RESUMO
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.
RESUMO
Background: the milk yield records measured along lactation provide an example of repeated measures; the random regression models are an appealing approach to model repeated measures and to estimate genetic parameters. Objective: to estimate the genetic parameters by modeling the additive genetic and the residual variance for test-day milk yield in first calving buffaloes. Methods: 3,986 test-day data from 1,246 first lactations of crossbred buffalo daughters of 23 sires and 391 dams between 1997 and 2008 from five farms were used. The model included the genetic and permanent environment additive as the random effect and the contemporary group (year, month of test-day) and age at calving as covariable (linear) fixed effects. The fixed (third order) and random (third to ninth order) regressions were obtained by Legendre polynomials. The residual variances were modeled with a homogeneous structure and various heterogeneous classes. The variance components were estimated using the WOMBAT statistical program (Meyer, 2006). Results: according to the likelihood ratio test, the best model included four variance classes, considering Legendre polynomials of the fourth order for permanent environment and additive genetic effects. The heritabilities estimates were low, varying from 0.0 to 0.14. The estimates of genetic correlations were high and positive among PDC1 and PDC8, except for PCD9, which was negative. This indicates that for any of the selection criteria adopted, the indirect genetic gain is expected for all lactation curves, except for PCD9. Conclusion: heterogeneity of residual variances should be considered in models whose goal is to examine the alterations of variances according to day of lactation.
Antecedentes: los registros de producción de leche medidos a lo largo de la lactancia son un ejemplo de medidas repetidas, los modelos de regresión aleatoria presentan un enfoque atractivo para modelar medidas repetidas y para estimar parámetros genéticos. Objetivo: estimar parámetros genéticos a través de la modelación de la varianza genética y residual para producción de leche en el día de control en búfalas de primer parto. Métodos: fueron analizados 3986 controles de producción de leche en la primera lactancia de 1246 búfalas, hijas de 391 hembras y 23 toros, durante los años 1997 hasta 2008 en 5 fincas. El modelo incluyó como efectos aleatorios genético aditivo y de ambiente permanente, como efectos fijos grupo contemporáneo compuesto por mes, año de control y la covariable de la edad de la búfala al parto (lineal). Las regresiones fijas (3er orden) y aleatorias (3er a 9no orden) fueron obtenidas mediante polinomios de Legendre. Las varianzas residuales fueron modeladas con una estructura homogénea y varias clases heterogéneas. Los componentes de varianza fueron estimados utilizando el programa WOMBAT. Resultados: de acuerdo con la prueba de la razón de verosimilitud, el mejor modelo fue con 4 clases de varianzas residuales, siendo considerado un polinomio de Legendre de cuarto orden para el efecto de ambiente permanente y genético aditivo. Las heredabilidades fueron bajas, variando desde 0,00 hasta 0,14. Las correlaciones genéticas fueron altas y positivas entre los PDC1 a PDC8, excepto en el PDC9 que fue negativo con respecto a los demás controles. Conclusiones: es necesario considerar la heterogeneidad de varianzas residuales en los modelos estudiados, con el fin de modelar los cambios en las variaciones respecto a los días en lactancia.
Antecedentes: os registros da produção do leite medidos ao longo da lactação, apresentam um exemplo de medidas repetidas. Os modelos de regressão aleatória apresentam abordagem atraente para modelar medidas repetidas e estimar parâmetros genéticos. Objetivo: estimar parámetros genéticos mediante a modelação das variâncias genéticas e residual da produção do leite no dia do controle em búfalas de primeiro parto. Métodos: foram analisados 3986 controles de produção de leite em primeiras lactações de 1246 búfalas, filhas de 391 fêmeas e 23 touros, entre 1997 e 2008 em 5 fazendas. No modelo foram incluídos como efeitos aleatórios o genético aditivo e ambiente permanente, e como fixos o grupo contemporâneo (mês e ano de controle) e a covariável a idade da búfala ao parto (Lineal). As regressões fixas (3° ordem) e aleatórias (3° a 9° ordem) foram obtidas mediante polinômios ortogonais de Legendre. As variâncias residuais foram modeladas mediante estruturas homogêneas e diferentes classes heterogêneas. Os componentes de variância foram estimadas mediante o software WOMBAT. Resultados: de acordo com a prova da máxima verossimilhança, o melhor modelo foi com 4 classes de variâncias residuais, sendo considerado polinômios de Legendre de quarto ordem para o efeito de ambiente permanente e genético aditivo. As herdabilidades foram baixas, variando desde 0,00 até 0,14. As correlações genéticas foram altas e positivas entre o PDC1 e PDC8, a exceção do PDC9 que apresentou valores negativos com respeito aos outros controles. Conclusões:é necessário considerar heterogeneidade de variâncias nos modelos estudados, tentando modelar as mudanças nas variações respeito aos dias em lactação.