Genetic and environmental factors that affect tick infestation in Nelore x Angus crossbreed cattle / Fatores genéticos e ambientais que afetam a infestação de carrapatos em bovinos cruzados Nelore x Angus

This study evaluated the effects of seasons and latitude on tick counting and determined the best model to estimate genetic parameters for tick count and hair coat. Records of animals naturally exposed to ticks on farms in several Brazilian states and in Paraguay were used. The ANOVA was used to verify the effects of seasons and latitude on the tick count trait. Spring was the season with the highest average, followed by summer and autumn, which showed no differences between them. The winter presented the lowest average values. Latitude -11° had the highest mean value followed by latitude -18°. The Bayesian approach was used to evaluate tick count and hair coat and to identify a suitable model for estimating genetic parameters for use in genetic evaluations. The data were analyzed using an animal model with four different specifications for “fixed” purposes. The inference was based on a Markov chain Monte Carlo (MCMC). The criteria for selection of the Bayesian model indicated that the M1 model, which considered the breed composition in the contemporary group, was superior to the other models, both for tick count and hair coat. Heritability estimates for tick count and hair coat obtained using the M1 model were 0.14 and 0.22, respectively. The rank correlations between the models for tick count and hair coat were estimated and reordering was verified for tick count. The estimated genetic correlation between tick count and hair coat traits was negative (-0.12). These findings suggest that different genes regulate tick count and hair coat.

Os objetivos foram avaliar os efeitos das estações e latitude na contagem de carrapatos e determinar o melhor modelo para estimar parâmetros genéticos para contagem de carrapatos e pelame. Foram utilizados registros de animais expostos naturalmente a carrapatos em fazendas em vários estados brasileiros e no Paraguai. A ANOVA foi utilizada para verificar os efeitos das estações e da latitude na característica de contagem de carrapatos. A primavera foi a estação com a maior média, seguida pelo verão e outono, que não mostraram diferenças entre eles. O inverno apresentou os menores valores médios. A latitude -11° teve o maior valor médio seguido pela latitude -18°. A abordagem bayesiana foi usada para avaliar a contagem de carrapatos e o pelame e identificar o modelo adequado para estimar parâmetros genéticos e para uso em avaliações genéticas. Os dados foram analisados usando um modelo animal com quatro especificações diferentes para efeitos “fixos”. A inferência foi baseada em uma cadeia de Markov Monte Carlo (MCMC). Os critérios de seleção do modelo bayesiano indicaram que o modelo M1, que considerou a composição racial no grupo contemporâneo, foi superior aos demais modelos, tanto na contagem de carrapatos e para pelame. As estimativas de herdabilidade para contagem de carrapatos e pelame obtidas usando o modelo M1 foram de 0,14 e 0,22, respectivamente. As correlações de ranking entre os modelos para a contagem de carrapatos e pelame foram estimadas e a reordenação foi verificada para a contagem de carrapatos. A correlação genética estimada entre a contagem de carrapatos e pelame foi negativa (-0,12). Esses achados sugerem que genes diferentes regulam a contagem de carrapatos e pelame.

Genetic evaluation models for resistance to ticks in a crossbred Angus-Nellore population / Modelos de avaliação genética para resistência a carrapatos em uma população mestiça de Angus-Nelore

This research identified the animal model that best describes the genetic and residual variations for tick counts in yearlings from a crossbred Angus-Nellore population of 6,951 animals that are progenies of 382 bulls and 6,198 cows. Genetic values were predicted by the Bayesian inference methodology. The models tested were: Traditional Animal, and Crossbred Animal with and without segregation, considering residual homoscedastic and heteroscedastic variances. The criteria of choice were the number of parameters, deviance information, and predictive order, which indicated the best fitfor the Traditional Animal model and Crossbred Animal model (with segregation), both with residual heteroscedastic Gaussian variance. The mean values of fixed genetic effects were positive and similar in the both models, indicating that animals with higher proportion of the Angus breed had greater infestation, and the Nellore breed was an important addition for resistance to ticks. The estimated genetic variation by the heteroscedastic Gaussian Animal model for the Nellore breed was 4.54-fold higher than that estimated for the Angus breed. The estimates of heritability of the different genetic groups ranged from 0.12 to 0.15 and from 0.01 to 0.35, respectively, for the Traditional Animal model and for the heteroscedastic Gaussian crossbred model. The Spearman’s rank-order correlation for the predicted genetic values was 0.94, considering all sires. However, when considering the top 10%, 20%, and 30% sires, differences in ranking were more evident (0.28 to 0.67). The Crossbred Animal model with segregation and heterogeneous residual variances was the most appropriate for genetic evaluation of tick counts on animals from Angus-Nellore crossings.

O objetivo neste trabalho foi identificar o modelo animal que melhor descreve a variação genética e residual para a característica contagem de carrapatos ao sobreano, em uma população multirracial Angus-Nelore constituída por 6.951 animais, filhos de 382 touros e 6.198 vacas. Os valores genéticos foram preditos a partir da metodologia de inferência Bayesiana utilizando os seguintes modelos: Animal Tradicional, Animal Multirracial sem e com segregação, considerando as variâncias residuais homo ou heterocedástica. Os critérios de escolha foram o Número de Parâmetros, a Informação de Deviance e a Ordenada Preditiva, os quais apontaram os Modelos Animal Tradicional e o Multirracial com Segregação, ambos com variância residual Gaussiana heterocedástica, como os de melhor ajuste. Os valores médios dos efeitos genéticos fixos foram positivos e similares nos dois modelos, sugerindo que os animais com maior proporção da raça Angus sofreram maior infestação e atribuindo-se, portanto, a raça Nelore importante papel na resistência ao carrapato. Verificou-se que a variância genética estimada pelo Modelo Animal Gaussiano heterocedástico para a raça Nelore foi 4,54 vezes maior do que a estimada para a raça Angus. As estimativas de herdabilidade nos diferentes grupos genéticos variaram de 0,12 a 0,15 e de 0,01 a 0,35, respectivamente, no Modelo Animal Tradicional e no Multirracial Gaussiano heterocedástico. A correlação de ordenamento de Spearman entre os valores genéticos preditos, considerando todos os reprodutores da população, foi 0,94. Contudo, ao considerar os melhores touros, TOP 10%, 20% e 30%, as diferenças com relação ao ordenamento foram mais evidentes (0,28 a 0,67). O modelo Animal Multirracial com Segregação com variâncias residuais heterogêneas foi o mais apropriado para avaliação genética da característica Contagem de Carrapatos de animais produtos do cruzamento Angus-Nelore.

Genetic evaluation models for resistance to ticks in a crossbred Angus-Nellore population / Modelos de avaliação genética para resistência a carrapatos em uma população mestiça de Angus-Nelore

ABSTRACT: This research identified the animal model that best describes the genetic and residual variations for tick counts in yearlings from a crossbred Angus-Nellore population of 6,951 animals that are progenies of 382 bulls and 6,198 cows. Genetic values were predicted by the Bayesian inference methodology. The models tested were: Traditional Animal, and Crossbred Animal with and without segregation, considering residual homoscedastic and heteroscedastic variances. The criteria of choice were the number of parameters, deviance information, and predictive order, which indicated the best fitfor the Traditional Animal model and Crossbred Animal model (with segregation), both with residual heteroscedastic Gaussian variance. The mean values of fixed genetic effects were positive and similar in the both models, indicating that animals with higher proportion of the Angus breed had greater infestation, and the Nellore breed was an important addition for resistance to ticks. The estimated genetic variation by the heteroscedastic Gaussian Animal model for the Nellore breed was 4.54-fold higher than that estimated for the Angus breed. The estimates of heritability of the different genetic groups ranged from 0.12 to 0.15 and from 0.01 to 0.35, respectively, for the Traditional Animal model and for the heteroscedastic Gaussian crossbred model. The Spearman's rank-order correlation for the predicted genetic values was 0.94, considering all sires. However, when considering the top 10%, 20%, and 30% sires, differences in ranking were more evident (0.28 to 0.67). The Crossbred Animal model with segregation and heterogeneous residual variances was the most appropriate for genetic evaluation of tick counts on animals from Angus-Nellore crossings.

RESUMO: O objetivo neste trabalho foi identificar o modelo animal que melhor descreve a variação genética e residual para a característica contagem de carrapatos ao sobreano, em uma população multirracial Angus-Nelore constituída por 6.951 animais, filhos de 382 touros e 6.198 vacas. Os valores genéticos foram preditos a partir da metodologia de inferência Bayesiana utilizando os seguintes modelos: Animal Tradicional, Animal Multirracial sem e com segregação, considerando as variâncias residuais homo ou heterocedástica. Os critérios de escolha foram o Número de Parâmetros, a Informação de Deviance e a Ordenada Preditiva, os quais apontaram os Modelos Animal Tradicional e o Multirracial com Segregação, ambos com variância residual Gaussiana heterocedástica, como os de melhor ajuste. Os valores médios dos efeitos genéticos fixos foram positivos e similares nos dois modelos, sugerindo que os animais com maior proporção da raça Angus sofreram maior infestação e atribuindo-se, portanto, a raça Nelore importante papel na resistência ao carrapato. Verificou-se que a variância genética estimada pelo Modelo Animal Gaussiano heterocedástico para a raça Nelore foi 4,54 vezes maior do que a estimada para a raça Angus. As estimativas de herdabilidade nos diferentes grupos genéticos variaram de 0,12 a 0,15 e de 0,01 a 0,35, respectivamente, no Modelo Animal Tradicional e no Multirracial Gaussiano heterocedástico. A correlação de ordenamento de Spearman entre os valores genéticos preditos, considerando todos os reprodutores da população, foi 0,94. Contudo, ao considerar os melhores touros, TOP 10%, 20% e 30%, as diferenças com relação ao ordenamento foram mais evidentes (0,28 a 0,67). O modelo Animal Multirracial com Segregação com variâncias residuais heterogêneas foi o mais apropriado para avaliação genética da característica Contagem de Carrapatos de animais produtos do cruzamento Angus-Nelore.

Genetic evaluation models for resistance to ticks in a crossbred Angus-Nellore population / Modelos de avaliação genética para resistência a carrapatos em uma população mestiça de Angus-Nelore

This research identified the animal model that best describes the genetic and residual variations for tick counts in yearlings from a crossbred Angus-Nellore population of 6,951 animals that are progenies of 382 bulls and 6,198 cows. Genetic values were predicted by the Bayesian inference methodology. The models tested were: Traditional Animal, and Crossbred Animal with and without segregation, considering residual homoscedastic and heteroscedastic variances. The criteria of choice were the number of parameters, deviance information, and predictive order, which indicated the best fitfor the Traditional Animal model and Crossbred Animal model (with segregation), both with residual heteroscedastic Gaussian variance. The mean values of fixed genetic effects were positive and similar in the both models, indicating that animals with higher proportion of the Angus breed had greater infestation, and the Nellore breed was an important addition for resistance to ticks. The estimated genetic variation by the heteroscedastic Gaussian Animal model for the Nellore breed was 4.54-fold higher than that estimated for the Angus breed. The estimates of heritability of the different genetic groups ranged from 0.12 to 0.15 and from 0.01 to 0.35, respectively, for the Traditional Animal model and for the heteroscedastic Gaussian crossbred model. The Spearmans rank-order correlation for the predicted genetic values was 0.94, considering all sires. However, when considering the top 10%, 20%, and 30% sires, differences in ranking were more evident (0.28 to 0.67). The Crossbred Animal model with segregation and heterogeneous residual variances was the most appropriate for genetic evaluation of tick counts on animals from Angus-Nellore crossings.(AU)

O objetivo neste trabalho foi identificar o modelo animal que melhor descreve a variação genética e residual para a característica contagem de carrapatos ao sobreano, em uma população multirracial Angus-Nelore constituída por 6.951 animais, filhos de 382 touros e 6.198 vacas. Os valores genéticos foram preditos a partir da metodologia de inferência Bayesiana utilizando os seguintes modelos: Animal Tradicional, Animal Multirracial sem e com segregação, considerando as variâncias residuais homo ou heterocedástica. Os critérios de escolha foram o Número de Parâmetros, a Informação de Deviance e a Ordenada Preditiva, os quais apontaram os Modelos Animal Tradicional e o Multirracial com Segregação, ambos com variância residual Gaussiana heterocedástica, como os de melhor ajuste. Os valores médios dos efeitos genéticos fixos foram positivos e similares nos dois modelos, sugerindo que os animais com maior proporção da raça Angus sofreram maior infestação e atribuindo-se, portanto, a raça Nelore importante papel na resistência ao carrapato. Verificou-se que a variância genética estimada pelo Modelo Animal Gaussiano heterocedástico para a raça Nelore foi 4,54 vezes maior do que a estimada para a raça Angus. As estimativas de herdabilidade nos diferentes grupos genéticos variaram de 0,12 a 0,15 e de 0,01 a 0,35, respectivamente, no Modelo Animal Tradicional e no Multirracial Gaussiano heterocedástico. A correlação de ordenamento de Spearman entre os valores genéticos preditos, considerando todos os reprodutores da população, foi 0,94. Contudo, ao considerar os melhores touros, TOP 10%, 20% e 30%, as diferenças com relação ao ordenamento foram mais evidentes (0,28 a 0,67). O modelo Animal Multirracial com Segregação com variâncias residuais heterogêneas foi o mais apropriado para avaliação genética da característica Contagem de Carrapatos de animais produtos do cruzamento Angus-Nelore.(AU)

Genetic and environmental factors that affect tick infestation in Nelore x Angus crossbreed cattle / Fatores genéticos e ambientais que afetam a infestação de carrapatos em bovinos cruzados Nelore x Angus

This study evaluated the effects of seasons and latitude on tick counting and determined the best model to estimate genetic parameters for tick count and hair coat. Records of animals naturally exposed to ticks on farms in several Brazilian states and in Paraguay were used. The ANOVA was used to verify the effects of seasons and latitude on the tick count trait. Spring was the season with the highest average, followed by summer and autumn, which showed no differences between them. The winter presented the lowest average values. Latitude -11° had the highest mean value followed by latitude -18°. The Bayesian approach was used to evaluate tick count and hair coat and to identify a suitable model for estimating genetic parameters for use in genetic evaluations. The data were analyzed using an animal model with four different specifications for “fixed” purposes. The inference was based on a Markov chain Monte Carlo (MCMC). The criteria for selection of the Bayesian model indicated that the M1 model, which considered the breed composition in the contemporary group, was superior to the other models, both for tick count and hair coat. Heritability estimates for tick count and hair coat obtained using the M1 model were 0.14 and 0.22, respectively. The rank correlations between the models for tick count and hair coat were estimated and reordering was verified for tick count. The estimated genetic correlation between tick count and hair coat traits was negative (-0.12). These findings suggest that different genes regulate tick count and hair coat.(AU)

Os objetivos foram avaliar os efeitos das estações e latitude na contagem de carrapatos e determinar o melhor modelo para estimar parâmetros genéticos para contagem de carrapatos e pelame. Foram utilizados registros de animais expostos naturalmente a carrapatos em fazendas em vários estados brasileiros e no Paraguai. A ANOVA foi utilizada para verificar os efeitos das estações e da latitude na característica de contagem de carrapatos. A primavera foi a estação com a maior média, seguida pelo verão e outono, que não mostraram diferenças entre eles. O inverno apresentou os menores valores médios. A latitude -11° teve o maior valor médio seguido pela latitude -18°. A abordagem bayesiana foi usada para avaliar a contagem de carrapatos e o pelame e identificar o modelo adequado para estimar parâmetros genéticos e para uso em avaliações genéticas. Os dados foram analisados usando um modelo animal com quatro especificações diferentes para efeitos “fixos”. A inferência foi baseada em uma cadeia de Markov Monte Carlo (MCMC). Os critérios de seleção do modelo bayesiano indicaram que o modelo M1, que considerou a composição racial no grupo contemporâneo, foi superior aos demais modelos, tanto na contagem de carrapatos e para pelame. As estimativas de herdabilidade para contagem de carrapatos e pelame obtidas usando o modelo M1 foram de 0,14 e 0,22, respectivamente. As correlações de ranking entre os modelos para a contagem de carrapatos e pelame foram estimadas e a reordenação foi verificada para a contagem de carrapatos. A correlação genética estimada entre a contagem de carrapatos e pelame foi negativa (-0,12). Esses achados sugerem que genes diferentes regulam a contagem de carrapatos e pelame.(AU)

Genetic trends for mature body weight, visual scores, and growth traits in Nellore cattle / Tendência genética para peso adulto, escores visuais e características de crescimento em bovinos de corte da raça Nelore

Mature weight (MW) of cows is related to the costs of their production. Usually, cows with moderate MW are more efficient in challenging environments, such as those available in the production systems in Brazil. In the present study, the selection index comprises the following traits: conformation, finishing precocity, musculature at weaning (WC, WP, WM) yearling (YC, YP and YM), scrotal circumference at yearling (SC), days to gain 160kg from birth to weaning (D160) and 240kg after weaning (D240). This are related to birth weight gain at weaning (WG) and from weaning to yearling (YG). The mature (MW) and birth weight (BW) traits were not considered in the selection index. The aim of this study was to estimate the values for the genetic trends (GT) of some important selection (MW) and economic traits (BW). A bi-character analysis of MW and other characteristics was performed to estimate the (co)variance components and genetic parameters. The GT results obtained for MW were null (0.0065% or 0.02718kg per year) in the period 1990-2007. The GT values were determined for BW (-0.0650% or -0.02017kg), WG (0.0758% or 0.0865kg), YG (0.1051% or 0.11377kg), and MW (0.0393% or 0.11276kg) per year. The visual score values (in score units) were also determined for GTat weaning [WC (0.2310%; 0.00707), WP (0.3624%; 0.3623%),aWM (0.01149; 0.01087)] yearling [YC (0.3256%; 0.00990), YP (0.4795%; 0.01496),YM (0.5041%; 0.01457)] per year. Index-based selection was effective to promote genetic progress in WG, WC, WP, WM, YG, YC, YP, and YM characteristics keeping BW and MW constant.

O peso adulto das vacas (PV) está relacionado com os custos de produção. Em geral, vacas com PV moderados são mais eficientes em ambientes desafiadores, como aqueles disponíveis nos sistemas de produção no Brasil. No presente estudo, o índice de seleção compreende as seguintes características: conformação, precocidade e musculatura nas fases da desmama (CD, PD e MD) e sobreano (CS, PS e MS), circunferência escrotal no sobreano (CE), dias para ganhar 160kg do nascimento até a desmama (D160) e 240kg pós-desmama (D240), que estão relacionadas com os ganhos de peso do nascimento à desmama (GD) e, da desmama ao sobreano (GS). As características PV e PN não foram consideradas no índice de seleção. O objetivo deste estudo foi estimar os valores das tendências genéticas (TG) das importantes características de seleção (PV) e econômicas (PN). Para estimar os componentes de (co)variâncias e os dados genéticos, foram realizadas análises bi-caracter de PV com as demais características. Os resultados de TG obtidos para PV foram nulos (0,0065% ou 0,02718kg por ano) no período de 1990 á 2007. Os valores de TG foram estimados para PN (-0,0650% ou -0,02017kg), GD (0,0758% ou 0,0865kg), GS (0,1051% ou 0,11377kg) e PF (0,0393% ou 0,11276kg) por ano. Os valores dos escores visuais (em unidades de escore) foram determinados para TG à desmama [CD (0,2310%; 0,00707), PD (0,3624%; 0,3623%) e MD (0,01149; 0,01087)] e sobreano [CS (0,3256%; 0,00990), PS (0,4795%; 0,01496) e MS (0,5041%; 0,01457)] ao ano. A seleção baseada no índice foi efetiva para promover o progresso genético nas características de GD, CD, PD, MD, GS, CS, PS e mantendo PN e PV constantes.

Genetic trends for mature body weight, visual scores, and growth traits in Nellore cattle / Tendência genética para peso adulto, escores visuais e características de crescimento em bovinos de corte da raça Nelore

Mature weight (MW) of cows is related to the costs of their production. Usually, cows with moderate MW are more efficient in challenging environments, such as those available in the production systems in Brazil. In the present study, the selection index comprises the following traits: conformation, finishing precocity, musculature at weaning (WC, WP, WM) yearling (YC, YP and YM), scrotal circumference at yearling (SC), days to gain 160kg from birth to weaning (D160) and 240kg after weaning (D240). This are related to birth weight gain at weaning (WG) and from weaning to yearling (YG). The mature (MW) and birth weight (BW) traits were not considered in the selection index. The aim of this study was to estimate the values for the genetic trends (GT) of some important selection (MW) and economic traits (BW). A bi-character analysis of MW and other characteristics was performed to estimate the (co)variance components and genetic parameters. The GT results obtained for MW were null (0.0065% or 0.02718kg per year) in the period 1990-2007. The GT values were determined for BW (-0.0650% or -0.02017kg), WG (0.0758% or 0.0865kg), YG (0.1051% or 0.11377kg), and MW (0.0393% or 0.11276kg) per year. The visual score values (in score units) were also determined for GTat weaning [WC (0.2310%; 0.00707), WP (0.3624%; 0.3623%),aWM (0.01149; 0.01087)] yearling [YC (0.3256%; 0.00990), YP (0.4795%; 0.01496),YM (0.5041%; 0.01457)] per year. Index-based selection was effective to promote genetic progress in WG, WC, WP, WM, YG, YC, YP, and YM characteristics keeping BW and MW constant. (AU)

O peso adulto das vacas (PV) está relacionado com os custos de produção. Em geral, vacas com PV moderados são mais eficientes em ambientes desafiadores, como aqueles disponíveis nos sistemas de produção no Brasil. No presente estudo, o índice de seleção compreende as seguintes características: conformação, precocidade e musculatura nas fases da desmama (CD, PD e MD) e sobreano (CS, PS e MS), circunferência escrotal no sobreano (CE), dias para ganhar 160kg do nascimento até a desmama (D160) e 240kg pós-desmama (D240), que estão relacionadas com os ganhos de peso do nascimento à desmama (GD) e, da desmama ao sobreano (GS). As características PV e PN não foram consideradas no índice de seleção. O objetivo deste estudo foi estimar os valores das tendências genéticas (TG) das importantes características de seleção (PV) e econômicas (PN). Para estimar os componentes de (co)variâncias e os dados genéticos, foram realizadas análises bi-caracter de PV com as demais características. Os resultados de TG obtidos para PV foram nulos (0,0065% ou 0,02718kg por ano) no período de 1990 á 2007. Os valores de TG foram estimados para PN (-0,0650% ou -0,02017kg), GD (0,0758% ou 0,0865kg), GS (0,1051% ou 0,11377kg) e PF (0,0393% ou 0,11276kg) por ano. Os valores dos escores visuais (em unidades de escore) foram determinados para TG à desmama [CD (0,2310%; 0,00707), PD (0,3624%; 0,3623%) e MD (0,01149; 0,01087)] e sobreano [CS (0,3256%; 0,00990), PS (0,4795%; 0,01496) e MS (0,5041%; 0,01457)] ao ano. A seleção baseada no índice foi efetiva para promover o progresso genético nas características de GD, CD, PD, MD, GS, CS, PS e mantendo PN e PV constantes. (AU)