Genetic analyses of piglet survival and postnatal growth

Abstract

Piglet survival determines the success of piglet production. Decreased piglet survivability raises animal welfare concerns and increasing litter sizes intensified this situation. In the recent work, the prospects to select for improved piglet survival were analysed. Therefore, the complex determinants of survivability were evaluated with respect to the immune system. In addition, traits representing piglet survival were analysed genetically in Landrace and Large White. <br /> The complex relationships between piglet survival and the immune system were reviewed in the chapter 3. The aim was to discuss potential selection strategies and especially the missing conditions that have to be created in order to include survival traits and immune parameters into reasonable breeding programs for improved survivability and immunocompetence. <br /> In chapter 4, the piglet traits stillbirth (SB), pre-weaning loss (PWL) and birth weight (BW) as well as litter traits were investigated using univariate and bivariate generalized linear mixed models. For this purpose, comprehensive data sets including 168,823 piglets and 4,642 sows of a German breeding organization were available. The analysis focused especially on the binary character of SB and PWL applying threshold models and a logit link function. Due to the large data sets available and accurate records of cross-fostering (CF) the maternal genetic effect of the CF dam was investigated. <br /> In conclusion, the consideration of piglet survival and the immune system in selection indexes is complex and should be designed population specific. Immune traits revealed profound genetic variability. However, it remains unclear how they should be included into a breeding program. Piglet survival and BW traits show low heritabilities, except for the mean BW within litter, and unfavourable genetic correlations (r_g) to LS. In addition, the r_g estimated for SB, PWL and BW revealed distinct relationships between the traits indicating that uniform individual BW are required to reduce the odds for a piglet to be stillborn and to ensure the vitality needed to survive until weaning. Breeding for piglet survival is possible and can be even more efficient if genotypic information is included in the analyses via genome-wide association studies (GWAS) and genomic selection (GS).

<strong>Genetische Analysen der Überlebensfähigkeit und des postnatalen Wachstums von Ferkeln</strong><br /> Die Überlebensfähigkeit (ÜFK) von Ferkeln ist ausschlaggebend für den Erfolg der Ferkelproduktion. Verminderte ÜFK ist vor allem unter Tierwohlaspekten kritisch zu betrachten. Gesteigerte Wurfgrößen (WG) verstärkten diese Situation noch zusätzlich. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Möglichkeiten einer Selektion auf eine verbesserte ÜFK zu untersuchen. In diesem Rahmen wurden die komplexen Einflussfaktoren auf die ÜFK auch unter Einbeziehung des Immunsystems (IS) evaluiert. Zusätzlich wurden Merkmale der ÜFK in Landrasse und Edelschwein genetisch untersucht. <br /> Die komplexen Zusammenhänge zwischen der ÜFK von Ferkeln und dem IS wurden in Kapitel 3 untersucht. Das Ziel war es, mögliche Selektionsstrategien zu diskutieren, aber besonders die fehlenden Voraussetzungen zu benennen, die geschaffen werden müssen, um die Merkmale der ÜFK sowie die Immunparameter in ein umsetzbares Zuchtziel für verbesserte Überlebensraten und Immunkompetenz zu übersetzen.<br /> In Kapitel 4 wurden die ferkelindividuellen Merkmale Totgeburt (TG), Saugferkelverlust (SFV) und das Geburtsgewicht (GG) sowie Wurfmerkmale mittels uni- und bivariaten gemischten Modellen untersucht. Dafür standen umfangreiche Datensätze eines deutschen Schweinezuchtunternehmens für 168,823 Ferkel und 4,642 Sauen zur Verfügung. Der Fokus lag hier besonders auf der Berücksichtigung des binären Charakters der Merkmale TG und SFV durch den Einsatz von Schwellenwert-Modellen und Logit-Link-Funktionen. Die umfangreiche Datengrundlage sowie die Erfassung des Wurfausgleiches ermöglichte zusätzlich die Untersuchung des maternal genetischen Effektes der Amme.<br /> Generell ist die Einbeziehung der ÜFK und des IS in einen Selektionsindex komplex und sollte für jede Population spezifisch konzipiert werden. Immunmerkmale weisen eine ausgeprägte genetische Variabilität auf. Allerdings bleibt unklar, wie diese in einem Zuchtprogramm berücksichtigt werden sollten. Die Merkmale der ÜFK und des GG zeigten, bis auf das mittlere GG im Wurf, niedrige Heritabilitäten und unvorteilhafte genetische Korrelationen (r_g) zur WG. Zusätzlich wiesen die r_g zwischen TG, SFV und GG unterschiedliche Beziehungen zueinander auf. Diese Ergebnisse zeigen, dass uniforme GG die Voraussetzung sind, um die Chancen eines Ferkels, tot geboren zu werden, zu verringern und gleichzeitig die Vitalität für das Überleben der Saugferkelphase sicher zu stellen. Eine Zucht auf eine verbesserte ÜFK ist möglich und kann durch genomweite Assoziationsstudien (GWAS) und genomische Selektion (GS) noch effizienter umgesetzt werden.