Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft LfL, Institut für Tierzucht Emmerling, R.; Edel, C. Experiences with 5 years of genomic selection in Germany and Austria in the InterGenomics framework Erfahrungen aus 5 Jahren GS in Deutschland und Österreich im InterGenomics Verbund

Institut für Tierzucht 5 years of Genomics in DE-AT ●InterGenomics framework Zusammenarbeit im Projekt InterGenomics ●Experiences in national infrastructure Erfahrungen im nationalen Zuchtwertschätzsystem ●Impacts on the BSW population DE & AT Einflüße von Genomics auf die Braunviehpopulation in DE & AT ●Validation of genomic breeding values Validierung von genomischen Zuchtwerten 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 2

Institut für Tierzucht InterGenomics Framework ●  Initiated by European Brown Swiss organizations Initiiert von europäischen Brown Swiss Organisationen  Conducted at the Interbull Center, Uppsala Durchgeführt am Interbull Center in Uppsala  Currently 8 countries Aktuell 8 Teilnehmerländer ●Milestones  International genomic evaluation based on MACE ebv‘s introduced in 2011 Internationale genomische Zuchtwertschätzung basiert auf MACE Zuchtwerten seit 2011  Exchange of genotypes between partners Austausch von Genotypen zwischen Partnern 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 3

Institut für Tierzucht InterGenomics Framework ● nowadays:  Genomic evaluation on country scales 3 times a year –directly used in Italy and Slovenia Genomische Zuchtwertschätzung auf Länderbasis 3x/Jahr, direkt genutzt in Italien und Slowenien  Exchange platform for InterGenomics partners –genotypes of animals older than 9 month –pedigree information for those animals –information on AI status Austauschplattform für Genotypen von Tieren älter als 9 Monate, inkl. Informationen zu Pedigree und KB-Status 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 4

Institut für Tierzucht InterGenomics Framework ● nowadays:  Genomic evaluation on country scales 3 times a year –directly used in Italy and Slovenia Genomische Zuchtwertschätzung auf Länderbasis 3x/Jahr, direkt genutzt in Italien und Slowenien  Exchange platform for InterGenomics partners  National genomic evaluations could use same genotype pool as InterGenomics –Young foreign AI bulls get compareable genomic ebv‘s everywere –However, many different SNP-Chip types do hamper utilization Nationale genomische ZWS-Verfahren können gleichen Genotypenpool verwenden;  Vergleichbare genomische Zuchtwerte überall möglich  Viele verschiedene SNP-Chip Typen erschweren die Anwendung in nationalen Verfahren 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 5

Institut für Tierzucht National Infrastructure Experiences from the first 5 years ●DNA samples –Starting with semen and blood samples in 2011 –Nowadays: over 85 percent ear tissues DNA Proben: anfänglich Sperma- und Blutproben in 2011; Aktuell werden über 85 Prozent Ohrstanzproben eingesendet 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 6

Institut für Tierzucht National Infrastructure Experiences from the first 5 years ●Chip technology:  Starting with standard 50k SNP-panel  Since 2015: Custom Chip for DE + AT »Jointly for Braunvieh and Fleckvieh »Based on 50k SNP-panel »Additionally markers for » Genetic diseases, mutations » Polled status and kappa casein Chip Technologie: 50k SNP-Bead Chip (Illumina); seit 2015 Custom Chip für DE & AT basierend auf Standard Chip mit zusätzlichen Markern für genetische Defekte, Hornlosigkeit und Kappa Kasein 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling : 200 Euro … 2016: 83 Euro Overall Costs

Institut für Tierzucht National Infrastructure Experiences from the first 5 years ●Chip technology:  Starting with standard 50k SNP-panel  Since 2015: Custom Chip for DE + AT »Jointly for Braunvieh and Fleckvieh »Based on 50k SNP-panel »Additionally markers for » Genetic diseases, mutations » Polled status and kappa casein ●Processing time  Starting with 5-6 weeks processing time  Nowadays: 4-5 weeks from samples to genomic ebv‘s Verkürzung der Durchführungszeit ab Probeneinsendung: von 5-6 auf 4-5 Wochen 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling : 200 Euro … 2016: 83 Euro Overall Costs

Institut für Tierzucht National Infrastructure ●Size of calibration group (Dec. 2015)  based on genotyped AI bulls in genotype pool DE-AT Größe Lernstichprobe: aktuell KB-Bullen im Genotypenpool DE-AT; Abhängigkeit vom Merkmal!  Actual size is trait dependent Examples: 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 9 trait calibration December 2015 Milchwert milk index Zellzahl scs Persistenz persistency Nutzungsdauer longevity Euter overall udder National restricted traits - Examples: persistency stillbirth beef traits national confor- mation traits health traits Nationale Merkmale: Persistenz, Totgeburtenrate, Fleischmerkmale, nationale Exterieurmerkmale, Gesundheitsmerkmale

Institut für Tierzucht National Infrastructure ●Size of calibration group (Dec. 2015)  based on genotyped AI bulls in genotype pool DE-AT Größe Lernstichprobe: aktuell KB-Bullen im Genotypenpool DE-AT ; Abhängigkeit vom Merkmal!  Actual size is trait dependent Examples: 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 10 trait calibration December 2015 Milchwert milk index Zellzahl scs Persistenz persistency Nutzungsdauer longevity Euter overall udder calibration December  2011

Institut für Tierzucht National Infrastructure ●Size of calibration group (Dec. 2015)  based on genotyped AI bulls in genotype pool DE-AT Größe Lernstichprobe: aktuell KB-Bullen im Genotypenpool DE-AT  Actual size is trait dependent Examples: 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 11 trait calibration December 2015 Milchwert milk index Zellzahl scs Persistenz persistency Nutzungsdauer longevity Euter overall udder DE-AT calibration protein – origin of bulls – – Herkunft der Bullen –

Institut für Tierzucht Impacts on the BSW population ●Trends Entwicklungen :  number of candidates Anzahl Kandidaten  number of selected AI bulls Anzahl selektiert in KB  genetic trends in AI bulls Genetische Trends KB  Proportion of genomic young Anteil genomischer Jungvererber in KB sire inseminations 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 12

Institut für Tierzucht Impacts on the BSW population DE & AT ●Trends:  number of candidates Anzahl Kandidaten 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 13

Institut für Tierzucht Impacts on the BSW population DE & AT ●Trends:  number of selected AI bulls Anzahl selektiert in KB 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling : Ø 138 AI-bulls/year : Ø 84 AI-bulls/year

Institut für Tierzucht Impacts on the BSW population DE & AT ●Trends:  genetic trends in AI bulls Genetische Trends KB 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 15

Institut für Tierzucht Impacts on the BSW population DE & AT ●Trends:  Proportion of genomic young Anteil genomischer Jungvererber in KB sire inseminations 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 16

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●Strategy of Validation = Comparison of genomic breeding values with daughter based breeding values Prinzip Validierung: Vergleich von genomischen Zuchtwerten mit töchterbasierten Zuchtwerten ●What has been done?  Interbull validation test: Validation of applied methods Interbull Validierungstest: Validierung der angewendeten Methoden  Validation statistics on a very regular basis –nationally done after each recalibration national: zahlreiche Auswertungen nach jedem Kalibrierungslauf –some variation in results depending on subset of bulls Ergebnisse sind abhängig von betrachteten Bullengruppen –most essential is the comparison: expected  observed entscheidend sind die Vergleiche zwischen erwarteten  beobachtete Ergebnissen 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 17

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●Most frequent question: Am Häufigsten gestellte Frage? What happens to genomic TOP bulls? Wie verhalten sich genomische TOP-Bullen, wenn Töchterinformationen auflaufen?  Example: Protein (kg) 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 18

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●Most frequent question: Am Häufigsten gestellte Frage? What happens to genomic TOP bulls? Wie verhalten sich genomische TOP-Bullen, wenn Töchterinformationen auflaufen?  Example: Overall Udder Score 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 19

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●Most frequent question: What happens to genomic TOP bulls? Wie verhalten sich genomische TOP-Bullen, wenn Töchterinformationen auflaufen? ●From a scientific point of view… Aus wissenschaftlicher Sicht …  Methods for single traits are optimized to result in unbiased estimates Methoden für Einzelmerkmale sind optimiert hinsichtlich unverzerrter Schätzwerte 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 20

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●Most frequent question: What happens to genomic TOP bulls? Wie verhalten sich genomische TOP-Bullen, wenn Töchterinformationen auflaufen? ●From a scientific point of view… Aus wissenschaftlicher Sicht …  Methodology to combine traits in indices (e.g. total merit, milk, fitness or longevity index) has to be optimised for situation with low reliabilities –Update in DE-AT has been done in April 2016 Methode zur Kombination von Einzelmerkmalen in Indexmerkmale (z.B. Gesamtzuchtwert, Milchwert, Fitnesswert oder Nutzungsdauer Index) muss optimiert werden für Tiere mit niedrigen Zuchtwertsicherheiten –Anpassung in der Zuchtwertschätzung April th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 21

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●A practical perspective: What has happened to genomic bulls used in mating? Wie haben sich die Zuchtwerte von angepaarten genomischen Bullen verändert? 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 22

Institut für Tierzucht Validation of genomic breeding values ●A practical perspective: What has happened to genomic bulls used in mating? Example: matings in Bavaria  averaged TMI of mated bulls (ebv Dec.2015) Anpaarungen Bayern: durchschnittl.  genomic  progeny tested at time of mating Gesamtzuchtwert (ZWS Dez. 2015) 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 23

Institut für Tierzucht Summary ●Genomic Selection already has a large impact on breeding work Genomische Selektion hat bereits einen großen Einfluss auf die Zuchtarbeit ●Genomic EBVs do “behave” as expected Genomische Zuchtwerte “verhalten” sich wie erwartet ●However, expectations vary: Scientists  Organisations  Breeders Jedoch unterschieden sich die Erwartungen von Wissenschaftlern, Organisationen und Züchtern 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 24

Institut für Tierzucht Summary ●Most important message of the first years of application: Lower reliability of young genomic bulls has to be compensated by choosing  a broader sample of mated bulls  in a more balanced way Wichtigste Nachricht in den ersten Jahren der Anwendung von GS: Niedrigere Sicherheit von genomischen Jungvererbern muss kompensiert werden mit:  einer größeren Anzahl von angepaarten Bullen,  die möglichst gleichmäßig eingesetzt werden sollen 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling 25

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft Thank you for your attention Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 26 10th World Congress Mende 2016, Dr. Reiner Emmerling Acknowledgement Danksagung