Genotype by environment interactions for body weight in Mediterranean buffaloes using reaction norm models / Interacción genotipo × ambiente para peso corporal de búfalos Mediterráneos utilizando modelos de norma de reacción / Interação genótipo × ambiente para peso corporal de búfalos Mediterrâneos utilizando modelos de norma de reação

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.

Diferencia esperada de progenie para peso al destete en selección de vaquillas mestizas en Manabí / Expected progeny difference for the weaning weight in crossbred heifers selection in Manabí

RESUMEN Objetivo. Determinar la diferencia esperada de la progenie (DEP) para el peso al destete ajustado a 205 días (PD) en hembras Brahman mestizas nacidas en el año 2016 como criterio de selección de futuras reproductoras. Materiales y métodos. Se analizaron 3467 registros generados entre 1983 y 2016 en la hacienda Napo (San Vicente, Manabí, Ecuador). El modelo estadístico y animal incluyó el efecto aleatorio del padre y como efectos fijos: composición racial, sexo y año de nacimiento. El análisis de la varianza fue realizado mediante el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS. Los componentes de la varianza entre y dentro de padre para calcular la heredabilidad (h2) del PD y los valores de cría, se utilizó el software MTDFRELM, a través del sistema de evaluación del Mejor Predictor Lineal Insesgado (BLUP). Resultados. Para las 349 hembras nacidas en 2016 se encontró un promedio para PD de 173.67±34.23 kg. Se halló diferencia altamente significativa (p<0.01) para los efectos aleatorios y fijos, h2 para PD de 0.13 ± 0.04 y las DEP variaron entre -6.13 y +5.58 kg con rango entre los valores de cría de 11.71 kg y una exactitud entre 0.50 y 0.72. Conclusión. La baja h2 encontrada para PD manifiesta la alta influencia de los factores no genéticos, sin embargo las hembras con mayor valor DEP pueden mejorar el desempeno en este parámetro; se hace necesario identificar el mejor cruce racial que se adapte a la explotación con el fin de obtener crías con alto rendimiento en el PD.

ABSTRACT Objective. Determine the progeny difference expected (DEP) for the weaning weight adjusted to 205 days (PD) in crossbreed Brahman females born in 2016 as selection criteria for future breeders. Materials and methods. It is analyzed 3467 records generated between 1983 and 2016 in the Napo farm (San Vicente, Manabí, Ecuador). The statistical model included the random effect of the father and as fixed effects: breed composition, sex and year of birth. The variance analysis was performed using the GLM procedure of the SAS statistical package. The components of the variance between and within the father to calculate the heritability (h2) of the PD and the breeding values, the MTDFRELM software was used, applying the animal model, through the evaluation system of the Best Linear Unbiased Predictor (BLUP). Results. It was found that the PD average for the 349 females born in 2016 was 173.67±34.23 kg. A highly significant difference (p<0.01) was found for the random and fixed effects. The h2 for PD was 0.13±0.04. The DEP fluctuated between -6.13 and +5.58 kg with a range between the breeding values of 11.71 kg and an accuracy between 0.50 and 0.72. Conclusion. The low h2 found for PD shows the high influence of non-genetic factors; it is necessary to identify the best crossbreed that adapts to the livestock in order to obtain high performance products in the PD.

Estimação de valores genéticos para codornas europeias em função dos níveis da relação treonina: lisina da dieta: do nascimento aos 21 dias de idade / Estimation of breeding values for European quails in function of threonine: lysine ratios of diet: from birth to 21 days of age

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a sensibilidade dos valores genéticos dos pesos corporais e as características de carcaças de codornas europeias às mudanças do gradiente ambiental (níveis da relação treonina com a lisina das dietas), do nascimento aos 21 dias de idade, por meio de modelos de regressão aleatória com diferentes classes de variância residual. Os dados utilizados neste estudo são provenientes de 915 codornas de corte da linhagem LF1 e 839 da linhagem LF2, pertencentes ao Programa de Melhoramento Genético da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Foram avaliados os pesos corporais e os rendimentos da carcaça das aves. As sensibilidades dos valores genéticos às mudanças nos níveis da relação treonina:lisina (interação genótipo x ambiente) foram obtidas por modelos de regressão aleatória (utilizando normas de reação) por meio do programa Wombat, que utiliza o princípio da máxima verossimilhança restrita (REML). O modelo de regressão aleatória que considerou duas classes de variância residual foi o mais indicado para a maioria das análises realizadas. Verificaram-se alterações na classificação dos valores genéticos para as duas linhagens de codornas de corte estudadas. Esse comportamento indica sensibilidade de valores genéticos aditivos às mudanças nutricionais, o que caracteriza a existência de interação genótipo x ambiente. A predição dos valores genéticos deve ser feita com o mesmo nível da relação treonina:lisina da dieta com a qual as codornas serão alimentadas no sistema de produção.(AU)

This research was carried out to evaluate the sensitivity of breeding values of body weight and carcass traits in two lines of European quails (LF1 and LF2) to changes in the environment gradient (levels of threonine: lysine ratio of diets) from hatch to 21 days of age in two lines LF1 and LF2 using Random Regression Models with different classes of residual variance. Records are from 915 quails of line LF1 and 839 of line LF2 belonging to the Breeding Improvement Program of Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. Live body weight and weights and yields of carcass, breast, and thigh and drumstick were measured. The sensitivities of breeding values to changes in threonine: lysine ratios (genotype x environment interaction) of diets were obtained by random regression models (reaction model) using the WOMBAT program using the Restricted Maximum Likelihood principle. Model considering two classes of residual variance showed the best goodness of fit. The Reaction Norms analyses indicated changes in the ranking of breeding values for both lines suggesting quails selected in one level of threonine: lysine ratio will not express all their genetic potential if fed different threonine: lysine ratio diets. This behavior indicates sensitivity of breeding values to changes in the nutrition characterizing the genotype by environment interaction. The prediction of breeding values must be performed using the same level of threonine: lysine ratio in diet the quails will be fed in the production system.(AU)

Estimation of genotype-by-environment interaction for milk traits based on foreign sires used in Colombia / Estimación de la interacción genotipo-ambiente para características de producción lechera en toros extranjeros utilizados en Colombia / Estimativa da interação genótipo-ambiente para características de produção leiteira em touros estrangeiros utilizados na Colômbia

Background: genotype-by-environment interactions play an important role in genetic improvement programs because they can change the performance of a breeding individual according to the environment where it is evaluated. Objective: to determine the genotype-by-environment interactions for some important traits in dairy farming among countries supplying bovine genetics and assessments conducted in Antioquia, Colombia. Methods: the study was conducted in 135 Holstein herds located in Antioquia. Daughters of 180 sires were evaluated for milk yield and 186 for fat and protein percentages, and somatic cell score. The genotype-by-environment interaction was addressed using Spearman's and Pearson's correlation tests between estimated breeding values in Colombia and those estimated in the sire's countries of origin. Subsequently, the magnitude of the interaction was determined using the regression coefficient between estimated breeding values in Colombia and the foreign estimate for each trait. Results: correlations between estimated breeding values calculated in Colombia and abroad were low, with the highest correlation (0.11) for protein content and the smallest one -(0.06) for milk yield per lactation. The results show a change in the ranking of sires based on their estimated breeding value, depending on whether foreign or domestic breeding values were applied, which indicates a high genotype-by-environment interaction. The results show a regression coefficient between foreign and domestic estimated breeding values of -0.286 L/lactation, with 0.23%, 0.002%, and -0.003 scores for protein percentage, fat, and somatic cell score, respectively. All regression coefficients except that for milk yield were statistically significant (p<0.05). Conclusion: this study demonstrates a high genotype-by-environment interaction between sires evaluated in Antioquia and abroad, underscoring the need to strengthen the estimation of breeding values adjusted to Antioquia's environment.

Antecedentes: la interacción genotipo-ambiente juega un papel importante en los programas de mejoramiento genético, ya que dicha interacción cambia el desempeño de un reproductor de acuerdo al ambiente donde es evaluado. Objetivo: determinar la interacción genotipo-ambiente para algunas características de importancia en producción de leche entre los países proveedores de genética bovina y las evaluaciones en Antioquia, Colombia. Métodos: la investigación se realizó en 135 hatos Holstein de Antioquia con información productiva para estimar los valores genéticos. Se evaluaron hijas de 180 toros para producción de leche y 186 para porcentaje de grasa, proteína y puntaje de células somáticas. La interacción genotipo-ambiente fue abordada usando la correlación de Sperman y de Pearson entre los valores genéticos estimados en Colombia contra los foráneos. Se determinó la magnitud de la interacción mediante el coeficiente de regresión para cada característica. Resultados: las correlaciones obtenidas entre los valores genéticos de Colombia y los foráneos fueron bajas, siendo la mayor correlación 0,11 para el caso de porcentaje de proteína y la menor de -0,06 para producción de leche por lactancia. Los resultados obtenidos muestran un cambio en el ranking de los toros con base en su valor genético de acuerdo a si se usan los valores genéticos foráneos o los nacionales, lo que evidencia una alta interacción genotipo-ambiente. Los resultados indicaron un coeficiente de regresión entre valores de cría foráneos y nacionales de -0,286 L/lactancia, 0,23%, 0,002% y -0,003 puntos para producción de leche, porcentaje de proteína, grasa y puntaje de células somáticas, respectivamente. Todos los estimados excepto el coeficiente para producción de leche fueron estadísticamente significativos (p<0,05). Conclusión: esta investigación demuestra la alta interacción genotipo-ambiente presente entre los toros evaluados en Antioquia y los foráneos, lo que hace evidente la necesidad de fortalecer la estimación de valores genéticos en las condiciones de Antioquia.

Antecedentes: a interação genótipo-ambiente desempenha um papel importante nos programas de melhoramento genético, isto devido a que esta interação altera o desempenho de um touro de acordo com o ambiente onde ele é avaliado. Objetivo: determinar a interação genótipo-ambiente para algumas características de importância na produção de leite entre os países que fornecem avaliações genéticas bovinas em Antioquia, Colômbia. Métodos: o estudo foi realizado em 135 rebanhos de gado holandês em Antioquia com informações produtivas para estimar os valores genéticos. As filhas de 180 touros foram avaliadas quanto à produção de leite e 186 para a percentagem de gordura, proteína e a contagem de células somáticas. A interação genótipo-ambiente foi abordada utilizando as correlações de Spearman e Pearson entre os valores genéticos estimados na Colômbia comparado com os valores estimados no estrangeiro. Determinou-se o grau de interação com o coeficiente de regressão para cada característica. Resultados: as correlações entre os valores genéticos obtidos na Colômbia e os obtidos no país de origem do touro foram baixas, a maior correlação foi 0,11 para o caso da porcentagem de proteína e menos de -0,06 para a produção de leite por lactação. Os resultados permitem observar uma mudança no ranking dos touros com base no seu valor genético, se usado de acordo com os valores genéticos estrangeiros ou nacionais, o que demonstra uma alta interação genótipo-ambiente. Os resultados indicaram coeficientes de regressão entre os valores genéticos dos touros no seu pais de origem e as avaliações desses touros em Antioquia de -0,286 L/lactação, 0,23%, 0,002% e -0,003 para a porcentagem de proteína, gordura e contagem de células somáticas, respectivamente. Todos, exceto as estimativas dos coeficientes de produção de leite foram estatisticamente significativas (p<0,05). Conclusão: esta pesquisa demonstra a alta interação genótipo-ambiente que fica entre os touros avaliados em Antioquia cuja genética é estrangeira, o que torna evidente a necessidade de reforçar a estimativa de valores genéticos nas condições ambientais de Antioquia.

Genomic evaluation of Holstein cattle in Antioquia (Colombia): a case study / Evaluación genómica de ganado Holstein en Antioquia (Colombia): estudio de caso / Avaliação genômica do gado Holandês de Antioquia (Colômbia): estudo de caso

Background: DNA markers have been widely used in genetic evaluation throughout the last decade due to the increased reliability of breeding values (BV) they allow, mainly in young animals. Objective: to compare breeding values estimated through the conventional method (best linear unbiased predictor, BLUP) with methods that include molecular markers for milk traits in Holstein cattle in Antioquia (Colombia). Methods: predictions of breeding values were performed using three methods: BLUP, molecular best linear unbiased predictor (MBLUP), and Bayes C. The breeding values were compared using Spearman's correlation coefficient and linear regression coefficient. Results: all Spearman correlation coefficients between breeding values obtained by different methods were greater than 0.5, while linear regression coefficients ranged between -2.10 and 1.58. Conclusions: prediction of breeding values through BLUP, MBLUP and Bayes C showed different results in terms of magnitude from the estimated values. However, animal ranking according to breeding values was not significantly different.

Antecedentes: en la última década, los marcadores de DNA han sido ampliamente usados en evaluaciones genéticas porque incrementan la confiabilidad de valores genéticos principalmente en animales jóvenes. Objetivo: comparar valores genéticos (BV) estimados por el método convencional (mejor estimador lineal insesgado, BLUP) y métodos que incluyen marcadores moleculares para algunas características lecheras en ganado Holstein de Antioquia (Colombia). Métodos: la predicción de valores genéticos se realizó mediante tres métodos: BLUP, mejor predictor lineal insesgado molecular (MBLUP) y Bayes C. Los valores genéticos fueron comparados usando el coeficiente de correlación de Spearman y el coeficiente de regresión lineal. Resultados: todos los coeficientes de correlación de Spearman entre los valores genéticos obtenidos por los diferentes métodos fueron mayores de 0,5. Mientras que los coeficientes de regresión lineal oscilaron entre -2,10 y 1,96. Conclusiones: la predicción de valores genéticos empleando los métodos BLUP, MBLUP y Bayes C fue diferente en términos de la magnitud de los valores estimados. Sin embargo el ranking o clasificación de los animales por sus valores genéticos no fue alterado significativamente.

Antecedentes: na última década, os marcadores moleculares que identificam polimorfismos no DNA têm sido utilizados amplamente nas avaliações genéticas porque aumentam a fiabilidade dos valores genéticos (BV) estimados principalmente em animais jovens. Objetivo: comparar valores genéticos estimados pelo método convencional (melhor preditor linear não-viesado, BLUP) e métodos que incluem marcadores moleculares para algumas características leiteiras no gado holandês de Antioquia (Colômbia). Métodos: as predições dos valores genéticos foram realizadas por meio de três métodos: BLUP, melhor preditor linear não-viesado molecular (MBLUP) e Bayes C. Os valores genéticos foram comparados por meio de coeficientes de correlação de Spearman e de coeficientes de regressão linear. Resultados: os coeficientes de correlação de Spearman entre os valores genéticos obtidos pelos diferentes métodos foram maiores que 0,5. Enquanto os coeficientes de regressão linear variaram entre -2,10 e 1,96. Conclusões: a predição dos valores genéticos usando os métodos BLUP, MBLUP e Bayes C foi diferente em quanto à magnitude dos valores estimados. No entanto, o ranking ou classificação de animais por seus valores genéticos não foi alterada significativamente.

Eficiência da seleção combinada no melhoramento genético do Taxi-branco (Sclerolobium paniculatum Vogel)

The efficiency of combined family/within family selection was evaluated in half-sib progenies of taxi-branco (Sclerolobium paniculatum Vogel) at the Cerrado Experiment Station, Embrapa Amapá, Amapá, Brazil, in a four-year-old 21 half-sib progeny trial in a randomized block design. Highly significant differences (p 1%) were found for three traits likely to show high genetic gain due to selection: diameter (DBH), biomass and height. Combined selection provided estimates of 30%, 42% and 51% gains, respectively, confirming that combined selection is a promising strategy in forest tree improvement. Effective population size must be estimated to assure genetic gain and preserve genetic variability.

São apresentados resultados da eficiência da seleção combinada em progênies de meios-irmãos de taxi-branco, com quatro anos de idade, relativamente ao esquema de seleção entre e dentro de famílias de meios-irmãos, As 21 progênies foram estudadas em um delineamento de blocos casualisados no Campo Experimental do Cerrado pertencente ao Centro de Pesquisa Agroflorcstal do Amapá - Embrapa Amapá, no Estado do Amapá, Brasil. As análises de variâncias apontaram diferenças significativas ao nível de 1% de probabilidade para os três caracteres avaliados, indicando serem grandes as chances de obtenção de sucesso com o processo seletivo. Ficou evidenciada a superioridade da seleção combinada sobre a seleção entre e dentro, visto que apresentou ganhos relativos superiores de 30%, 42% e 51% para DAP, biomassa e altura, respectivamente, indicando ser uma estratégia promissora no melhoramento genético de espécies florestais.