Bilag til Tema C Testdagsmodel for ydelse Testdagsmodel for ydelse Resultater fra testkørsler for Jersey v/jørn Pedersen og Jette Halkjær Jakobsen, Afdeling for Avlssystemer, Dansk Kvæg samt Per Madsen, Danmarks JordbrugsForskning Indledning Gennem det sidste års tid er der arbejdet med udviklingen af en dansk testdagsmodel, og følgende opgaver er stort set afsluttet: Indsamling og bearbejdning af datagrundlaget Beregning af de genetiske parametre Udvikling af Edb-programmer. I øjeblikket bliver der arbejdet på følgende opgaver: Edb-programmer, test og afprøvning af computersystemer Test af modeller til avlsværdivurdering for Jersey og RDM, baseret på: o Danske erfaringer o Nordiske erfaringer (finske) o Hollandske, tyske og canadiske erfaringer Metoder til validering, dvs. til analyser og sammenligning af modeller. S:\WP8\Info-møde 16. maj 22\72ems JOP Testdagsmodel for ydelse Infomøde 1652.doc I dette bilag beskrives arbejdet med indsamling og bearbejdningen af datagrundlaget samt resultaterne fra de første testkørsler med Jersey. Da modellerne til avlsværdivurdering langt fra er færdigudviklede, kan de resultater, som bliver præsenteret, på nogle punkter afvige en del fra de endelige resultater. Datagrundlag Data som ikke indgår i laktationsmodellen En af fordelene ved testdagsmodellen er, at modellen kan beskrive data bedre end laktationsmodellen. Det medfører, at vi ikke skal kasserer så mange data som i en laktationsmodel. I en testdagsmodel indgår følgende data, som ikke var inkluderet i laktationsmodellen: Kontrolleringer fra køer, der var mindre end 45 dage fra kælvningen, data fra køer med mindre end to kontrolleringer samt sidste kontrollering før afgang. Disse ydelsesdata indgår ikke i laktationsmodellen, fordi de er årsag til, at de forlængede laktationsydelser bliver meget usikre. I en testdagsmodel vil effekten fra disse enkelte kontroldage være meget mindre markant, og de er lettere at indarbejde korrekt. Kontrolleringer efter en flytning til ny besætning. I en laktationsmodel kan der ikke blive beregnet to besætningseffekter pr. laktation. Derfor er det ikke muligt at medtage data fra to forskellige besætninger, og der indgår kun data fra den første besætning, hvor koen har haft ydelse.
Kontrolleringer efter 35 dage. I testdagsmodellen indgår der data efter 35 dage for at kunne fastlægge laktationskurvens form mere nøjagtigt i slutningen af 35-dagesperioden. Det forhindrer ikke, at vi forsat skal offentliggøre avlsværdital for 35-dagesydelser. Uændrede regler Nogle editeringsregler fra laktationsmodellen bliver videreført uændret Kun data fra 1.- 3. laktation indgår, dvs. 4. og senere laktationer bliver udeladt. Det vil eventuelt blive undersøgt, om det vil være muligt at inddrage 4.og senere laktationer i beregningerne Data efter stop af donorko bliver udeladt (kun i den pågældende laktation) Data efter abort indgår ikke Data med åbenbare fejl indgår ikke. Data som ikke indgår i testdagsmodellen Indtil indførsel af den nye database i 1999 blev der på LEC kun opbevaret oplysninger fra de seneste 13 enkeltkontrolleringer. Dansk Kvæg har dog indsamlet oplysningerne fra en længere periode til brug i specielle analyser, og det er lykkedes at opbygge et næsten fuldstændigt datasæt med enkeltkontrolleringer tilbage til 199. Der eksisterer ældre data, men før 199 er datasættet ikke fuldstændigt og landsdækkende. Derfor har vi valgt at anvende følgende data i testdagsmodellen: Enkeltkontrolleringer fra laktationer, der er påbegyndt efter den 1.1.199. Denne tidsmæssige afgrænsning svarer nogenlunde til den, som er anvendt i de andre lande, som anvender testdagsmodeller. De ældre laktationsdata, som derved bliver udeladt, behandles forskelligt: Canada: Gamle laktationsdata indregnes med en simpel selektionsindeks-metode Finland, Tyskland og Holland anvender ikke gamle laktationsdata. I Danmark er det planen, at de gamle laktationsdata skal indregnes, men at vi vil anvende en bedre metode end den canadiske (Trine Villumsens indlæg) Tabel 1. Antal enkeltkontrolleringer 199-21 Antal Laktationer Antal kontrolleringer RDM 663.462 5.641.327 SDM 4.43.329 34.921.22 Jersey 76.88 6.388.576 DRK 57.66 472.579 I alt (editerede data) 5.525.25 47.423.72 Ialt(alle) - 77.838.829 I tabel 1 findes en oversigt over antallet af enkeltkontrolleringer i den danske testdagsmodel. I alt har vi 77 mill. enkeltkontrolleringer i perioden 199-21. Heraf bliver kun 47 mill anvendt. Langt de fleste af de udeladte enkeltkontrolleringer tilhører 4. og senere laktationer. Andre store grupper 2
af udeladte data omfatter kontrolleringer efter dag 365 samt i denne opgørelse også alle data fra krydsningskøer og køer af ukendt race. Effekter i testdagsmodellen Testdagsmodellen skal beskrive de forhold, der kan påvirke ydelsen på den enkelte kontroldag. Den model, som indtil nu er analyseret, er en multi-trait model, hvor hver laktation bliver anset for at være een egenskab. Indtil nu er der kun analyseret en egenskab, nemlig proteinydelse hos Jersey, men det er hensigten, at den danske testdagsmodel skal være en multi-trait -model også for mælk-, fedt og proteinydelse I en testdagsmodel indgår der systematiske miljøeffekter og tilfældige effekter, som både er miljømæssige og genetiske effekter. Systematiske miljøeffekter I de modeller, som hidtil er blevet analyseret, indgår der følgende systematiske miljøeffekter pr laktation: Uændrede fra laktationsmodellen: Forudsætning: Påvirker ydelsesniveau ens gennem hele laktationen Kælvningsår x Kælvningsmåned Kælvingsalder x Tidsperiode Foregående Kælvningsinterval x Tidsperiode Nye eller ændrede systematiske miljøeffekter effekter i testdagsmodellen: Besætning x kontroldag Drægtighedsdage x Tidsperiode Heterosis(xLkt.-afsnit?) Laktationskurve x Klv-år x Klv-mnd x K-alder BesætningxTidxLkt-afsnit Tilfældige effekter Genetiske effekter For tilfældig genetiske effekter vedrørende dyr pr. laktation er der indtil nu anvendt en 3- parameterkurve. Denne model vil sandsynligvis blive udbygget med yderligere en parameter. For hvert dyr (laktation) er den genetiske effekt beskrevet af følgende formel (a, b og c er beregningsmodellens avlsværdier, malkedage er sat i anførselstegn, fordi malkedage er transformeret til en værdi mellem 1 og +1): a + b * malkedage 1 + c * malkedage 2 3
Permanent miljø For de tilfældig miljøeffekter, som påvirker alle enkeltkontrolleringer i en laktation (i større eller mindre grad), er der anvendt en 4-parameterkurve. Denne effekt kaldes permanent miljø inden for laktation. For hvert dyr (laktation) er den permanente effekt beskrevet af følgende formel (d, e, f og g er beregningsmodellens permanente værdier, malkedage er sat i anførselstegn, fordi malkedage er transformeret til en værdi mellem 1 og +1): d + e * malkedage 1 + f * malkedage 2 + g * malkedage 3 Tilfældigt miljø Endelig indgår der i modellen en tilfældig miljøeffekt på den enkelte kontrollering, som er helt uafhængig af alt andet. Resultater Da modellerne til avlsværdivurdering langt fra er færdigudviklede, kan de resultater, som bliver præsenteret, på nogle punkter være meget afvigende fra de endelige resultater, og beskrivelsen er meget kortfattet. Der er vedlagt et sæt af figurer, der beskriver nogle af resultaterne Systematiske miljøeffekter Kælvningsår, -måned, - alder og foregående kælvningsinterval Effekten af kælvningsår, kælvningsmåned, kælvningsalder og foregående kælvningsinterval er af samme størrelsesorden som i laktationsmodellen (figur 2 og 3) Drægtighedsdage Det fremgår af figur 4, at drægtighed ikke har virkning på dagsydelsen i de første 15 dage af drægtigheden, men gennem de næste 1 dage vil drægtighed reducere den daglige proteinydelse med op til 1 g. Det svarer til 2,5-3, kg Jerseymælk. Det skal undersøges, om denne virkning er konstant over hele laktationen. Heterosis Effekt af heterosis i 4 afsnit af laktationen er vist i figur 5. Det fremgår, at heterosis tilsyneladende er størst hen i mod midten af laktationen og eventuelt i slutningen af laktationen. Denne sammenhæng med laktationsstadium skal undersøges meget mere indgående. Laktationskurven I det oplæg, der er udarbejdet for testdagsmodellen, er det forudsat, at der indgår følgende effekter i modellen: En generel laktationskurve (pr. kælvningssæson, kælvningsalder, år eller tidsperiode) En laktationskurve pr. besætning. 4
Den generelle laktationskurve kan beskrives af enten gennemsnitsydelse pr. dag i laktationen eller af en matematisk funktion der beskriver kurveforløbet. I de modeller, som hidtil er blevet analyseret, er det netop denne del af modellen, som har været i fokus. Der har været arbejdet med begge metoder til beskrivelse af laktationskurven. I figur 6 er det vist, hvorledes laktationskurverne ser ud, når de bliver beskrevet af en matematisk funktion. Analyserne er ikke afsluttet på nuværende tidspunkt. Avlsværdier Avlsværdier for 35-dagesydelserne er beregnet ud fra løsninger fra Edb-programmet (a-, b- og c- værdierne) AV35 = sum af (a + b * malkedag + c * malkedag 2 ), hvor malkedage går fra 1 til 35 Avlsmæssig fremgang Ud fra disse resultater er der beregnet genetisk fremgang for 35-dages ydelser. Resultatet er vist i figur 7 sammen med resultater fra 2 laktationsmodeller. Der fremgår her, at den avlsmæssige fremgang beregnet i testdagsmodellen er lidt større end beregnet i laktationsmodellen. Vi har i dag ikke nogen forklaring på denne forskel. Korrelationer med nuværende resultater Korrelationerne med avlsværdital beregnet i den nuværende laktationsmodel er for alle de modeller, som hidtil er blevet analyseret: Køer med ydelse:,89 -,91 Tyre med afkom:,91 -,93 (alle tyre). Ved overgangen til Animal Model fra DOA var korrelationen for køer med ydelse ca.,8 og for kvægavlsforeningsejede tyre ca..92. Forskellen til den nuværende laktationsmodel skyldes dels testdagsmodellen, men også forskel i datagrundlaget. Den nuværende laktationsmodel anvender 2 år ydelsesdata, mens TD-modellen kun anvender 11 års data Genetisk fremgang i dagsydelser Figur 8 og 9 viser den avlsmæssige fremgang i dagsydelser. Det ses, at fremgangen har været størst i midten af laktationen, hvor heritabiliteten også er størst. Resultaterne i figur 8 og 9 stemmer godt overens med tilsvarende resultater fra Finland og Holland. Eksempel på avlsværdi for dagsydelse for enkelte tyre Figur 1 viser avlsværdital for dagsydelse for 3 Jerseystyre. Det fremgår, at der er forskel på, hvordan den ydelsesmæssige overlegenhed fremkommer hen over laktationen hos de tre tyre. De 3 tyre er ikke specielt udvalgt, og derfor afspejler de ikke på nogen måde den variation, der eventuelt kan findes. 5
Testdagmodel og nordisk samarbejde om evaluering Samtidigt med udviklingen af den danske testdagsmodel sker der også udvikling af den fællesnordiske avlsværdivurdering for ydelse. Udviklingen af den nordiske evaluering af ydelsesegenskaberne bliver foretaget i et samarbejde mellem Finland og Danmark. (Samarbejdspartnerne er MTT og FABA i Finland, DJF og Dansk Kvæg i Danmark). Der er udarbejdet en fælles plan for den fortsatte udvikling vedrørende: Samtidig evaluering af laktationsydelser og testdagsydelser (Blending, Trine Villumsens indlæg). Dette vil være nødvendigt fordi: o Danske data fra før 199 skal indgå i evalueringen o Udenlandsk information skal indgå i evalueringen o Svenske og norske data skal indgå i den fællesnordisk evaluering Reduktion af evalueringsmodellen (reduced rank modeller) ved at udnytte, at der er høje korrelationer mellem laktationer og mellem mælke-, fedt- og proteinydelse. Det er en teknisk nødvendighed for at reducere beregningsomfanget Heterogen varians, som følge af ydelsesudvikling over tid, laktationsforskelle og forskelle mellem besætninger samt ydelsesudvikling inden for en laktation Udvikling og samordning af Edb-programmer. Derudover omfatter det nordiske samarbejdsprojekt også følgende opgaver: Procedurer vedrørende dataudveksling Samordning vedrørende genetiske parametre Samordning vedrørende beregningsmodellen Procedurer til analyse og sammenligning af modeller. Testdagmodeller i andre lande Følgende lande anvender nu testdagsmodelleller til officiel avlsværdivurdering: Canada Tyskland (ny model til test hos INTERBULL) Finland Schweiz (tysk model) Holland. Afslutning Arbejdet med testdagsmodellen er inde i den fase, hvor udformningen af den praktiske evalueringsmodel bliver foretaget. Der er stadig mange teoretiske og beregningstekniske problemer, der skal løses. Denne del af udviklingen foregår i et tæt samarbejde med DJF, MTT samt FABA i Finland Det er forsat planen, at testdagsmodellen skal være klar til afprøvning hos INTERBULL i foråret 23. Om alt går vel, vil denne test være sammenfaldende med en test af den fællesnordiske evalueringsmodel, således at det bliver en Nordisk testdagmodel, der vil blive præsenteret til næste år. 6
Figur 1. Laktaktionskurve for proteinydelse hos Jersey: jan-mar 1998 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 Dag Prt. 1. Lakt. Prt. 2. Lakt. Prt. 3. Lakt. Figur 2. Effekt af kælvningsalder på daglig proteinydelse, Jersey, 1996-21 14 12 1 8 6 4 2-2 -4 1 2 3 4 5 6 7 Kælvningsalder i måneder 3. Lakt 2. Lakt 1. Lakt 7
Figur 3. Effekt af foregående kælvningsinterval på daglig proteinydelse, Jersey, 1996-21 12 1 8 6 4 2. Lakt 3. Lakt 2 3 35 4 45 5 55 Foregående kælvningsinterval, dage Figur 4. Effekt af drægtighedsdage hos Jersey 1996-21 14 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 5 1 15 2 25 3 Drægtighedsdage 1. Lakt 2. Lakt 3. Lakt 8
Figur 5. Heterosis hos Jersey i Testdagsmodellen 45 4 35 3 25 2 15 DJ x NZJ1 DJ x USJ1 DJ x NZJ2 DJ x USJ2 DJ x NZJ3 DJ x USJ3 1 5 5 1 15 2 25 3 35 Dag Figur 6. Generel laktationskurve: Feb 1998 TD-model (version3) 3 25 2 15 1 5-5 -1-15 5 1 15 2 25 3 35 4 DIM day 1. Lact 2. Lact 3. Lact 9
3 25 Figur 7. Genetisk for Jerseytyre 1. lakt. 35-dagesydelse i 3 modeller Base: Jerseykøer født i 199; Data 199-21 TD-model 2 Kg protein 15 1 5-5 -1 Laktmodel(MT) Laktmodel(RP) -15 1982 1984 1986 1988 199 1992 1994 1996 1998 Fødselsesår Figur 8. Fremgang i daglig proteinydelse hos køer (1. Lakt) Base: daglig ydelse hos køer 199 9 7 5 3 C9 EBV C93-EBV C96 EBV C99 EBV 1-1 5 1 15 2 25 3 35 4 Dag 1
1, Figur 9. Avlsværdital for daglig proteinydelse for 3 tyreårgange Base: Daglig ydelse hos køer 199 8, 6, 4, 2,, -2, AV1 1985 AV2 1985 AV3 1985 AV1 199 AV2 199 AV3 199 AV1 1995 AV2 1995 AV3 1995-4, -6, 5 1 15 2 25 3 35 4 Dag 25 Figur 1. Avlsværdital for daglig proteinydelse hos 3 tyre (1., 2., 3. Lakt.) Base: Daglig ydelse hos køer født 199 2 15 1 5 AV1 T1 AV2 T1 AV3 T1 AV1 T2 AV2 T2 AV3 T2 AV1 T3 AV2 T3 AV3 T3 5 1 15 2 25 3 35 4 Dag 11