Influence of different selection strategies on selection response and inbreeding using an animal model in a closed swine nucleus herd 1

Summary The impact of alternative selection strategies on response to selection, accuracy of evaluation of breeding values, additive genetic variance, generation interval and rate of inbreeding was investigated by a Monte Carlo simulation. The simulation resembled a closed swine nucleus herd of a breeding company using an animal model. The selection strategies of sequential culling and age restricted culling of boars and sows were compared. Results of sequential culling of boars in the breeding stock showed an increase in response to overall economic merit by only 1%, compared to a selection policy of service age restricted culling of boars. Sequential culling of sows led to a decline in the overall response by 1%, compared to an age structure restricted culling with up to 3 parities of litters. With sequential culling of sows there was a 17% higher rate of inbreeding than with age structure restricted culling. And if sequential culling of boars with a maximum service time of 1 year was additionally practised the rate of inbreeding increased by 47%, compared to age restricted culling in both sexes. The cause of the low increase in response to selection and high rate of inbreeding was mainly due to higher variances of family size. Due to this, expected selection intensity and effective population size were reduced. The optimum age structure of sows with sequential culling was 62% first, 27% second, 9% third, 2% fourth parity sows, but the culling strategy of sows with constant age structure of 58% first, 28% second and 14% third parity sows resulted in higher selection response and lower inbreeding. Sequential culling of sows and sequential culling of boars with extended service time resulted in a higher reduction in additive genetic variance. The causes of the reduction were mainly due to higher inbreeding. The realized selection response over 10 years was 24% — 27% lower than the expected selection response calculated by means of index theory. The main reasons are the 11% — 13% lower accuracy of predicted breeding values and the 12% — 14% lower additive genetic variance due to selection. Different selection strategies have a higher influence on the gain in single traits and their relative ratio to each other than in overall economic merit. Additionally, the strategy with the highest overall economic merit did not show the highest rate of genetic gain in both traits. Selection strategies stabilizing the variance of family size are recommended when selection takes place by using an animal model. Zusammenfassung Einfluß von verschiedenen Selektionsstrategien auf Selektionserfolg und Inzucht bei Anwendung des Tiermodells in einer geschlossenen Schweine‐Nukleusherde Der Einfluß von verschiedenen Selektionsstrategien auf den Selektionserfolg, die Genauigkeit der Zuchtwertschätzung, die additiv genetische Varianz, das Generationsintervall und die Inzuchtrate wurde in einer Monte Carlo Simulation untersucht. In der Studie wurde eine geschlossene Schweine‐Nucleusherde eines Zuchtunternehmens über 10 Jahre simuliert, in der die Zuchtwertschätzung nach dem Tiermodell erfolgte. Der Vergleich der Selektionsstrategien umfaßte die sequentielle Merzung und die Einsatzdauer bzw. altersorientierte Merzung von Ebern und Sauen. Die Ergebnisse der Simulation zeigen, daß bei Anwendung von sequentieller Merzung in der Eberpopulation der Selektionserfolg im kumulativen monetären Gesamtzuchtwert, im Vergleich zu einer ausschließlich auf Einsatzdauer orientierten Selektion der Eber, nur um 1% anstieg. Die sequentielle Merzung von Sauen verminderte den kumulativen monetären Gesamtzuchtwert um 1% im Vergleich zu der Selektionsstrategie der altersorientierten Merzung von Sauen innerhalb 3 Würfe. Bei Anwendung von sequentieller Merzung von Sauen stieg die Inzuchtrate um 17% im Vergleich zur Selektionsmethode der altersorientierten Merzung der Sauen. Wurde sequentielle Merzung in beiden Geschlechtern durchgeführt und die maximale Einsatzdauer der Eber auf 12 Monate ausgedehnt, erhöhte sich die Inzuchtrate um 47% im Vergleich zu einer Einsatzdauer orientierten Merzung der Eber und altersorientierten Merzung der Sauen. Die Ursache für den geringeren Anstieg des kumulativen Selektionserfolgs und die höhere Inzuchtrate liegt vorwiegend in der höheren Varianz der Familiengröße. Infolgedessen ist die Selektionsintensität und die effektive Populationsgröße vermindert. Als optimale Altersstruktur der Sauen bei Anwendung von sequentieller Merzung resultierte 62% erster, 27% zweiter, 9% dritter und 2% vierter Würfe. Jedoch zeigte die Selektionsstrategie der altersorientierten Merzung der Sauen mit 58% erster, 28% zweiter und 14% dritter Würfe einen höheren Selektionserfolg und geringere Inzucht. Sequentielle Merzung von Sauen und sequentielle Merzung von Ebern mit einer maximalen Einsatzdauer von 12 Monaten bewirkte eine höhere Reduktion der additiv genetischen Varianz. Die Ursache für die höhere Reduktion liegt insbesondere in der höheren Inzucht. Der realisierte Selektionserfolg über 10 Jahre ist 24% bis 27% geringer als der aufgrund der Indextheorie geschätzte Selektionserfolg. Die Gründe liegen in einer 11% — 13% geringeren Genauigkeit der Zuchtwertschätzung und in einer 12% — 14% geringeren additiv genetischen Varianz infolge von Selektion. Es zeigte sich, daß zwischen Selektionsstrategien die Unterschiede in den Selektionserfolgen der Einzelmerkmale höher waren als in dem monetären Gesamtzuchtwert. Außerdem zeigte die Selektionsstrategie mit dem höchsten monetären Gesamtzuchtwert nicht den höchsten Selektionserfolg in beiden Merkmalen. Selektionsstrategien, die die Varianz der Familiengröße stabilisieren, werden empfohlen, vor allem wenn die Selektion auf den Zuchtwerten des Tiermodells beruht.