ABSTRACT
Abstract Background: Buffalo breeding has significantly increased in Brazil over recent years. However, few genetic evaluations have been conducted. Objective: To assess Genotype x Environment Interactions in the Mediterranean Water Buffalo in Brazil, for weight at 205 days of age, using reaction norm models via random regression. Methods: Data for buffaloes born between 1990 and 2014 were collected from five farms ascribed to the Brazilian Buffaloe Improvement Program, located in the North (1), Northeast (1), South (2) and Southeast (1) regions of Brazil. The initial database consisted of 5,280 observations at 205 days of age (W205). We assessed fit using two hierarchical reaction norm models: a two-step (HRNM2s) and a one-step (HRNM1s). Model fit was estimated using the Deviance Information Criterion, Deviance Based on Bayes Factors and Deviance based on Conditional Predictive Ordinate. The environmental descriptors were created to group individuals into common production environments based on year, season, herd and sex. Results: The best fit was obtained for the hierarchical reaction norm model with one-step (HRNM1s). Direct heritability estimates for this model ranged from 0.17 to 0.67 and the maternal heritability from 0.02 to 0.11 with increasing environmental gradient. Lower correlations among the sire classifications were obtained in comparison with HRNM1s in environments with low and high management, confirming the presence of genotype x environment interactions. Conclusion: We recommend a wider application of genetic evaluation in buffalo aimed at identifying optimal genotypes within specific environments.
Resumen Antecedentes: La cría de búfalos ha aumentado significativamente en Brasil en los últimos años. Sin embargo, se han realizado escasas evaluaciones genéticas. Objetivo: Evaluar las interacciones genotipo x ambiente en búfalos de agua Mediterráneos criados en Brasil, para peso a los 205 días de edad, utilizando modelos de reacción mediante regresión aleatoria. Métodos: Los datos de búfalos nacidos entre 1990 y 2014 se obtuvieron de cinco granjas situadas en el Norte (1), Nordeste (1), Sur (2) y del Sureste (1) de Brasil. Todas estas haciendas participan en el Programa Brasileño de Mejoramiento de Búfalos. Nuestra base de datos inicial consistió de 5.280 observaciones a los 205 días de edad (P205). Evaluamos el ajuste utilizando dos modelos de norma de reacción jerárquica: de dos pasos (HRNM2s) y un paso (HRNM1s). El ajuste del modelo se estimó usando el Criterio de información de la desviación, desviación basado en los factores de bayes y desviación basado en la ordenación predictiva condicional. Los descriptores ambientales fueron creados para agrupar individuos en ambientes de producción comunes basados en año, estación, rebaño y sexo. Resultados: El mejor ajuste se obtuvo para el modelo de norma de reacción jerárquica con un paso (HRNM1s). Las estimaciones de heredabilidad directa para este modelo variaron de 0,17 a 0,67 y la heredabilidad materna de 0,02 a 0,11 con gradiente ambiental creciente. Las correlaciones más bajas entre las clasificaciones de los reproductores se obtuvieron en comparación con las HRNM1s, en ambientes con bajo y alto manejo, confirmando la presencia de interacciones genotipo x ambiente. Conclusiones: Recomendamos la aplicación amplia de la evaluación genética en búfalos para identificar genotipos óptimos en ambientes específicos.
Resumo Antecedentes: A criação de búfalos aumentou significativamente no Brasil nos últimos anos. No entanto, eles raramente foram objeto de avaliações genéticas. Objetivo: Avaliar as interações genótipo x ambiente em búfalo Mediterrâneo criados no Brasil, para peso aos 205 dias de idade, utilizando modelos de reação por meio de regressão aleatória. Métodos: Os dados para búfalos de água do Mediterrâneo nascidos entre 1990 e 2014 foram coletados de cinco fazendas localizadas nas regiões Norte (1), Nordeste (1), Sul (2) e Sudeste (1) do Brasil. Todas essas fazendas participam do Programa Brasileiro de Melhoramento dos Búfalos. Nosso banco de dados inicial consistiu de 5.280 observações aos 205 dias de idade (P205). Nós avaliamos o ajuste usando dois modelos de norma de reação hierárquica: um de dois passos (HRNM2s) e um passo (HRNM1s). O ajuste do modelo foi estimado usando o Critério de informações do desvio, desvio baseado nos fatores de bayes e desvio baseado na ordenação preditiva condicional. Os descritores ambientais foram criados para agrupar indivíduos em ambientes de produção comuns baseados em ano, estação, rebanho e sexo. Resultados: O melhor ajuste foi obtido para o modelo de norma de reação hierárquica com um passo (HRNM1s). As estimativas de herdabilidade direta para este modelo variaram de 0,17 a 0,67 e a herdabilidade materna de 0,02 a 0,11 com gradiente ambiental crescente. As correlações mais baixas entre as classificações dos reprodutores foram obtidas em comparação com as HRNM1s, em ambientes com baixo e alto manejo, confirmando a presença de interações genótipo x ambiente. Conclusões: Recomendamos a aplicação mais ampla da avaliação genética em búfalos visando identificar genótipos ótimos em ambientes específicos.
ABSTRACT
The objective of this research was to study the population genetic structure of four herds of Mediterranean buffaloes in Brazil. It was used pedigree data from 6,588 buffaloes of Mediterranean breed born from 1980 to 2002. Of the total number of animals studied, 60.5, 15.3 and 2.1% had a pedigree in the first, second and third ascendancy, respectively. The effective number of herds that provided breeding males was 1.60 for parents, 1.16 for grandparents and 1.00 for great-grandparents. There were 923 founder animals and only 71 effective founders. The effective number of ancestors explaining the genetic variability of the population was 71 and only 30 ancestors accounted for 50% of the genetic variability of the population. The average relatedness coefficient (AR) between individuals and inbreeding (F) of the population were estimated at 0.37 and 0.34% respectively. The average estimate of generation interval was 8.71±2.85 years. The variability of the current population is the result of a few ancestors, who are mostly also founders showing that the population was developed from a narrow genetic base which characterizes the occurrence of founder effect.
O objetivo deste trabalho foi estudar a estrutura genética populacional de bubalinos da raça Mediterrâneo, em quatros rebanhos, no Brasil. Foram utilizados dados de pedigree de 6.588 bubalinos da raça Mediterrâneo nascidos no período de 1980 a 2002. Do total de animais estudados, 60,5; 15,3 e 2,1% possuíam pedigree na primeira, segunda e terceira ascendência, respectivamente. O número efetivo de rebanhos que forneceram machos reprodutores foi de 1,60 para pais; 1,16 para avôs e 1,00 para bisavôs. O número de animais fundadores foi 923 e o número efetivo de fundadores foi apenas 71. O número efetivo de ancestrais que explicaram a variabilidade genética da população foi de 71 e somente 30 ancestrais explicaram 50% da variabilidade genética da população. Os coeficientes médios de relação (CR) entre os indivíduos da população e de endogamia (F) foram estimados em 0,37 e 0,34%, respectivamente. A estimativa média do intervalo de gerações foi de 8,71±2,85 anos. A variabilidade da população atual é fruto da contribuição de poucos ancestrais, que são, na sua maioria, também fundadores, evidenciando que a população se desenvolveu a partir de uma base genética estreita, o que caracteriza a ocorrência do efeito fundador.
ABSTRACT
This paper provides an evaluation of the population structure, phenotype and genetic trends of registered Gyr herd cattle in northeast Brazil. The study provides important baseline information for the management, conservation and potential population expansion of this economically and culturally important cattle breed. Pedigree data were analyzed for individuals born between 1964 and 2006. Body weight values were adjusted to 205 and 365 days of age for animals born between 1978 and 2006. Phenotypic change of zebu Gyr in northeast Brazil is solely due to environmental improvement. However, there is potential for artificial selection for weight gain in young cattle. Effective population size decreased during the 1990s and the average inbreeding coefficient increased during the studied period. An increase of the effective population size of Gyr in northeast Brazil is strongly recommended, along with an increase in the management of the mating process to prevent inbreeding and to maintain the genetic variability of the breed.
Com o intuito de fornecer subsídios para programas de conservação, seleção e expansão da raça Gir no Nordeste do Brasil, objetivou-se avaliar o histórico do rebanho Gir registrado no nordeste brasileiro, com base na sua estrutura populacional e no progresso genético e fenotípico de características de desenvolvimento ponderal. Foram utilizadas informações de pedigree de animais nascidos no período de 1964 a 2006 e dados dos pesos ajustados aos 205 e 365 dias de idade de bovinos nascidos de 1978 a 2006. O progresso genético para a raça no Nordeste foi ocasionado exclusivamente pelo melhoramento ambiental. O tamanho efetivo da população reduziu a partir da década de 90, e o coeficiente de endogamia médio aumentou durante o período estudado. É imprescindível que o tamanho efetivo da raça Gir do nordeste seja ampliado e que haja maior controle de acasalamentos entre indivíduos aparentados, para prevenção da endogamia e conservação da variabilidade genética e viabilidade da raça.