Forschungsarbeiten von Topigs Norsvin zeigen, dass die Proteinverdaulichkeit erblich ist. Damit kommt die Proteinverdaulichkeit als neues Merkmal für das Zuchtprogramm infrage. Neue Ergebnisse bestätigen, dass sich das Merkmal auch in großen Populationen unter Praxisbedingungen erfassen lässt.
Von Kristine Hov Martinsen, PhD, und Rob Bergsma, PhD, beide in der Forschung bei Topigs Norsvin tätig
Proteinverdaulichkeit als neues Selektionsmerkmal
Gemeinsam mit mehreren wissenschaftlichen Partnern hat Topigs Norsvin die Proteinverdaulichkeit als vielversprechendes neues Zuchtmerkmal identifiziert. Sie gibt Aufschluss darüber, wie gut ein Schwein Futterprotein verdaut und dessen Bestandteile verstoffwechseln kann. So lässt sich die Nährstoffeffizienz gezielt züchterisch verbessern.
Wie gut ein Schwein das Protein im Futter verdaut, lässt sich anhand der Futterzusammensetzung und der Nährstoffgehalte im Kot schätzen. Mit der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) können Kotproben schnell und kostengünstig analysiert werden. Das macht die Methode auch für große Zuchtprogramme praktikabel.
Studien zeigen, dass die Proteinverdaulichkeit erblich ist. Je nach Untersuchung lassen sich 20 bis 55 % der beobachteten Unterschiede zwischen den Tieren auf genetische Faktoren zurückführen. Das spricht dafür, dass sich die Proteinverdaulichkeit durch genomische Selektion gezielt verbessern lässt.
Proteinverdaulichkeit in großen Beständen erfassen
Lässt sich die Proteinverdaulichkeit auch mit frischen Kotproben zuverlässig schätzen? Das untersuchte Topigs Norsvin gemeinsam mit der University of Manitoba an mehr als 300 Large-White-Schweinen. Die Analyse mittels Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) war bei frischen Proben etwas weniger genau als bei getrockneten. Dennoch ließen sich genetische Unterschiede zwischen den Tieren erfassen. Auch die geschätzte Erblichkeit der Proteinverdaulichkeit blieb mit frischen Proben hoch.
Für Betriebe und Prüfstationen hat das einen praktischen Vorteil. Sie können die Kotproben frisch analysieren lassen und sparen damit Zeit und Kosten für die Trocknung. So lässt sich die Proteinverdaulichkeit bei großen Tierzahlen mit ausreichender Genauigkeit für das Zuchtprogramm erfassen.
| Vergleich der Analyseverfahren | Frische Proben | Getrocknete Proben | Chemische Analyse |
|---|---|---|---|
| Korrelation mit den Ergebnissen der chemischen Analyse | 0,76 | 0,86 | – |
| Geschätzte Heritabilität (h²) | 0,33 | 0,25 | 0,45 |
Futterprotein ist eine der wichtigsten Stickstoffquellen. Proteine bestehen aus Aminosäuren. Bei der Verdauung werden die Proteine in ihre Bausteine zerlegt. Die Aminosäuren werden aus dem Darm aufgenommen und stehen dem Tier unter anderem für Wachstum und Muskelbildung zur Verfügung. Das Tier nutzt aber nicht das gesamte Futterprotein. Unverdaute Proteinbestandteile werden mit dem Kot wieder ausgeschieden. Überschüssigen Stickstoff, den das Tier bereits aufgenommen hat, scheidet es mit dem Harn aus, vor allem in Form von Harnstoff. Ein erheblicher Teil des Stickstoffs gelangt so in den Wirtschaftsdünger, der im Pflanzenbau eingesetzt wird.
Während der Lagerung und später auf dem Feld bauen Mikroorganismen die enthaltenen Stickstoffverbindungen um. Dabei kann Lachgas entstehen. Schon kleine Mengen sind für das Klima bedeutsam. Über 100 Jahre betrachtet hat ein Kilogramm Lachgas etwa die gleiche Klimawirkung wie 300 Kilogramm CO₂.
Rund 20 % der Treibhausgasemissionen bei der Erzeugung von Schweinefleisch stammen in dieser Betrachtung direkt aus der Tierhaltung. Dazu zählen Methan, das unter anderem bei der Verdauung entsteht, und Lachgas. Beim Lachgas spielt die Fütterung eine wichtige Rolle. Können die Schweine das Protein im Futter besser verdauen, kann weniger Protein in der Ration ausreichen, um ihren Bedarf vollständig zu decken. So scheiden die Tiere weniger Stickstoff aus, was wiederum weniger Lachgas entstehen lässt.
Vorteilhaft für die gesamte Produktionskette
Das Futter macht rund 75 % der Produktionskosten und etwa 80 % der Klimawirkung der Schweinefleischerzeugung aus. Können Schweine das Futterprotein besser verdauen, lässt sich ihr Proteinbedarf mit weniger proteinreichen Futtermitteln wie Soja und Raps decken. Das kann die Futterkosten senken und mehr Spielraum für den Einsatz regionaler Futtermittel schaffen.
Eine Modellrechnung von Topigs Norsvin zeigt, was eine um 2,2 % höhere Proteinverdaulichkeit bewirken könnte. Diese Verbesserung entspricht einer genetischen Standardabweichung. Im Modell benötigt ein Mastschwein bis zum Schlachtgewicht rund 1,3 kg weniger Futterprotein und scheidet mit Kot und Harn etwa 10,5 % weniger Stickstoff aus.
Dadurch könnte im Stall, bei der Lagerung der Gülle und nach ihrer Ausbringung auf dem Feld weniger Lachgas entstehen. Bei einem Schlachtkörpergewicht von 90 kg und einem angenommenen CO₂-Fußabdruck von 4 kg CO₂-Äquivalenten je Kilogramm Schlachtkörper ergibt sich eine Einsparung von rund 2,8 kg CO₂-Äquivalenten je Mastschwein. Das entspricht etwa 0,8 % der gesamten Treibhausgasemissionen.
Auswirkungen auf Rationsgestaltung und Futterkosten
Steigt die Proteinverdaulichkeit um 2,2 %, kann das Tier einen größeren Teil des Futterproteins aufnehmen und verwerten. Sofern die Ration den Nährstoffbedarf für Erhaltung, Wachstum und Proteinansatz weiterhin deckt, lässt sich ihr Proteingehalt um etwa 5 g je Kilogramm Futter senken.
Dadurch können regional verfügbare Futterkomponenten wie Gerste verstärkt zum Einsatz kommen, während der Bedarf an importierten Proteinträgern wie Soja und Raps sinkt. Da proteinreiche Rohstoffe zu den teuersten Bestandteilen der Ration gehören, lässt sich so bei den Futterkosten sparen.
Die Modellrechnung zeigt, wie sich eine um 2,2 % höhere Proteinverdaulichkeit auswirken könnte. Das entspricht einer genetischen Standardabweichung. Die Schätzwerte beziehen sich auf ein typisches Produktionssystem. Im einzelnen Betrieb hängen die Ergebnisse von der Futterration, dem Management und den Umweltbedingungen ab.
Können Schweine das Futterprotein besser verdauen, lässt sich der Proteingehalt der Ration an ihren Bedarf anpassen. So kann weniger Stickstoff in die Gülle gelangen und bei der Lagerung und nach der Ausbringung weniger Lachgas entstehen.
Zum Forschungsprojekt
Die Norwegian University of Life Sciences leitete das Forschungsprojekt zur Erblichkeit der Proteinverdaulichkeit. Der norwegische Forschungsrat förderte das Projekt im Rahmen seiner Agrar- und Ernährungsforschung. Nofima unterstützte die Kalibrierung des Messverfahrens. Für Topigs Norsvin arbeiteten Kristine Hov Martinsen, Rob Bergsma, Lisanne Verschuren und Eli Gjerlaug Enger an dem Projekt mit. Parallel trug das EU-geförderte Projekt „Feed-a-Gene“ zur Weiterentwicklung des Zuchtmerkmals bei. Die Studie zu frischen Kotproben führten Rob Bergsma, Heng Lei und Argenis Rodas-Gonzalez gemeinsam mit der University of Manitoba in Kanada durch. Die Ergebnisse wurden 2026 auf dem Weltkongress für angewandte Genetik in der Nutztierproduktion (WCGALP) vorgestellt.
Über die Autoren
Kristine Hov Martinsen, PhD, ist Wissenschaftlerin bei Topigs Norsvin. Sie hat in quantitativer Genetik promoviert und untersucht, wie genetische Unterschiede das Verhalten und die Futtereffizienz von Schweinen beeinflussen. Im Forschungsprojekt zur Erblichkeit der Proteinverdaulichkeit war sie eine der leitenden Wissenschaftlerinnen.
Rob Bergsma, PhD, leitet bei Topigs Norsvin weltweit die Forschungsplattform „Feed to Food“. Seine Schwerpunkte sind quantitative Genetik, Futtereffizienz und Sauenfütterung. Er leitete die Studie zur Bestimmung der Proteinverdaulichkeit anhand frischer Kotproben.
