Résumé
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.
Résumé
Abstract Background: Heat stress derived from global warming is causing major economic losses in the livestock industry. Objective: To develop a novel methodological approach for determining the influence of climatic factors on the estimation of genetic parameters for growth traits in Retinta cattle breed by using reaction-norm models. Methods: Live weight records (n=7,753) from 3,162 Retinta calves born from 1,249 dams and 85 sires and raised in the Andalusian region (Spain) were analyzed. The effect of heat stress was measured using the temperature-humidity index, calculated with climatological data obtained from four weather stations. A bivariate-random-regression reaction-norm model was used to estimate the (co)variance components of weight until weaning in two different climatic seasons corresponding to warm and cold months. Results: The heritability pattern of individuals reared under diverse environments during the first 90 days of age was different. However, differences were not significant at the end of the growing period. Weaned calves reared during the cold season showed greater growth from 70 to 160 days in comparison with those reared during the warm season. Conclusions: Overall, this assessment did not show significant effects of the genotype-environment interaction. However, highly significant evidence of genotype-climatic condition interaction was found during the calf´s first three months of age.
Resumen Antecedentes: El estrés térmico derivado del calentamiento global está causando pérdidas económicas en la industria ganadera. Objetivo: Desarrollar un enfoque metodológico para estimar la influencia de algunos factores climáticos sobre la estimación de parámetros genéticos en las variables de crecimiento de la raza bovina Retinta. Métodos: Se analizaron registros de peso vivo (n=7.753) de 3.162 terneros hijos de 1.249 vacas y 85 toros, criados en la región de Andalucía (España). El efecto del estrés térmico se midió mediante un índice de temperatura-humedad obtenido a partir de los datos de cuatro estaciones meteorológicas. Se usó un modelo bivariado de regresión aleatoria de "norma-reacción" para estimar la (co)varianza del peso hasta el destete en dos diferentes épocas climáticas correspondientes a los meses cálidos y fríos. Resultados: Se encontraron diferencias en el patrón de heredabilidad de individuos criados en diferentes ambientes durante los primeros 90 días de vida. Sin embargo, tales diferencias no fueron significativas al final del periodo de crecimiento. Los terneros destetados en la época fría mostraron un mayor crecimiento entre 70 y 160 días en comparación con los criados en la temporada cálida. Conclusiones: Se encontró una evidencia altamente significativa de la interacción genotipo-condición climática durante los primeros tres meses de crecimiento del ternero.
Resumo Antecedentes: O estresse térmico devido ao aumento da temperatura média está produzindo grandes perdas econômicas na indústria pecuária. Objetivo: Realizar uma nova abordagem metodológica para estimar a importância dos fatores climáticos em parâmetros genéticos em variáveis de crescimento da população da raça Retinta. Métodos: Foram analisados registros de peso vivo (n=7.753) de 3.162 Retinta bezerros, nascidos de 1.249 vacas e 85 touros criados na região da Andaluzia (Espanha). O efeito do estresse térmico foi medido utilizando o índice de temperatura-umidade obtido com dados climatológicos de quatro estações meteorológicas. Um modelo de regressão aleatória bivariado de norma-reação foi usado para estimar os componentes da (co)variância do peso à desmama em duas estações climáticas com correspondência aos meses quentes e fríos. Resultados: Diferenças foram encontradas no padrão de herdabilidade de indivíduos criados em diferentes ambientes nos primeiros 90 dias de idade. No entanto, essas diferenças não foram significativas no final do período de crescimento. Os bezerros desmamados globalmente na estação fria apresentaram um crescimento maior dos 70 aos 160 dias em comparação com os indivíduos criados na estação quente. Conclusões: Uma evidência altamente significativa da interação genótipo-ambiente foi encontrada durante os primeiros três meses de crescimento do bezerro.
Résumé
Um total de 5240 informações de peso de progênies provenientes de 200 reprodutores e 400 reprodutrizes, alimentadas com dietas com níveis de proteína bruta que variaram de 24 a 30 por cento, e nível de 2900kcal de energia metabolizável, foi utilizado para avaliar a sensibilidade de valores genéticos de duas linhagens de codornas de corte, EV1 e EV2, em relação às mudanças de níveis protéicos das dietas, utilizando-se modelos de regressão aleatória. As codornas com maior valor genético aditivo para peso no ambiente médio (nível protéico igual a zero em uma escala de -1 a 1) respondem de maneira positiva ao aumento do nível protéico da dieta, sendo mais importante para a linhagem EV2 e de pouca expressão para a linhagem EV1, no 21º dia de idade. No 42º dia de idade, codornas da linhagem EV1 apresentam aumento de dispersão dos valores genéticos com o aumento dos níveis protéicos da dieta, indicando heterogeneidade de sensibilidades dos valores genéticos aditivos à mudança ambiente, ou à existência de interação genótipo x ambiente. Codornas EV2 apresentaram aumento de dispersão dos valores genéticos em função do nível protéico em ambas as idades. A interação genótipo x nível protéico interfere em menores idades na expressão fenotípica da linhagem EV2. As herdabilidades estimadas apresentaram alta variação e maior magnitude para maiores níveis de proteína bruta na dieta, indicando maior resposta à seleção para níveis mais elevados de proteína da dieta, à exceção da linhagem EV1, no 21º dia de idade. Avaliações genéticas realizadas para codornas alimentadas com dietas contendo determinado nível protéico não permitiriam a predição de valores genéticos válidos para outros níveis protéicos das dietas, à exceção da linhagem EV1, no 21º dia de idade.
A total of 5,240 body weight records of quail of offsprings from 200 males and 400 females matings, fed crude protein diet levels varying from 24 to 30 percent and 2,900kcal of metabolizable energy, was used to evaluate the sensitivity of genetic values of two meat strains, EV1 and EV2, to changes in crude protein levels of diets, using random regression models. Quails showing higher body weight genetic value in the average environment (crude protein level equal to zero in a scale varying from -1 to 1) respond positively to an increase in crude protein level of diet, this change is more important for EV2 quails (higher slope) and of small magnitude for EV1 quails at 21 days of age. EV1 quails at 42 days of age showed remarked increase in the dispersion for breeding values as crude protein level increased in the diets, suggesting heterogeneity of slope of the breeding values to change in protein level of diets or suggesting a genotype x protein level of diet interaction. EV2 quails showed an increase in the breeding values in function of crude protein level of diet for both ages. Genotype x protein level of diet interferes earlier in the phenotype expression of EV2 quails. Heritability estimates showed a sizeable variation and were of higher values for quails fed higher protein level diets, except for EV1 quails at 21 days of age. Genetic evaluations of quails fed specific crude protein level do not allow a prediction of valid breeding values for quails fed other crude protein level of diet.