Quantitative genetic analyses for dairy cow behavior traits and traits reflecting human-animal-technic interactions

Abstract

The aim of the present study was to carry out a quantitative genetic analysis for traits reflecting dairy cow behavior, as well as for traits reflecting animal-technic and human- animal interactions. In the first research study (Chapter 3), (co)variance components were estimated on the basis of already recorded traits from routine performance testing and voluntary cow traffic. The focus of the analysis was on average milk flow (AMF), since this trait partly reflects the human-animal-relationship in the milking parlor and also stress responses at a hormonal level. Due to the moderate heritabilities, we propose to systematically integrate the AMF trait into total breeding values for dairy cattle and to specific select towards AMF. Based on antagonistic relationships between AMF and milk content, as well as between AMF and udder health, no trait maximization, but a trait optimization with an intermediate optimum for this trait would be desirable. In a second scientific study (Chapter 4), the impact of the milking technique on the individual animal and the reaction of the animal on the technique were investigated. With the use of objectively recorded and longitudinal data from automatic milking systems (AMS), auxiliary traits that reflect animal behavior in the milking system were defined, free from subjective impressions of classifiers. On grounds of the results of this study, there is an apparent possibility to breed cows for AMS systems based on AMS data, though it is imperative to have further validation based on larger datasets.In Chapter 5, genetic (co)variance components were estimated for behavioral traits intended to assess dairy cow´s responsiveness towards humans. A moderate heritability was estimated for the avoidance distance (AD). The positive estimated breeding value (EBV) correlation between AD and SCS reinforced the concept that breeding towards less fearful animals would have a positive impact on the animals´ health. Although behavior traits depend, to a large extent, on the environment and management factors, the genetic component seems to play an important role. These results support the idea of including behavior traits that reflect the human-animal-relationship into breeding strategies.A general discussion about the results and the applied statistical models from the previous chapters are given in Chapter 6. Additionally, some concerns and outlooks regarding behavior traits and traits reflecting human-animal-interactions and their inclusion in animal breeding strategies are discussed. Das Ziel der Arbeit bestand darin, quantitativ-genetische Analysen durchzuführen. Diese Analysen bezogen sich auf Merkmale, die das Milchkuhverhalten sowie die Tier-Technik und Mensch-Tier Interaktionen wiederspiegeln. In Kapitel 3 wurden (Ko)varianzkomponenten auf Basis bereits erfasster Merkmale der routinemäßigen Leistungsprüfung und des freiwilligen Kuhverkehrs geschätzt. Der Fokus der Analysen richtete sich auf das Merkmal durchschnittliches Minutengemelk (DMG), da dies z. T. direkt die Mensch-Tier-Beziehung im Melkstand und Stressreaktionen auf hormonaler Ebene reflektiert. Aufgrund der moderaten Erblichkeiten wird vorgeschlagen, das Merkmal DMG in die Gesamtzuchtwerte beim Milchrind systematisch zu integrieren und zielgerichtet auf DMG zu selektieren. Aufgrund antagonistischer Beziehungen zwischen DMG und Gehaltsmerkmalen der Milch sowie zwischen DMG und Merkmalen der Eutergesundheit ist keine Merkmalsmaximierung, sondern eine Merkmalsoptimierung im Sinne eines intermediären Optimums anzustreben. In einer zweiten wissenschaftlichen Studie (Kapitel 4) wurde die Auswirkung der Melktechnik auf das einzelne Tier und die Reaktion der Tiere auf die Technik untersucht. Mit Hilfe von objektiv gemessenen longitudinalen Daten aus automatischen Melksystemen (AMS) wurden Hilfsmerkmale definiert, die das Verhalten der Tiere frei von subjektiven Eindrücken von Klassifikatoren, wiederspiegeln. Basierend auf die Ergebnisse dieser Untersuchung, besteht die Möglichkeit Kühe zu selektieren die für AMS geeignet sind. Dennoch schlagen wir weitere Untersuchungen mit einem größeren Datensatz vor, um die Ergebnisse der vorliegenden Pilotstudie zu validieren. In Kapitel 5 wurden genetische (Ko)varianzkomponenten für Verhaltensmerkmale, die Rückschlüsse auf die Reaktivität der Tiere gegenüber dem Menschen zulassen geschätzt. Eine moderate Erblichkeit wurde für das Merkmal Ausweichdistanz geschätzt. Die positive EBV-Korrelation zwischen AD und SCS bestärkt das Konzept, dass die Züchtung in Richtung weniger ängstlicher Tiere einen positiven Einfluss auf die Gesundheit der Tiere haben kann. Obwohl Verhaltensmerkmale in hohem Maße von den Umwelt- und Managementfaktoren abhängen, scheint die genetische Komponente eine wichtige Rolle zu spielen. Diese Ergebnisse unterstützen die Idee Verhaltensmerkmale, die die Beziehung zwischen Mensch und Tier widerspiegeln, in Zuchtstrategien zu integrieren.Eine allgemeine Diskussion über die Ergebnisse und die angewandten statistischen Modelle aus den vorangegangenen Kapiteln wird in Kapitel 6 gegeben. Außerdem werden hier einige Bedenken und Ausblicke in Bezug auf Verhaltensmerkmale und Merkmale, die Mensch-Tier-Interaktionen widerspiegeln, und deren mögliche Einbeziehung in Tierzuchtstrategien, diskutiert.