New breeding strategies for better longevity and animal welfare in future crossbred sows

Krysningspurker, som er resultatet av å krysse to renrasedyr av forskjellige raser eller linjer, er mor til slaktegrisen, og er derfor, økonomisk sett, de viktigste dyrene i svineproduksjonen. Krysningspurker produserer generelt større kull og har bedre morsegenskaper enn renrasepurker. Evnen til å produsere kull av høy kvalitet, uten reduksjon i helse og velferd, også kjent som holdbarhet, er veldig viktig i svineproduksjon. Siden fasiten for holdbarhet først kan observeres sent i livet er det en vanskelig egenskap å selektere for i renrasedyr fordi de blir utrangert basert på avlsverdi før fasiten for holdbarhet kan observeres. Et alternativ er å samle data på holdbarhet hos krysningspurker som typisk beholdes lenger i produksjon. Bruk av data fra krysningsdyr for å forbedre renrasedyr har noen statistiske utfordringer på grunn av forskjeller i genetisk bakgrunn og miljø mellom disse dyrene, og må tas høyde for. Målet med studien var å forbedre holdbarhet hos krysningspurker, siden dette er viktig for norsk svineproduksjon for fremtiden. Ved bruk av sensorteknologi var målet å forbedre prediksjonen av holdbarhet hos krysningspurker mer enn hva som er mulig med tradisjonelle metoder. Individuell temperatur ble målt på purkene over tid ved bruk av et infrarødt kamera sent i drektighetstiden, under grising og ved avvenning. Ammoniakk ble målt i miljøet ved bruk av en sensor for å undersøke effekten av ammoniakk på purkas produksjon og holdbarhet. Både bruken av bilder fra kamera og data fra ammoniakksensorene resulterte i en ny type datastruktur. Derfor ble maskinlæringsteknikker brukt for å analysere disse dataene, i tillegg til eksisterende data. Resultatene så langt indikerer at vekt og spekk ved forskjellige tidspunkt i purkas liv er veldig arvelige. I tillegg så vi klare trender for hvordan disse egenskapene utvikler seg gjennom livet til purkene. Det er også genetiske korrelasjoner mellom disse egenskapene og holdbarhet. For temperaturmålingene så vi at individuell temperatur de første dagene etter grisning var arvbare. Det var derimot ingen sammenheng mellom temperatur og holdbarhet eller temperatur og andre egenskaper, hverken med maskinlæring eller tradisjonelle analyser. Det er fortsatt flere analyser å gjøre, så det kan fortsatt komme andre konklusjoner når det gjelder temperatur. For ammoniakkmålingene så fungerte ikke sensoren optimalt og resulterte i lav datakvalitet. Det vi kan si er at ammoniakknivået i disse besetningene er veldig lavt i utgangspunktet og ville antagelig ikke påvirket purkene negativt. Det kan være av interesse å måle ammoniakk i besetninger med høyere ammoniakknivå for å undersøke effekten. Det vil være behov for en mer robust og automatisk sensor for å oppnå dette, og denne studien har sanket mye erfaring med forskjellig sensorteknologi. Resultatene er lovende for å kunne predikere holdbarhet hos krysningspurker i fremtiden, og for å forbedre eksisterende modeller i tillegg til bruk av sensorteknologi. Som et resultat forventer vi økt genetisk fremgang for holdbarhet hos krysningspurker. Dette vil ideelt sett føre til reduserte kostnader for å erstatte dyr for bonden på grunn av mindre avlivning eller slakt av dyr på grunn av helse- eller reproduksjonsproblemer. Økt salg av semin internasjonalt, på grunn av et forbedret produkt vil komme norske svineprodusenter til gode. Friskere gris, som er mer hardføre, vil føre til økt velferd og mer bærekraftig produksjon.

The project investigated ways to improve sow longevity. Longevity in crossbred sows is one of the most important traits for a piglet producer, and the Norwegian-Dutch TN70 sow is very popular both nationally and internationally for its mothering ability and good longevity. Thus, an improvement in longevity has the potential to increase national and international sales of pigs and semen. A data collection pipeline in crossbred herds was established, and a data collection pipeline for sensor data that allowed collection and storage was developed. This allowed for efficient and reliable data collection, which will impact the use of sensor data in the future. Experience and knowledge on the use of sensor data and machine learning methods furthered our understanding of longevity, related traits and sensor data. The knowledge gained will be a valuable contribution for further improving longevity in the future. Improving longevity will benefit pork producers due to reduced cost of replacement gilts and will benefit the sows through improved health and welfare. This also contributes to a more sustainable production, which benefits society. For NMBU, the project allowed researchers at the faculty of Science and Technology to further their understanding of pork production and develop models to work with a new type of data.

The TN70 sow is a cross between Landrace and Large White and is one of the most important animals in the pig production chain, as she produces the largest number of piglets and is very popular due to her excellent mothering ability. We aim to improve another trait in the TN70 sow, longevity, its ability to produce a high number of litters without reduced health and animal welfare. It is vital for the development of Norwegian swine genetics that we work even better towards improved longevity in the future. The trait is difficult to evaluate in purebred nucleus animals, as this would lead to a reduced turnover of animals, and thus a reduction in genetic gain. Solving this challenge within the current framework is tough. Several approaches to solve this problem have been attempted in the past with limited success. Part of the challenge is the differences that occur due to some animals being purebreds and some animals being crossbred. This creates statistical challenges due to differences in interactions between genes depending on whether they are from purebreds or crossbreds, and different interactions between genotypes and the environment. We will develop new methods for evaluating longevity through big data approaches such as machine learning and the inclusion of sensor technology to evaluate conditions at herd level. Building knowledge in the field of sensor technology and big data approaches is crucial for the future. The project findings will lead to increased genetic progress in longevity in the crossbred sows. This has the potential to increase international sales of pigs and semen with Norwegian genetics. For farmers, this will mean less culling of sows, and a reduction of replacement gilts, which is one of the largest costs. This will lead to improved economy for Norwegian pork producers, more sustainable food production, and more robust and healthier animals leading to better animal welfare. Less expensive food and improved food quality will benefit society.