WGM e.V.

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Funktionale Merkmal von Milchkühen - Bestandteil des Zuchtzieles
Prof. Dr. Hermann H. Swalve, Institut für Tierzucht und Tierhaltung mit Tierklinik, Martin-Luther-
Universität Halle-Wittenberg
Einleitung
Die züchterische Bearbeitung funktionaler Merkmale rückt immer mehr in den Vordergrund. In
einem engeren Sinne wird der Begriff Funktionale Merkmale heute so gebraucht, dass häufig eine
Einschränkung auf nur indirekt mit dem Produkt zusammenhängende, kostensparende Merkmale
gemacht wird. Beim Milchrind sind dies die Zuchtleistung (insbesondere Besamungserfolg,
Kalbeverhalten und Kälberverluste), Merkmale der Gesundheit (insbesondere Mastitisanfälligkeit,
Fundamentprobleme), die Melkbarkeit und die Nutzungsdauer, wobei letztere auch als „Bioindex“
der vorgenannten Merkmale interpretiert werden kann.
Bisherige Strategien und ihre Schwächen
In der Milchrinderzucht sind als wichtigste Komplexe funktionaler Merkmale die Fruchtbarkeit,
Eutergesundheit und das Fundament zu nennen. Wie schon ausgeführt, kann die Langlebigkeit
bzw. Nutzungsdauer als „Bioindex“ der vorgenannten Merkmale interpretiert werden. Die Bedeutung
der drei genannten Komplexe lässt sich auch aus der Betrachtung der wichtigsten Abgangsgründe
ableiten. Für alle genannten Komplexe gilt aus züchterischer Sicht, dass die Erblichkeit
der einzelnen Merkmale in einem sehr niedrigen Bereich liegt
Fruchtbarkeit und Kalbeverlauf
Aufgrund der sehr niedrigen genetischen Determinierung der Reproduktionsmerkmale im Vergleich
zu den auf sie wirkenden Umwelteinflüssen können Probleme in der Fruchtbarkeit, auch bei ansteigender
Leistung, in gut geführten Betrieben vermieden werden. Wie vielfach gezeigt worden
ist, sind es gerade Betriebe mit hoher Leistung, die auch die besten Ergebnisse hinsichtlich der
Fruchtbarkeit aufweisen. Dieser Sachverhalt wird auch von Lucy (2001) in einem Übersichtsartikel
zur Frage der Reproduktionsleistung betont und wird ebenfalls in Zuchtversuchen (z.B. Dunklee et
al., 1994) bestätigt. Trotz dieser Tatsache verbleibt züchterisch die Erkenntnis, dass Milchleistung
und Fruchtbarkeit zueinander in antagonistischer Beziehung stehen (z.B. Pryce et al., 1997).
Ein Hauptproblem hinsichtlich der züchterischen Bearbeitung der Merkmale des Reproduktionskomplexes
ist die Erfassung der Merkmale. Daten aus der Milchleistungsprüfung sind mit den
Daten des Besamungswesens zu verknüpfen, wobei gerade letztere durch eine Vielzahl von

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Faktoren mit Unsicherheiten behaftet sind. Die Unsicherheiten reichen dabei von der Angabe der
exakten Zeitangaben (Datum) über die Nicht-Angabe mancher Besamungen gerade in Betrieben,
die eine eigene Besamung des Bestandes durchführen bis hin zur Verwendung von Natursprungbullen
als „Ausputzer“, wobei deren Einsatz u.U. nicht gemeldet wird. Auch die Erfassung des
Kalbeverlaufs und der Totgeburten ist mit Problemen behaftet, da die verwendeten Schlüssel nur
eine sehr grobe Einteilung zulassen.
Hinzu kommt allerdings, dass auch in denjenigen wissenschaftlichen Untersuchungen, in denen
versucht wurde, durch eine sehr restriktive Editierung der Daten die Datenqualität zu verbessern,
keine höheren Heritabilitäten geschätzt werden konnten. Ein Grund dafür ist wohl darin zu sehen,
dass das Reproduktionsgeschehen biologisch eine Fülle von Einzelkomplexen berührt, die durch
den Grundansatz einer einfachen und flächendeckenden Erfassung nur sehr grob erfasst werden
können. Ein weiterer Grund für die relativ niedrigen Erblichkeitsgrade der Fruchtbarkeitsmerkmale
bei landwirtschaftlichen Nutztieren ist wohl aber auch die Tatsache, dass historisch gesehen der
Komplex der Reproduktion als einziger Komplex schon immer ganz automatisch „züchterisch bearbeitet“
worden ist und auch ein sehr hohes Niveau erreicht hat. Tiere mit Problemen in der
Fruchtbarkeit haben schon immer einen reduzierten Beitrag an der Erstellung der nächsten
Generation gehabt. Für die Nutztierzucht verbleibt also heute lediglich die Selektion von Tieren
innerhalb der gegenüber dem „Ausgangsniveau“ sehr reduzierten genetischen Variation.
Eutergesundheit
Die Mastitis ist die bedeutendste Krankheit des Milchrindes. Nach Rogers (2002) ist die ökonomische
Bedeutung, bezogen auf eine genetische Standardabweichung relativ zum Produkt
Milch mit 1:4 anzusetzen. Es ist festzuhalten, dass die Eutergesundheit mit Ausnahme der
skandinavischen Länder kaum direkt erfasst wird, erfasst wird lediglich das Hilfsmerkmal “Gehalt
an somatischen Zellen“. Die Erblichkeit der Mastitisanfälligkeit wird mit ca. 0.05 und diejenige der
Zellzahl mit ca. 0.10 angegeben. Die genetische Korrelation zwischen dem Zellgehalt und dem
Auftreten von klinischer Mastitis liegt lediglich bei ca. 0.65. Auch mit dieser Korrelation lässt sich
jedoch züchterisch arbeiten, wie Philipsson et al. (1995) zeigen konnten. Bullen mit erwünschten
Zuchtwerten in der Zellzahl hatten signifikant weniger Töchter mit Mastitiserkrankungen. Trotz
dieser Tatsache bleibt der Zusammenhang zwischen Zellzahl und Mastitis jedoch ein komplexes
Problem. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass unterschiedliche Erreger beteiligt sind
und die Erkrankung auch zu unterschiedlichen Zeiten im Leben eines Tieres (Färse vor dem
Kalben, Kuh) auftreten kann. Die Erreger der Mastitis lassen sich dabei grundsätzlich in die
Gruppen der infektiösen Erreger (z.B. Staph. aureus) und der ubiquitär vorhandenen Errger (z.B.
E. coli) einteilen. Umfangreiche Untersuchungen zur Erregerspezifität klinischer Mastitis liegen

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mittlerweile von De Haas et al. (2002abc) vor. De Haas et al. schätzen zunächst die Erblichkeit von
Mastitis als 0.04 und je nach Erreger finden sich Heritabilitäten von 0.02 bis 0.10 (Koagulasenegative
Streptokokken). Hohe genetische Korrelationen zur Zellzahl zeigen die E. coli bedingten
Erkrankungen (rg = 0.63) während andere Pathogene teilweise deutlich niedrigere Korrelationen
zeigen. Auch die direkten Auswirkungen unterschiedlicher Erreger auf die Zellzahl sind sehr verschieden.
Während E. coli zu kurzen Anstiegen der Zellzahl führt, ist die Zellzahl bei einer Staph.
aureus Erkrankung meist dauerhaft erhöht.
Fundament
Züchterische Anstrengungen zur Verbesserung des Fundaments basieren beim Milchrind nahezu
ausschließlich auf der linearen Beschreibung von einzelnen Merkmalen. In der deutschen
Holsteinzucht wurden herkömmlich lediglich die Merkmale Hinterbeinwinkelung (von der Seite) und
Trachtenhöhe linear beschrieben. Seit einigen Jahren sind die Merkmale Sprunggelenksqualität
und Hinterbeinstellung (von hinten) hinzugekommen. Gerade die Beschreibung der Trachtenhöhe
verursacht jedoch Probleme, da die Voraussetzungen für eine genaue Inspektion bei Kühen, die
z.B. extra mit gesäuberten Füßen auf einer ebenen Fläche präsentiert werden, im Normalfall nicht
gegeben ist und auch nicht gefordert werden kann. Das Ergebnis sind nur sehr niedrige Heritabilitätsschätzwerte
im Bereich von 0.08 bis 0.15. Als Ausweg bietet sich an, genaue Messungen der
Rinderklaue, z.B. bei Jungbullen auf Aufzuchtstationen vor ihrem Einsatz in der künstlichen Besamung
durchzuführen. Nach Distl (2000) lassen sich Messwerte erheben, die bedeutsame
Heritabilitätsschätzwerte im Bereich von 0.20 bis 0.40 zeigen und somit auch in eine Zuchtwertschätzung
integriert werden können. Nachteilig ist der hohe Aufwand bei derartigen Messungen
und die Durchführung lediglich auf der Bullenseite der Selektionspfade.
Nutzungsdauer
Die Länge des produktiven Lebens einer Milchkuh ist mitentscheidend für den ökonomischen
Erfolg der Milchproduktion auf landwirtschaftlichen Betrieben und gleichzeitig ein „Bioindex“, der
ganz automatisch die funktionalen Merkmale des Milchrindes in sich vereinigt. Nach dem Konzept
von Ducrocq (1987) kann die Langlebigkeit einer Milchkuh als wahre Langlebigkeit (tatsächliche
Lebensdauer) oder als funktionale Langlebigkeit (das Vermögen der Kuh, ungewollte Merzungen
zu vermeiden) definiert werden. Letztere Definition spiegelt die Funktion als „Bioindex“ der
funktionalen Merkmale wider. Erst seit ca. 10 Jahren sind mit dem Programm „Survival Kit“
Methoden verfügbar (Ducrocq und Sölkner, 1994, 1996), die eine Lebensdaueranalyse an großen
Datenbeständen aus der Nutztierhaltung erlauben, wobei nicht-lineare Modelle verwendet werden.
Dabei können u.a. sich im Laufe der Zeit verändernde Einflußfaktoren auf die Langlebigkeit innerhalb
einer Herde korrekt einbezogen werden. Auch das Problem der zensierten Daten, d.h. in

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diesem Fall derjenigen Kühe, die zum Auswertungszeitpunkt noch leben und damit kein exaktes
Abgangsdatum aufweisen, kann mit diesen Methoden adäquat berücksichtigt werden. Auf der
Basis der Ducrocq’schen Methoden und häufig auch direkt mit dem Programm „Survival Kit“ wird
in vielen Ländern der Welt, so auch in Deutschland, heute die Zuchtwertschätzung für Bullen für
das Merkmal Nutzungsdauer durchgeführt.
Das Problem der Vorausschätzung der Nutzungsdauer für ganz junge Bullen, für die gerade der
erste Zuchtwert für Merkmale der Milchleistung vorliegt, kann aber auch mit der o.a. Methodik nicht
völlig gelöst werden, da eben erst kaum Töchter abgegangen sind und somit nur sehr wenig nichtzensierte
Beobachtungen vorliegen. In jüngster Zeit wird das o.a. Verfahren deshalb in vielen
Ländern (auch Deutschland) mit der Berücksichtigung von Hilfsmerkmalen (z.B. Zellzahl, Kalbeverlauf,
funktionale Exterieurmerkmale) supplementiert. Trotz dieser Anstrengungen bestehen aber
immer noch gewisse Schwächen, die sich z.B. in stark schwankenden Ergebnissen der Zuchtwertschätzung
für einzelne Bullen dokumentieren.
Vorschläge für neuere Strategien
Klassische Strategien zur Verbesserung funktionaler Merkmale beruhen auf einfachen Leistungserfassungen
in flächendeckenden Systemen. Wie schon dargestellt wurde, lassen sich damit auch
Erfolge erzielen, insbesondere dann, wenn funktionale Merkmale ein deutliches Gewicht im Zuchtziel
erhalten. Ein besonderes Beispiel hierfür ist die Gewichtung funktionaler Merkmale im Zuchtziel
des Norwegischen Rotviehs (Steine und Sehested, 1999); die relative Gewichtung von Milchleistung
zu funktionalen Merkmalen beträgt 21 : 79. Aber auch in der Holsteinzucht ist das Gewicht
der funktionalen Merkmale mittlerweile in vielen Ländern und auch in Deutschland auf 50% angestiegen.
Aus den oben dargestellten Problemen bei der züchterischen Bearbeitung funktionaler Merkmale
lassen sich aber weitere Schlüsse ziehen:
Die Leistungserfassung sollte sich besser an die physiologischen Gegebenheiten orientieren
Neue Methoden der Leistungserfassung, basierend auf neueren technologischen Entwicklungen,
sollten in Teilen der Population eingeführt werden.
Molekulargenetische Methoden sollten quantitativ-genetische Methoden ergänzen
Ein Beispiel für derartige neue Strategien ist die Erfassung der Reproduktionsleistung. Das Hauptproblem
der Reproduktionsleistung der Milchkuh ist das natürlich auftretende Energiedefizit in der
Peak-Phase der Laktation. Das Ausmaß dieses Energiedefizits kann dabei unterschiedlich ausgeprägt
sein. In der Wirkung führt das Energiedefizit zu einer verstärkten Mobilisierung von
Reserven (Fett). Dabei wird der Hormonhaushalt auch der für die Fruchtbarkeit wichtigen Hormone
offensichtlich gestört. Ziel des Tierzüchters sollte es also sein, die Genotypen auszuwählen, die

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kein so ausgeprägtes Energiedefizit haben bzw. nicht so viele Reserven mobilisieren müssen, aber
trotzdem hohe Milchleistungen aufweisen. Die Suche nach diesen Genotypen kann dabei über
eines Bestimmung des BCS (body condition score) im bzw. nach dem Peak der Laktation oder
über eine Feststellung des Beginns der Lutealaktivität (commencement of luteal activity, CLA)
erfolgen (Royal et al., 2002). Sowohl BCS (h² = 0.28) als auch CLA (h² = 0.16) zeigen dabei nach
Royal et al. ausreichend hohe Heritabilitäten und sind untereinander sehr eng korreliert. Die Beziehungen
zwischen BCS und CLA einerseits zur Milchleistung andererseits sind allerdings
antagonistisch (Genetische Korrelation -0.4 bis -0.7), es verbleibt jedoch ein züchterisch nutzbarerer
Spielraum. Die Bestimmung des CLA könnte über eine kontinuierliche Bestimmung des
Progesterongehaltes in der Milch zukünftig technologisch sogar im Durchfluß im Melkstand möglich
sein. Derartige Daten wären dann einzelbetrieblich hervorragende Grundlagen für
Managemententscheidungen (Besamung nach Progesteronspiegel) und gleichzeitig ließen sie sich
züchterisch nutzen.
Züchterische Anstrengungen zur Verbesserung der Eutergesundheit sollten zukünftig die Erregerspezifität
stärker beachten. Bakteriologische Daten aus Viertelgemelken könnten in bestimmten
Betrieben erhoben werden und wertvolle Ergänzungen der flächendeckenden Zellzahlbestimmungen
sein.
Große Hoffnungen hinsichtlich neuer Möglichkeiten zur Verbesserung funktionaler Merkmale
liegen auf dem Gebiet der Molekularbiologie. Der Hauptgrund dafür ist, dass nach einer Identifikation
beteiligter Gene selektiert werden kann, ohne aufwändige Leistungsprüfungen durchführen
zu müssen. Zur Identifikation einzelner Gene, die allein oder als QTL funktionale Merkmale beeinflussen,
sollte dabei das gesamte Methodenspektrum der Molekulargenetik angewendet werden.
Wichtig ist allerdings die Erkenntnis, dass bis zur Aufdeckung einer zur züchterischen Bearbeitung
ausreichenden Zahl von Genen mit signifikanten Effekten, vermehrte Anstrengungen in der
Merkmalserfassung erforderlich sind. Nur mit möglichst exakt festgestellten Phänotypwerten ist
eine Absicherung des Effektes einzelner Gene auf bestimmte Eigenschaften möglich.
Schlussfolgerungen
Der hier vorgestellte Ansatz zur züchterischen Verbesserung funktionaler Merkmale umfasst als
wesentliche Punkte die Ergänzung klassischer Methoden der Leistungserfassung um Messungen,
die sich besser an den physiologischen Gegebenheiten orientieren, die Verwendung neuer
Technologien der Leistungserfassung sowie die stärkere Einbeziehung molekulargenetischer
Methoden. Es ist dabei offenbar, dass diese Vorschläge zuchtorganisatorisch nicht flächendeckend
umzusetzen sein werden. Wie schon in der Geflügel- und Schweinezucht ist auch beim
Rind ein Trend zum Rückzug der Zucht in Nukleusbereiche erkennbar. Zunächst bedeutet dies
beim Milchrind den vermehrten Ausbau von genaueren Prüfungen für Teile der Population, ins5.
Jahrestagung – Bad Sassendorf, 15./16.09.2004
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besondere für Bullenmütter und für die Prüfung von Nachkommenschaften von Jungbullen in sog.
Testherden. In diesen Teilbereichen wird sich dann auch die Erfassung von neuen Merkmalen, die
zu einer vermehrten Anstrengung auf dem Gebiet der funktionalen Merkmale integrieren lassen
und auch bezahlbar sein.
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