Economic considerations of breeding for polledness versus disbudding in beef cattle.

The domestication of animals has rendered horns less necessary for survival. Moreover, the use of polled and disbudded animals is interesting in order to avoid injuries of animals and handlers, among other advantages. We therefore conducted a comparative economic analysis of different traditional disbudding techniques versus selective breeding for polledness in Nelore cattle, the main beef breed of tropical systems in Brazil. The cost to obtain animals without horns was estimated in three different scenarios: disbudding with hot iron, disbudding with caustic paste, and phenotypic selection for polled animals. Price quotations of the materials were obtained in different states of the country and averaged. An initial frequency of horned animals of 92.16% was obtained based on the records of the Brazilian Association of Zebu Breeders. Selective breeding was found to be the best cost-effective scenario. This result differs from intensive production systems of dairy cattle in which traditional disbudding continues to be the best cost-effective scenario. The main explanation is the lack of difference in the price of Nelore semen from polled and horned bulls. Phenotypic selection for polled animals is the best cost-effective method, and it is in accordance with welfare practices. Care should be taken regarding the intensive use of few polled breeding animals in order to avoid inbreeding depression in other traits.

Effect of the X chromosome in genomic evaluations of reproductive traits in beef cattle.

The aim of this study was to evaluate whether there are predictive advantages for breeding values with inclusion of X chromosome genomic markers for reproductive (occurrence of early pregnancy - P16 and age at first calving - AFC) and andrological (scrotal circumference -SC) variables in beef cattle. There were 3263 genotypes of females and males evaluated. There were breeding value estimates for SC, AFC and P16 considering two scenarios: 1) only autosomal markers or 2) autosomal and X chromosome markers. To evaluate effects of inclusion of X chromosome markers on selection, responses to selection were compared including or not including genomic marker information from the X chromosome. There were greater heritability estimates for SC (0.40 and 0.31), AFC (0.11 and 0.09) and P16 (0.43 and 0.38) when analyses included, compared with not including, genomic marker information from the X chromosome. When selection is based on results from analyses that did not include information for the X chromosome, there was about a 7 % lesser mean genomic breeding value for the SC traits for selected animals. For P16, there was an approximate 4% lesser breeding value without inclusion of genomic marker information from the X chromosome, while this inclusion did not have as great an effect on the breeding value for AFC. There was an average predictive correlation of 0.79, 0.98 and 0.84 for SC, AFC and P16, respectively. These estimates indicate inclusion of the X chromosome genomic marker information in the analysis can improve prediction of genomic breeding values, especially for SC.

Mapping genomic regions for reproductive traits in beef cattle: Inclusion of the X chromosome.

Although the second largest chromosome of the genome, the X chromosome is usually excluded from genome-wide association studies (GWAS). Considering the presence and importance of genes on this chromosome that are involved in reproduction, the aim of this study was to evaluate the effect of its inclusion in GWAS on reproductive traits (scrotal circumference [SC], early pregnancy [P16] and age at first calving [AFC]) in a Nelore herd. Genotype data from 3,263 animals with the above-mentioned phenotypes were used. The results showed an increase in the variances explained by the autosomal markers for all traits when the X chromosome was not included. For SC, there was an increase of more than 10% for the windows on chromosomes 2 and 6. For P16, the effect was increased by almost 20% for windows on chromosome 5. The same pattern was found for AFC, with an increase of more than 10% for the most important windows. The results indicate that the noninclusion of the X chromosome can overestimate the effects of autosomes on SC, P16 and AFC not only because of the additive effect of the X chromosome itself but also because of its epistatic effect on autosomal genes.

Genotype x environment interaction for reproductive traits in Brazilian Nellore breed cattle / Interação Genotipo x Ambiente para características reprodutivas em bovinos da raça Nelore no Brasil

The objective of this study was to evaluate the effect of the genotype-environment interaction (GEI) for scrotal circumference traits measured at different ages, 365 (SC365), 450 (SC450) and 550 (SC550) days of age, and age at first calving (AFC) for Nellore animals raised in different regions of Brazil. For the evaluation, the herds were grouped in the following regions of the country: North, Southeast and Central-west, using information from 26,619, 28,730, 14,476, 15,397 for the traits SC365, SC450, SC550 and AFC respectively. Genetic parameters, as well as the assessment of GEI were performed using Bayesian inference, using the programs of the BLUPF90. The estimated heritabilities were: 0.465 ± 0.021, 0.500 ± 0.022, 0.492 ± 0.026, 0.117 ± 0.017 for SC365, SC450, SC550 and AFC respectively. The results obtained in the analysis, indicated that this interaction was not significant for SC at different ages (genetic correlation, rg> 0.8). For AFC, significant effect of GEI was observed for combinations involving the Northern region (rg<0.8), indicating that this interaction should be considered by the genetic evaluation programs in this region.

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da interação genotipo-ambiente (IGA) para as características perímetro escrotal mensurado em diferentes idades, 365 (PE365), 450 (PE450) e 550 (PE550) dias de idade, e da idade ao primeiro parto (IPP) para animais da raça Nelore criados em diferentes regiões do Brasil. Para a avaliação foram agrupados os rebanhos dos diferentes estados do país, nas seguintes regiões: Norte, Sudeste e Centro-Oeste, sendo utilizados informações de 26619, 28730, 14476, 15397 para as características PE365, PE450, PE550 e IPP respectivamente. Os parâmetros genéticos, assim como, a avaliação da IGA foi realizada utilizando a inferência Bayesiana, com uso dos programas BLUPF90. As herdabilidades estimadas foram: 0,465 ± 0,021, 0,500 ± 0,022, 0,492 ± 0,026, 0,117 ± 0,017 para PE365, PE450, PE550 e IPP respectivamente. Os resultados obtidos indicaram que a interação não foi significativa sobre o perímetro escrotal avaliado nas diferentes idades (correlação genética, rg>0,8). No entanto, para a IPP foi evidenciado efeito significativo da IGA para as combinações envolvendo a região Norte (rg< 0,8), indicando que esta interação é significativa devendo ser considerada pelos diferentes programas de avaliação genética da raça,para os animais criados nesta região.

Genotype x environment interaction for reproductive traits in Brazilian Nellore breed cattle / Interação Genotipo x Ambiente para características reprodutivas em bovinos da raça Nelore no Brasil

The objective of this study was to evaluate the effect of the genotype-environment interaction (GEI) for scrotal circumference traits measured at different ages, 365 (SC365), 450 (SC450) and 550 (SC550) days of age, and age at first calving (AFC) for Nellore animals raised in different regions of Brazil. For the evaluation, the herds were grouped in the following regions of the country: North, Southeast and Central-west, using information from 26,619, 28,730, 14,476, 15,397 for the traits SC365, SC450, SC550 and AFC respectively. Genetic parameters, as well as the assessment of GEI were performed using Bayesian inference, using the programs of the BLUPF90. The estimated heritabilities were: 0.465 ± 0.021, 0.500 ± 0.022, 0.492 ± 0.026, 0.117 ± 0.017 for SC365, SC450, SC550 and AFC respectively. The results obtained in the analysis, indicated that this interaction was not significant for SC at different ages (genetic correlation, rg> 0.8). For AFC, significant effect of GEI was observed for combinations involving the Northern region (rg<0.8), indicating that this interaction should be considered by the genetic evaluation programs in this region.(AU)

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito da interação genotipo-ambiente (IGA) para as características perímetro escrotal mensurado em diferentes idades, 365 (PE365), 450 (PE450) e 550 (PE550) dias de idade, e da idade ao primeiro parto (IPP) para animais da raça Nelore criados em diferentes regiões do Brasil. Para a avaliação foram agrupados os rebanhos dos diferentes estados do país, nas seguintes regiões: Norte, Sudeste e Centro-Oeste, sendo utilizados informações de 26619, 28730, 14476, 15397 para as características PE365, PE450, PE550 e IPP respectivamente. Os parâmetros genéticos, assim como, a avaliação da IGA foi realizada utilizando a inferência Bayesiana, com uso dos programas BLUPF90. As herdabilidades estimadas foram: 0,465 ± 0,021, 0,500 ± 0,022, 0,492 ± 0,026, 0,117 ± 0,017 para PE365, PE450, PE550 e IPP respectivamente. Os resultados obtidos indicaram que a interação não foi significativa sobre o perímetro escrotal avaliado nas diferentes idades (correlação genética, rg>0,8). No entanto, para a IPP foi evidenciado efeito significativo da IGA para as combinações envolvendo a região Norte (rg< 0,8), indicando que esta interação é significativa devendo ser considerada pelos diferentes programas de avaliação genética da raça,para os animais criados nesta região.(AU)

Avaliação geoclimática do nordeste do Brasil e sua adequação para criação de bovinos de corte / Geoclimatic evaluation of the Northeast Region of Brazil and its suitability for breeding beef cattle

Com o objetivo de caracterizar a diversidade geoclimática da região Nordeste do Brasil e sua adequação à criação de bovinos de corte, foram avaliadas informações de altitude, precipitação, temperatura média anual, umidade relativa do ar e índice de temperatura e umidade de 94 municípios. Para a verificação da importância das variáveis supracitadas e melhor avaliação da divergênciaentre os estados, foi realizada uma análise multivariada dos dados. Utilizando dados padronizados foi realizada a análise de variáveis canônicas e a análise de agrupamento pelo método Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA), utilizando os programas SAS e GENES. Os resultados mostraram que as duas primeiras variáveis canônicas explicaram mais 88% das variações entre os estados, sendo os municípios da Bahia e do Maranhão os que apresentaram maior divergência em relação aos demais. Como resultado da análise de agrupamento, observou-se a formação de dois grupos, sendo o menor grupo, com seis municípios, o que apresentou maior dissimilaridade com relação aos outros da região, mostrando que as variáveis estudadas foram eficazes em discriminar ascidades da região.(AU)

Aiming to evaluate the climatic diversity among the states located in the Northeast Region of Brazil and their adequacy for beef cattleproduction, the altitude, rainfall, average annual temperature, relative humidity, and temperature humidity index data for 94 cities distributed among the states was evaluated. A multivariate data analysis was performed to verify the importance of the variables and better assess the divergence between the states. Utilizing the standardized data, a canonical analysis and a cluster analysis using the Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) algorithm were performed with the SAS and GENES programs. The results showed that the first two canonical variables explained over 88% of the variation among the states, with the cities of Maranhão and Bahia showing the greatest divergence from the other states. The clustering analysis also indicated dissimilarities between a small group of six cities and the other groups in the region. Thus, the variables chosen effectively discriminated between the states located in the Northeast Region of Brazil.(AU)

Avaliação geoclimática do nordeste do Brasil e sua adequação para criação de bovinos de corte / Geoclimatic evaluation of the Northeast Region of Brazil and its suitability for breeding beef cattle

Com o objetivo de caracterizar a diversidade geoclimática da região Nordeste do Brasil e sua adequação à criação de bovinos de corte, foram avaliadas informações de altitude, precipitação, temperatura média anual, umidade relativa do ar e índice de temperatura e umidade de 94 municípios. Para a verificação da importância das variáveis supracitadas e melhor avaliação da divergênciaentre os estados, foi realizada uma análise multivariada dos dados. Utilizando dados padronizados foi realizada a análise de variáveis canônicas e a análise de agrupamento pelo método Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA), utilizando os programas SAS e GENES. Os resultados mostraram que as duas primeiras variáveis canônicas explicaram mais 88% das variações entre os estados, sendo os municípios da Bahia e do Maranhão os que apresentaram maior divergência em relação aos demais. Como resultado da análise de agrupamento, observou-se a formação de dois grupos, sendo o menor grupo, com seis municípios, o que apresentou maior dissimilaridade com relação aos outros da região, mostrando que as variáveis estudadas foram eficazes em discriminar ascidades da região.

Aiming to evaluate the climatic diversity among the states located in the Northeast Region of Brazil and their adequacy for beef cattleproduction, the altitude, rainfall, average annual temperature, relative humidity, and temperature humidity index data for 94 cities distributed among the states was evaluated. A multivariate data analysis was performed to verify the importance of the variables and better assess the divergence between the states. Utilizing the standardized data, a canonical analysis and a cluster analysis using the Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean (UPGMA) algorithm were performed with the SAS and GENES programs. The results showed that the first two canonical variables explained over 88% of the variation among the states, with the cities of Maranhão and Bahia showing the greatest divergence from the other states. The clustering analysis also indicated dissimilarities between a small group of six cities and the other groups in the region. Thus, the variables chosen effectively discriminated between the states located in the Northeast Region of Brazil.

Interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 205 e 365 dias de idade em bovinos da raça Nelore em diferentes regiões do Brasil / Genotype-environment interaction on the weights at 205 and 365 days of age in Nellore cattle in different regions of Brazil

Data of weaning weight (205BW) and at year (365BW) of Nellore cattle from 29 farms in several Brazilian states of three distinct regions: North, Southeast and Midwest, all participants of the program of Nellore breeding (Nellore Brazil), were used to assess the presence of genotype by environment interaction (GEI) as well as estimate direct heritability (205BW and 365BW) and maternal (205BW) by restricted maximum likelihood method with the aid of MTDFREML. The statistical model used included fixed effects of contemporary group, age of dam (covariate) and random direct genetic effects (205BW and 365BW) and maternal (205BW). The estimated genetic correlation for 205BW and 365BW in each of the regions, North (R1), Southeast (R2) and Midwest (R3), were respectively: 0.85±0.11, 0.96±0.07 and 0.95±0.07 for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, the evaluation of weaning weight, 0.72±0.09, 0.83±0.07 and 0.85±0.08, for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, in the evaluation year. These results indicate that, at weaning (205BW), the effect of GEI was not observed, but in the weight at year (P365), the combination involving North/Southeast effect was verified of the GEI.(AU)

Dados de pesos à desmama ajustados para 205 dias (P205) e ao ano ajustados para 365 dias (P365), de animais da raça Nelore provenientes de 29 fazendas de diferentes estados brasileiros distribuídos entre as regiões Norte, Sudeste e Centro-Oeste, participantes do Programa de melhoramento genético da raça Nelore (Nelore Brasil), foram utilizados para avaliar a presença da interação genótipo-ambiente (IGA), bem como estimar as herdabilidades direta (P365 e P205) e materna (P205) pelo método de máxima verossimilhança restrita com auxílio do programa MTDFREML. O modelo estatístico utilizado incluiu efeitos fixos de grupo contemporâneo, idade da vaca ao parto (covariável) e efeitos aleatórios genéticos direto (P205 e P365) e materno (P205). As correlações genéticas estimadas para as características P205 e P365 em cada uma das regiões, Norte (R1), Sudeste (R2) e Centro-Oeste (R3), foram, para P205: 0,85±0,11 entre R1 e R2; 0,96±0,07 entre R1 e R3; e, 0,95±0,07 entre R2 e R3, e para P365: 0,72±0,09 entre R1 e R2; 0,83±0,07 entre R1 e R3; e 0,85±0,08 entre R2 e R3. Esses resultados indicam que, na desmama (P205), o efeito da IGA não foi observado, porém para o peso ao ano (P365), na combinação envolvendo as regiões Norte/Sudeste foi verificado efeito da IGA.(AU)

Interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 205 e 365 dias de idade em bovinos da raça Nelore em diferentes regiões do Brasil / Genotype-environment interaction on the weights at 205 and 365 days of age in Nellore cattle in different regions of Brazil

Data of weaning weight (205BW) and at year (365BW) of Nellore cattle from 29 farms in several Brazilian states of three distinct regions: North, Southeast and Midwest, all participants of the program of Nellore breeding (Nellore Brazil), were used to assess the presence of genotype by environment interaction (GEI) as well as estimate direct heritability (205BW and 365BW) and maternal (205BW) by restricted maximum likelihood method with the aid of MTDFREML. The statistical model used included fixed effects of contemporary group, age of dam (covariate) and random direct genetic effects (205BW and 365BW) and maternal (205BW). The estimated genetic correlation for 205BW and 365BW in each of the regions, North (R1), Southeast (R2) and Midwest (R3), were respectively: 0.85±0.11, 0.96±0.07 and 0.95±0.07 for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, the evaluation of weaning weight, 0.72±0.09, 0.83±0.07 and 0.85±0.08, for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, in the evaluation year. These results indicate that, at weaning (205BW), the effect of GEI was not observed, but in the weight at year (P365), the combination involving North/Southeast effect was verified of the GEI.

Dados de pesos à desmama ajustados para 205 dias (P205) e ao ano ajustados para 365 dias (P365), de animais da raça Nelore provenientes de 29 fazendas de diferentes estados brasileiros distribuídos entre as regiões Norte, Sudeste e Centro-Oeste, participantes do Programa de melhoramento genético da raça Nelore (Nelore Brasil), foram utilizados para avaliar a presença da interação genótipo-ambiente (IGA), bem como estimar as herdabilidades direta (P365 e P205) e materna (P205) pelo método de máxima verossimilhança restrita com auxílio do programa MTDFREML. O modelo estatístico utilizado incluiu efeitos fixos de grupo contemporâneo, idade da vaca ao parto (covariável) e efeitos aleatórios genéticos direto (P205 e P365) e materno (P205). As correlações genéticas estimadas para as características P205 e P365 em cada uma das regiões, Norte (R1), Sudeste (R2) e Centro-Oeste (R3), foram, para P205: 0,85±0,11 entre R1 e R2; 0,96±0,07 entre R1 e R3; e, 0,95±0,07 entre R2 e R3, e para P365: 0,72±0,09 entre R1 e R2; 0,83±0,07 entre R1 e R3; e 0,85±0,08 entre R2 e R3. Esses resultados indicam que, na desmama (P205), o efeito da IGA não foi observado, porém para o peso ao ano (P365), na combinação envolvendo as regiões Norte/Sudeste foi verificado efeito da IGA.