 und 0,19 für die ostfriesischen Milchschafe geschätzt. Die für beide Rassen geschätzten Heritabilitäten entsprechen bis auf den Eiweissgehalt nahezu denen der ostfriesischen Milchschafe. Die Mittelwerte der mittels des Testtagstiermodells mit zufälliger Regression geschätzten Heritabilitäten lagen für die Milchmenge, den Fett- und Eiweissgehalt sowie für den SCS bei h2=0,25 ± 0,03, 0,46 ± 0,09, 0,63 ± 0,12 und 0,17 ± 0,02. Im Verlauf der Laktation schwankten die Heritabilitäten bei der Milchmenge von h2=0,03 bis 0,47, beim Fettgehalt zwischen h2=0,30 bis 0,70, beim Eiweissgehalt zwischen h2=0,44 bis 0,92 und beim SCS zwischen h2=0,14 bis 0,37. Hohe additiv-genetische Korrelationen (rg > 0,79) lagen zwischen der Milchmenge und der Fett- und Eiweissmenge vor. Niedrige additiv-genetische Korrelationen (rg=0,03 bis -0,15) bestanden zwischen der Milchmenge und dem Fett- und Eiweissgehalt. Die Eiweissmenge war mit dem Fettgehalt ebenso wie die Fettmenge mit dem Eiweissgehalt niedrig und negativ additiv-genetisch korreliert. Zwischen dem SCS und den Milchleistungsmerkmalen ergaben sich niedrige additiv-genetische Korrelationen (rg=0,14 bis -0,17). Mittlere bis hohe Heritabilitäten (h2=0,40 bis 0,67) ergaben sich bei multivariater Auswertung der Eutermerkmale der ostfriesischen Milchschafe für die Symmetrie, die hintere Strichplatzierung, die Strichrichtung und die Strichlänge. Für die Vordereuterform und -größe, den Euteransatz, das Zentralband und die Euterbodenform wurden Heritabilitäten von h2=0,06 bis 0,20 geschätzt. Die Heritabilitäten der Vordereuteraufhängung, der Eutertiefe, der Euterboden-unterteilung, der seitlichen Strichplatzierung und Strichform lagen im mittleren Bereich. Bei Auswertung beider Rassen lagen bei der Vordereutergröße, der Eutertiefe, der seitlichen Strichplatzierung, der Strichform und Strichlänge deutliche Abweichungen gegenüber den Heritabilitätsschätzwerten der ostfriesischen Milchschafe vor. Bei den Eutermerkmalen wurden die höchsten additiv-genetischen Korrelationen (rg=0,70 bzw. 0,84) zwischen der Euterbodenform und dem Zentralband sowie der Euterbodenunterteilung geschätzt. Die positiven additiv-genetischen Korrelationen zwischen dem Euteransatz und der Vordereuteraufhängung bzw. -größe (rg=0,24 bzw. 0,28) ermöglichen eine züchterische Veränderung des Euters hinsichtlich der im Zuchtziel beschriebenen Euterform. Demgegenüber stehen die negativen additiv-genetischen Korrelationen (rg=-0,33 bis -0,92) zwischen der Eutertiefe und der Vordereutergröße sowie dem Euteransatz. In ähnlicher Höhe lag auch die negative additiv-genetische Korrelation zwischen dem Zentralband und der Vordereutergröße. Zwischen der Strichrichtung und der hinteren Strichplatzierung bestand eine hohe additiv-genetische Korrelation (rg=0,69 bis 0,78), die eine Zucht auf vertikale und am Euterboden angesetzte Striche begünstigt. Die Strichlänge ist ebenso hoch positiv mit der Strichplatzierung von hinten und der Strichrichtung sowie mit der Strichform additiv-genetisch korreliert (rg=0,59 bis 0,96). Hoch und negativ sind die hintere Strichplatzierung und die Strichrichtung mit der Vordereutergröße additiv-genetisch korreliert (rg=-0,34 bis -0,59). Zwischen der seitlichen Strichplatzierung und der Vordereuteraufhängung bestand eine mittlere bis hohe positive additiv-genetische Korrelation (rg=0,51 bzw. 0,62). Diese additiv-genetischen Korrelationen zwischen den Euter- und Strichmerkmalen wirken der im Zuchtziel angestrebten Euterform für jeweils eines der miteinander korrelierten Merkmale entgegen. Ebenso führt eine züchterische Verbesserung der Vordereutergröße und des Euteransatzes zu einer unerwünschten Beeinflussung der Strichlänge und -form. Mittlere bis hohe additiv-genetische Korrelationen (rg=0,31 bis 0,91) bestanden zwischen der Vordereutergröße sowie dem Euteransatz und der Milch-, Fett- und Eiweissmenge. Ebenfalls hoch positiv korrelierte die Vordereutergröße additiv-genetisch mit dem Fett- und Eiweissgehalt. Zwischen der hinteren Strichplatzierung und der Strichrichtung lagen mit der Milch- und Eiweissmenge bzw. Fettmenge additiv-genetische Korrelationen von rg=0,35 bis 0,69 vor. Diese additiv-genetischen Korrelationen ermöglichen einen gleichzeitigen Zuchterfolg sowohl hinsichtlich einer Verbesserung der Euterform als auch in bezug auf eine Steigerung der Milchleistung. Mittel bis hoch und negativ waren die additiv-genetischen Korrelationen (rg=-0,37 bis -0,64) zwischen der Vordereuteraufhängung sowie der Schwanzbewollung und der Milch-, Fett- und Eiweissmenge. Zwischen dem SCS und der Vordereuter-aufhängung, der Eutertiefe, der hinteren und seitlichen Strichplatzierung und der Strichrichtung lagen niedrige bis mittlere negative additiv-genetische Korrelationen vor, so dass bei einer züchterischen Umsetzung der im Zuchtziel beschriebenen Euterform eine Abnahme des SCS zu erwarten ist. Deutlich positiv war der SCS mit der Vordereutergröße und der Strichform additiv-genetisch korreliert (rg=0,32 bis 0,60). Die Mitberücksichtigung der Daten der schwarz-braunen Milchschafe führte im Vergleich zu der alleinigen Auswertung der ostfriesischen Milchschafe bei den geschätzten additiv-genetischen Korrelationen zwischen den Eutermerkmalen sowie zwischen den Euter- und Zitzenmerkmalen zum Teil zu deutlichen Unterschieden. Bei multivariater Auswertung der Körpermerkmale wurden die höchsten Heritabilitäten (h2=0,69 bis 0,71) für die Widerrist- und Kreuzhöhe, den Brustumfang und die Mittelhandlänge ermittelt. Niedrige Heritabilitäten (h2=0,11 und 0,16) lagen bei der Gliedmaßenwinkelung und der Fesselstellung vor. Für die Kopfausprägung, die Bemuskelung und die Beinstärke ergaben sich Heritabilitäten im mittleren Bereich. Die höchsten additiv-genetischen Korrelationen lagen zwischen der Widerristhöhe, der Kreuzhöhe, dem Brustumfang und der Mittelhandlänge vor. Auf Grund der mittleren bis hohen positiven additiv-genetischen Korrelationen zwischen der Widerristhöhe, der Kreuzhöhe und der Widerristbreite mit der Gliedmaßenwinkelung kann es bei einer Zucht auf großrahmige Tiere zu einer zu starken Winkelung der Hintergliedmaßen kommen. Von den untersuchten Milch- und Blutproteinpolymorphismen zeigten das b-Casein und a-s2-Casein einen signifikanten Zusammenhang zur Milch-, Fett- und Eiweissmenge sowie zum Eiweissgehalt. Das b-Lactoglobulin erwies sich nur für die Mengenmerkmale als signifikant, nicht aber für die Milchinhaltsmerkmale. Von den Blutproteinen war nur für das Transferrin ein signifikanter Effekt auf die Milch- und Eiweissmenge sowie für das Hämoglobin auf die Eiweissmenge und den Eiweissgehalt nachzuweisen. Die Gruppenspezifische Komponente hatte keinen Einfluss auf die untersuchten Milchleistungsmerkmale.
abstract (engl.)	The objectives of this study were to analyse milk performance and linear type traits of the East Friesian and Black-Brown milk sheep by using statistical methods. Additionally, associations between milk and blood protein polymorphisms and milk production traits should be analysed. Multivariate animal models and Bayes methods for longitudinal data were used for the statistical analyses. The analysis was based on 9729 test day records of 1108 milk sheep with 1746 lactation records. The milk records were sampled from 1992 until 2000. Herds were located in Lower Saxony, Westphalia and Bavaria. 626 linear udder scores and 154 evaluations of linear scored type traits of 186 milk sheep were also available. The pedigree file contained 2988 animals. Using a multivariate test day model with fixed regression the estimated heritabilities of the East Friesian milk sheep were for the milk, fat and protein yield h2=0,17, 0,13 and 0,17. For the fat and protein content as well as the Somatic Cell Score (SCS) the heritabilities were h2=0,07, 0,24 and 0,19. The heritability estimates of the milk traits for both breeds were similar to those of the East Friesian milk sheep, except for the heritability estimate of the protein content of the East Friesian milk sheep which was slightly higher. The mean values of the heritabilities estimated by using the test day model with random regression were for the milk yield, the fat and protein content and the SCS h2=0,25 ± 0,03, 0,46 ± 0,09, 0,63 ± 0,12 and 0,17 ± 0,02. In the course of lactation the heritabilities vary for the milk yield from h2=0,03 to 0,70, for the fat content from h2=0,30 to 0,70, for the protein content from h2=0,44 to 0,92 and for the SCS from h2=0,14 to 0,37. The additive genetic correlations between the milk yield and the fat and protein yield of East Friesian milk sheep were very high and positive (rg> 0,79), whereas the additive genetic correlations between the milk yield and the protein content were close to zero with the protein content even being negative. The estimated additive genetic correlations between the protein yield and the fat content were low and negative as well as the additive genetic correlations between the fat yield and the protein content. There were no considerable additive genetic correlations (rg=0,14 to -0,17) between the SCS and the milk traits. Heritabilities estimated by using a multivariate model for the udder symmetry, teat placement (rear view), teat angle and teat length were high (h2=0,40 to 0,67). The heritabilities for the fore udder shape and size, udder attachment, suspensory ligament and udder floor shape gave values between h2=0,06 and h2=0,20. Intermediate heritabilities were estimated for the fore udder attachment, udder depth, udder floor partition, teat placement (side view) and teat shape. The heritabilities for the udder traits of both breeds were partly similar to those of the East Friesian milk sheep, whereas the heritabilities of the fore udder size, udder depth, teat placement (side view), teat shape and teat length showed estimates clearly differing from those of the East Friesian milk sheep. The highest additive genetic correlations (rg=0,70 and 0,84, respectively) were seen in the udder floor shape and the suspensory ligament as well as the udder floor partition. Because of the positive additive genetic correlations (rg=0,24 and 0,28, respectively) between the udder attachment and the fore udder attachment and fore udder size, a change of the udder shape based on the breeding aim is possible. The negative additive genetic correlations (rg=-0,33 to -0,92) between the udder depth and the fore udder size as well as the udder attachment do not allow simultaneous genetic progress for these traits. Nearly similar negative additive genetic correlations were obtained between the suspensory ligament and the fore udder size. The additive genetic correlations (rg=0,69 to 0,78) between the teat placement (rear view) and the teat angle were very high, which allows to achieve vertical teats, that are positioned on the udder floor. The teat length is also highly correlated with the teat placement and the teat angle as well as the teat shape. High and negative additive genetic correlations (rg=-0,34 to -0,59) were seen between the fore udder size and the teat placement (rear view), respectively the teat angle. High and positive additive genetic correlations (rg=0,51 and 0,62) were estimated between the fore udder attachment and the teat placement (side view). These additive genetic correlations between the udder and teat traits are genetically antagonistic. The breeding of sheep with an increased fore udder size and udder attachment leads to an undesirable shape and length of the teats. Intermediate to high additive genetic correlations (rg=0,31 to 0,91) were obtained between the fore udder size as well as the udder attachment and the milk, fat and protein yield. The fore udder size is also highly correlated with the fat and protein content. High additive genetic correlations of rg=0,35 to 0,69 were seen between the teat placement (rear view), the teat angle and the milk and protein yield, respectively the fat content. These additive genetic correlations do allow a genetic progress for the improvement of the udder shape as well as an increase of the milk production. The additive genetic correlations between the fore udder attachment as well as the wool covering of the tail and the milk, fat and protein yield were negative and reached intermediate to high values (rg= -0,97 to -0,60). Low to intermediate negative additive genetic correlations were obtained between the SCS and the fore udder attachment, udder depth, teat placement (side and rear view) and the teat angle. A decrease of the SCS can be expected in the offspring with a simultaneous genetic improvement of all of these traits with respect to the breeding aim. High positive additive genetic correlations were seen between the SCS and the fore udder size as well as the teat shape (rg=0,32 to 0,60). The additive genetic correlations between the udder traits and between the udder and teat traits were not consistent between the analysis of the East Friesian milk sheep and the analysis of both breeds. For the linear type traits the highest heritabilities (h2=0,69 to 0,71) were obtained for the withers height, rump height, heart girth and the length of the trunk. Low heritabilities (h2=0,11 to 0,16) were estimated for the limb posture and the angle in the fetlock. The heritabilities of the head shape, muscle score and leg strength were in an intermediate range. The highest additive genetic correlations were seen in the withers height, rump height, heart girth and length of the trunk. The selection of large sized milk sheep could lead to sickled rear legs, because of the high positive additive genetic correlations between the withers height, rump height and the withers width with the limb posture. The analysis of the association between the milk and blood protein polymorphisms and the milk production traits indicates a significant effect of the b-casein and the a-s2-casein on the milk, fat and protein yield as well as the protein content. The b-lactoglobulin significantly effected the yield traits, but not the fat or protein content. The transferrin was significant for the milk and protein yield and the hemoglobin for the protein yield and content. There was no significant effect of the group specific component on any milk production trait. These results indicate, that the udder shape can be genetically improved without a decrease of the milk production.
keywords	Milchleistung, Exterieurmerkmale, Milchschafe, milk performance, linear type traits, milk sheep
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