Resumo
The objective of this research was to estimate genetic parameters and genetic trends (GT) for 305-day milk yield (MY305) and 305-day fat yield (FY305) of purebred Dairy Gir animals of the National Dairy Gir Breeding Program. The restricted maximum likelihood method was used in an animal model. GT were obtained via linear regression and divided into two periods (1935-1992 and 1993-2013 for PL305; 1935-1992 and 1993-2010 for MY305). The estimated heritabilities were 0.23 (MY305) and 0.10 (FY305). The GT (kg/year) values for MY305 in the 2nd period for measured females (25.49), females (26.11), and males (35.13) were higher than those found in the 1st period (2.52; 2.06, and 1.00, respectively). The heritability estimated for MY305 confirmed the possibility of genetic improvement by selection and indicated a lower additive genetic effect on FY305 of purebred animals. The genetic progress for MY305 in all purebred population is denoted by the more expressive gains found from 1990's, when the first bull catalogs were published.
Objetivou-se estimar os parâmetros genéticos e tendências genéticas (GT) para produção de leite (MY305) e produção de gordura (FY305), ambas em 305 dias, de animais puros Gir Leiteiro, integrantes do Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro. Foi utilizada a metodologia da máxima verossimilhança restrita em modelo animal. As GT foram obtidas via regressão linear e divididas em dois períodos (1935-1992 e 1993-2013 para PL305; 1935-1992 e 1993-2010 para MY305). As herdabilidades foram de 0,23 (MY305) e 0,10 (FY305). Para PL305, as GT (kg/ano) do 2º período para fêmeas mensuradas (25,49), fêmeas (26,11) e, machos (35,13) foram claramente superiores às do 1º período (2,52; 2,06 e 1,00; respectivamente). A estimativa de herdabilidade para MY305 reafirma ser possível melhoramento genético por meio de seleção, enquanto para FY305 sugere uma menor influência genética aditiva em animais puros. O progresso genético para MY305 em toda a população pura está evidenciado pelos ganhos mais expressivos, observados a partir da década de 90, quando foram divulgados os primeiros sumários de touros.
Assuntos
Animais , Bovinos , Seleção Genética , Bovinos/genética , Melhoramento GenéticoResumo
The objective of this study was to estimate genetic parameters and genetic trends of different conformation and management traits regularly measured within the context of the National Dairy Gir Breeding Program (PNMGL). The estimation of genetic and residual variances for each trait was performed using average information restricted maximum likelihood (AI-REML) procedure in AIREMLF90 program software. The population was divided into three subpopulations constituted by measured females (with phenotype records), all females, and males. Linear regressions were applied for each trait, considering two periods of birth (1st period: 1938-1996; 2nd period: 1997-2012). The estimated heritability of conformation and management traits varied from 0.01 to 0.53, denoting a perspective of genetic improvement through selection and corrective matings for purebred Dairy Gir populations. The average genetic changes in conformation and management traits were, in general, variable and inexpressive, showing that the selection of Dairy Gir may have had been directed essentially to increase milk yield. The analysis of the two periods of birth indicated that some linear traits present progress (although inexpressive) in the 2nd period (more recent period).(AU)
O objetivo deste estudo foi estimar os parâmetros genéticos e as tendências genéticas para diferentes características de conformação e manejo de animais puros da raça Gir Leiteiro, pertencentes ao Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro (PNMGL). A estimativa das variâncias genéticas e residuais para cada característica foi realizada usando-se o procedimento de máxima verossimilhança restrita (AI-REML), por meio do programa AIREMLF90. A população foi dividida em três subpopulações, constituídas por fêmeas mensuradas (com registros de fenótipo), todas fêmeas e machos. As regressões lineares para cada característica foram ainda divididas em dois períodos de anos de nascimento (1º período: 1938 a 1996; 2º período: 1997 a 2012). As herdabilidades estimadas variaram de 0,01 a 0,53 para as características de conformação e manejo, possibilitando a perspectiva de melhoramento mediante seleção e acasalamentos corretivos na população pura da raça Gir Leiteiro. As mudanças genéticas nas características conformação e manejo foram, em geral, variáveis e inexpressivas, sugerindo que a seleção no Gir Leiteiro possa ter sido direcionada essencialmente para maior produção de leite. Ao serem observados os dois períodos distintos de anos de nascimento, infere-se que algumas características lineares apresentaram progresso (embora inexpressivo) no 2º período analisado.(AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Fenótipo , Cruzamento , Melhoramento Genético/métodos , Modelos LinearesResumo
Fatores como altas temperaturas e baixa eficiência reprodutiva dos rebanhos detêm o avanço da produção brasileira de leite. O "Compost Barn" (CB) é um tipo de sistema de confinamento utilizado para rebanhos leiteiros, que pode propiciar maior conforto aos animais, porém, por ainda ser um sistema de manejo novo no Brasil, há poucos estudos sobre seu impacto na produtividade em ambientes tropicais. Diante disso, objetivou-se comparar o período de serviço e a produção de leite corrigida para 305 dias de lactação de vacas leiteiras mestiças (Holandesa x Gir), previamente manejadas no sistema de pastejo e depois introduzidas no sistema de "Compost Barn". Foram avaliadas 122 vacas, com uma lactação antes e uma lactação após a entrada no sistema de manejo CB. Foi detectado redução no período de serviço (p=0,02) de 104,92 para 84,46 dias, após a entrada no sistema de manejo CB, porém, a produção de leite, corrigida para 305 dias de lactação não foi afetada pelo sistema de manejo (p>0,05). Conclui-se que houve redução do período de serviço em vacas leiteiras mestiças após o ingresso dos animais ao sistema "Compost Barn", indicando melhoria na fertilidade do rebanho leiteiro.
Factors such as high temperatures and low reproductive efficiency in herds halt the advance of Brazilian milk production. The Compost Barn (CB) is a type of confinement system used for dairy herds, which can provide greater confort to the animals, but because it is still a new management system in Brazil, there are few studies on its impact on productivity in tropical environments. Therefore, the aim was to compare the service period and the corrected milk production for 305 lactation days of crossbred dairy cows (Holstein x Gir), previously managed in the grazing system and then introduced in the "Compost Barn" system. One hundred twenty two cows were evaluated, one lactation before and one lactation after entry into the CB management system. A reduction in the period of service (p=0.02) was detected from 104.92 to 84.46 days after entering the CB management system, but milk production, corrected for 305 days of lactation, was not affected by management system (p>0.05). It was concluded that there was a reduction in the service period in crossbred dairy cows after the animals entered the Compost Barn system, indicating an improvement in the fertility of the dairy herd.
Assuntos
Animais , Feminino , Bovinos , Lactação , Compostagem/métodos , Período Pós-Parto/fisiologia , Abrigo para Animais/organização & administraçãoResumo
A eficiência reprodutiva de doadoras de embriões Bos taurus é afetada pelas estações devido ao estresse calórico em países de clima tropical e temperado. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito das condições climáticas de verão e inverno na produção de oócitos e embriões in vitro na raça Gir Leiteiro (Bos indicus) em fazendas da região Sudeste do Brasil. Os parâmetros avaliados foram: total de oócitos recuperados (OT), oócitos viáveis (OV) e percentual de oócitos viáveis sobre o total (POV); embriões produzidos (EP) e percentual de embriões produzidos (PEP) sobre o total de estruturas recuperadas pela aspiração folicular guiada por ultrassonografia (OPU). Os oócitos foram obtidos de 153 doadoras pluríparas de diferentes idades e ordens de parição de 10 rebanhos. As médias obtidas em 380 aspirações foliculares (OPU) nos meses de verão foram: OT=14,8; OV=12,6; EP= 3,4; PEP=22,3%, e no inverno de OT=13,4; OV=10,8; EP=3,5; PEP=26,1%, apresentando coeficiente de variação de até 84%, porém sem diferença estatísticas (p<0,05) entre estes períodos, utilizando-se o teste de Kruscal Wallis s (p<0,05). Apenas a percentagem de oócitos viáveis foi maior (p<0,05) no período de verão (POV=84,4 vs. 80,0%), contudo, o total de embriões PIVE foi semelhante nos dois períodos. Conclui-se que a produção de embriões da raça Gir Leiteiro, criadas na região Sudeste do Brasil, não foi afetada pela sazonalidade climática.
The reproductive performance of B.taurus embryo donors is affected in many tropical and temperate countries. The objective of this study was to evaluate the effects of the climatic conditions of summer and winter climatic conditions on the production of oocytes and in vitro embryos in dairy cows of the breed Gir Leiteiro (Bos indicus) at farms in Southeast of the Brazil. The variable answers evaluated were the total oocytes recovered (TO) and percentage of viable oocytes over the total (PVO); embryo production (EP) and percentage of embryos in viable oocytes (PE) over the total of structures recovered by follicular aspiration guided by ultrasonography (OPU). The oocytes analyzed were obtained from 10 herds and 153 pubertal donors of different ages and orders of parturition. The average from 380 ovum pick up (OPU) during summer were: TO=14.8; PVO=12.6; EP=3.4; PE=22.3%, and TO=13.4; PVO=10.8; EP=3.5; PE=26.1%, with variation coefficient of up to 84%, and no differences evaluated through the Kruscal Wallis (p<0.05). Only the percentage of viable oocytes was higher (p<0.05) in the summer period (PVO=84.4 vs. 80.0%). However, the embryo production (IVEP) was similar in both seasons (summer and winter). Therefore, we could conclude that the embryo production of Dairy Gir cows in Southeast of the Brazil was not affected by weather seasonality.
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Feminino , Animais , Bovinos , Efeitos do Clima , Oócitos , Reprodução , Técnicas de Cultura Embrionária/veterináriaResumo
The aim of this study was to evaluate thermoregulatory, behavioral, and production traits of Holstein/Gir dairy cows of different genetic compositions. The experiment was carried out in the municipality of Turvânia - GO, Brazil, from July to December 2017. Twenty lactating cows of two genetic groups (½ and ¾ Holstein/Gir [HG]) were used in a completely randomized design where they were subjected to a rotational-grazing system in 24 irrigated Mombasa grass pastures with one day of occupation and 24 days of rest, and fed a 22% CP supplemental concentrate diet. During the experimental period, thermoregulatory, behavioral, and production data were collected on 12 occasions, with 15-day intervals. Environmental data such as ambient temperature, air relative humidity, and temperature-humidity index were recorded. Number of hairs, hair length and thickness, body surface temperature, rectal temperature, and respiratory frequency were analyzed as thermoregulatory traits. The behavioral assessment was undertaken by observing the feeding behavior, rumination, rest, and other activities. To determine production traits, milk yield and composition were analyzed. A higher respiratory frequency was observed in ¾ HG cows compared with ½ HG cows (p 0.05) between the two genetic groups, and the same was true for milk yield, fat and lactose contents, and somatic cell count.
Objetivou-se avaliar as características termorreguladoras, comportamentais e produtivas de vacas leiteiras Holandês/Gir de diferentes composições genéticas. O experimento foi realizado no município de Turvânia, GO, entre os meses de julho a dezembro de 2017. Foram utilizadas 20 vacas em lactação de dois grupos genéticos ½ e ¾ Holandês/Gir, distribuídas em delineamento inteiramente ao acaso, submetidas a pastejo rotacionado irrigados com 24 piquetes de Mombaça, com um dia de ocupação e 24 dias de descanso, com uma dieta suplementar concentrada com 22% de PB. Durante o período experimental, foram coletados os dados das características termorreguladoras, comportamentais e produtivas com um intervalo de 15 dias, totalizando 12 coletas. Foram registrados dados ambientais como temperatura ambiente, umidade relativa do ar e índice de temperatura e umidade. O número de pelos, comprimento e espessura do pelo, temperatura de superfície corporal, temperatura retal e frequência respiratória foram analisados como características termorreguladoras. A avaliação comportamental foi realizada observando o comportamento alimentar, ruminação, descanso e outras atividades. Para determinação das características produtivas foi verificado a produção e composição química do leite. As vacas ¾ HG apresentaram frequência respiratória superior aos animais ½ HG (p 0,05) entre os dois grupos genéticos, assim como a produção de leite e os teores de gordura, lactose e contagem de células somáticas.
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Feminino , Animais , Bovinos , Comportamento Animal , Etologia/métodos , Genética Comportamental/métodos , Indústria de Laticínios , Leite/química , Regulação da Temperatura Corporal/fisiologiaResumo
The relationship between the indices of thermal comfort and internal temperature in lactating cows was evaluated inRondônia, western Amazonia in a 2 × 2 crossover trial carried out with eight Girolando cows, ½ Holstein × ½ Gyr (n=4) and Holstein × » Gyr (n=4), grazing palisade grass supplemented with or without soybean oil concentrates. Data logger thermometers adapted to intravaginal devices (hormone free) were used to measure internal temperatures (IT) every 10 min over 48 h. Concomitantly, environmental parameters (air temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation) were collected for the estimation of the temperature-humidity index (THI), equivalent temperature index (ETI), and predicted respiratory rate (PRR). Supplementation with soybean oil did not affect the internal temperature of the cows. IT varied significantly between the genetic groups, with the highest mean observed at night in the Holstein × » Gyr cows, compared with that in the ½ Holstein × ½ Gyr cows (39.54 °C vs 39.06 °C, respectively). THI, ETI, and PRR were significantly and positively correlated with the IT of the Girolando cows; however, the PRR was not found to be adequate in indicating the night-time heat stress in cows.
A relação entre índices de conforto térmico com a temperatura interna de vacas lactantes foi avaliada em Rondônia, na Amazônia Ocidental, em um ensaio crossover 2x2 utilizando oito vacas Girolando, ½ Holandês x ½ Gir (n=4) e Holandês x » Gir (n=4) pastejando capim-marandu suplementadas com concentrados contendo ou não óleo de soja. A temperatura interna (TI) dos animais foi aferida com termômetros eletrônicos adaptados em dispositivos intravaginais (livres de hormônio) a cada 10 minutos durante 48h. Concomitantemente, dados climáticos (temperatura do ar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e radiação solar) foram coletados para cálculo dos índices de temperatura e umidade (ITU), índice de temperatura equivalente (ITE) e o índice de frequência respiratória predita (PFR). A suplementação com óleo de soja não afetou a temperatura interna das vacas. A TI variou significativamente entre os grupos genéticos, com a maior média observada à noite nas vacas Holandês × » Gir em relação às ½ Holandês × ½ Gir (39,54 °C vs 39,06 °C, respectivamente). ITU, ITE e PFR tiveram correlação significativa e positiva com a TI de vacas Girolando, mas o PFR não foi adequado para indicar estresse térmico em vacas no período da noite.
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Feminino , Animais , Bovinos , Temperatura Corporal , Transtornos de Estresse por Calor/veterinária , Estatísticas Ambientais/análise , Óleo de Soja/efeitos adversosResumo
Objetivou-se verificar se a utilização do modelo autorregressivo (MAR) é adequada para obtenção de parâmetros genéticos para produção de leite no dia do controle (PLDC) de bovinos leiteiros da raça Gir. Foram analisados 125.191 registros de produções diárias, nas três primeiras lactações, por meio dos modelos de repetibilidade (MREP) e MAR. No MREP, foi considerado o efeito de ambiente de curto prazo; no MAR, foi considerado, também, o efeito de ambiente de longo prazo. Os modelos foram comparados por meio do logaritmo da função de máxima verossimilhança (−2logL) . A herdabilidade estimada pelo MREP foi 0,18; no caso do MAR, as estimativas para primeira, segunda e terceira lactações foram 0,32, 0,28 e 0,26, respectivamente. A estimativa de autocorrelação dos componentes de variância de longo prazo foi próxima de zero, e as de curto prazo foram de alta magnitude para primeira (0,79), segunda (0,79) e terceira (0,81) lactações. Logo, a influência do ambiente de curto prazo dentro de cada lactação não é a mesma. O valor de −2logL mais próximo de zero foi obtido para o MAR (-294.884,7778) em relação ao MREP (-329.266,4810). Assim, o MAR é adequado para obtenção de estimativas de parâmetros genéticos para PLDC nas três primeiras lactações de bovinos leiteiros.(AU)
Aimed to verify if the autoregressive model (MAR) is adequate to obtain genetic parameters for Gyr dairy cattle milk yield on the test day in the three first lactations. Analysis was performed on 125,191 records of daily production of 9,242 cows using repeatability model (MREP) and MAR. On MREP, a long-term environment was considered, on MAR, the short-term environment was also taken into consideration. The models were compared by logarithm of the maximum likelihood function (−2logL) . The heritability estimated using the MREP model was 0.18, while the heritability estimated by MAR for first, second, and third lactations were 0.32, 0.28 and 0.26, respectively. The autocorrelation estimates of the components of long-term variance were close to zero, and those of the short-term were of high magnitude for first (0.79), second (0.79) and third (0.81) lactations. Therefore, the influence of the short-term environment within each lactation is not the same. The value of −2logL closer to zero was obtained for MAR (-294,884.7778) in relation to MREP (-329,266.4810). Thus, MAR is suitable for obtaining genetic parameters estimates for PLDC in the first three lactations of dairy cattle.(AU)
Assuntos
Animais , Feminino , Bovinos , Bovinos/genética , Leite , Modelos GenéticosResumo
A seleção de receptoras constitui-se em uma das principais etapas de um programa de transferência de embriões (TE), influenciando substancialmente os resultados econômicos da aplicação dessa biotécnica. Considerando os desafios enfrentados para obtenção deum número de receptoras suficiente para atender à demanda de um programa de TE em bovinos, o presente estudo foi realizado com o objetivo de ampliar os elementos utilizados como critérios de pré-seleção dessas matrizes, visando incrementar o número de fêmeas disponíveis para a etapa de sincronização de ciclo estral. Para tanto, 1017 fêmeas das raças Girolando, Gir Leiteiro e Nelore,oriundas de propriedades localizadas no Nordeste brasileiro, foram avaliadas por meio de exames ginecológicos, desde as etapas preliminares de seleção, até ocorrência de parto a termo; identificando-se dois grupos experimentais,representados pelos animais que apresentavam folículos maduros ou corpos lúteos por ocasião da pré-seleção. Os resultados obtidos revelaram que as matrizes que apresentam folículos maduros por ocasião do exame ginecológico preliminar, de admissão no programa de transferência de embriões na condição dereceptoras, apresentaram rendimentos finais equivalentes aos daquelas admitidas pela presença de corpo lúteo no mesmo momento, independentemente do ovário (direito ou esquerdo). O estudo demonstrou, ainda, que e mbriões em estádios de blastocisto (inicial, tipicamente caracterizado ou expandido) devem ser prioritariamente selecionados para transferência.
Recipent selection comprises an important step for embryo transfer (ET) programs, affecting significantly the economic results of that biotechnology. Considering the challenges for obtaining recipient cows in a number big enough to attend the demand of an ET program, this research was carried out with the aim of to expand criteria of recipient pre-selection, in order to increase the number of females disposable for estrum cycle synchronization. Then, 1017 cows of different breeds (Girolando, GirLeiteiro and Nelore) from farms located in Brazilian Northeast, where evaluated by gynecological exams since preliminary phases of selection up to calving birth, divided into experimental groups represented by females presenting mature follicles or corpus luteal at pre-selection. Results obtained have shown similar final yields for the two experimental groups, revealing that both ovarian structures should be used as criteria for including matrices in ET programs. In addition, embryos in stage of blastocyst (Initial, completely characterized or expanded) must be preferred for ET.
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Blastocisto , Corpo Lúteo , Folículo Ovariano , Transferência Embrionária/métodos , Transferência Embrionária/veterinária , Técnicas de Reprodução Assistida/veterináriaResumo
The objective of this study was to evaluate correlations between production and economic variables of lactating cows on a tropical pasture. The experiment involved ten ¾ Holstein × » Dairy Gyrcows in the middle third of lactation at an average age of 70 ± 4.6 months and an average body weight of400 ± 55.2 kg. Cows were supplemented with a concentrate feed with different supplement compositionsaiming to promote alterations in the animal performance and economic responses. Data were analyzedstatistically by Pearson correlations at the 0.95 probability level. No correlations were observed for fat andtotal solids with economic variables (p > 0.05). Milk yield was positively correlated with (p 0.05). There were no correlations for milk yield with RC, FC, or MRR (p > 0.05). Positive correlations were observed for fat corrected milk yield with GRSM and RMSC (p < 0.05). Fat production (kg day‒1 ) was positively correlated with GRSM and RMSC (p < 0.05). The gross revenue from the sale of milk and the revenue minus feed costs showed to be highly associated with production variables.
Objetivou-se avaliar correlações entre variáveis produtivas e econômicas em vacas lactantes em pastagem tropical. Foram utilizadas 10 vacas lactantes (¾ Holandesa x » Gir Leiteiro), no terço médio delactação, com idade média de 70 ± 4,6 meses e peso corporal médio de 400 ± 55,2 kg. Estes animais foram suplementados com ração concentrada com diferentes composições do suplemento, visando promoveralterações na resposta animal e econômica. Os dados foram analisados estatisticamente por meio decorrelações lineares de Pearson a 0,95 de probabilidade. Não foram observadas correlações entre gordura eextrato seco total com as variáveis econômicas (p > 0,05). A produção de leite correlacionou-se positivamente com RBVL e RMCS (p 0,05). Houve ausência de correlações entre produção de leite corrigida e CVOL, CALI e TRM(p > 0,05). Foram observadas correlações positivas entre produção de leite corrigida com RBVL e RMCS(p < 0,05). Houve correlações positivas entre produção de gordura (kg dia-1) com RBVL e RMCS (p < 0,05). A receita bruta com a venda do leite e a receita menos custo com alimentação demonstraram estaraltamente associadas com as variáveis produtivas.
Assuntos
Feminino , Animais , Bovinos , Bovinos/fisiologia , Bovinos/metabolismo , Indicadores Econômicos , Pastagens/análise , Pastagens/métodos , Leite/economiaResumo
As tecnologias de reprodução artificial, como a produção de oócitos e embriões, desempenham um papel importante na disseminação de material genético superior, contribuindo de forma efetiva para acelerar o ganho genético de características de interesse comercial no sistema de produção e no desenvolvimento da cadeia produtiva de carne e leite. Frente a isso, o objetivo deste estudo foi avaliar diferentes metodologias na avaliação genética da produção de embriões e oócitos em bovinos Gir Leiteiro e identificar as estratégias mais adequadas para futuras avaliações genéticas da raça. No primeiro capítulo, apresentamos a revisão de literatura sobre os temas que estão diretamente relacionamentos aos objetivos do nosso projeto. No segundo capítulo, utilizamos modelos de repetibilidade e regressão aleatória (RRM) para estimar parâmetros genéticos e predizer valores genéticos para a produção de oócitos e embriões, e identificamos os modelos que resultaram em maiores ganhos genéticos na produção de oócitos e embriões. No terceiro capítulo, investigamos o impacto do estresse térmico nos parâmetros genéticos e valores genéticos para produção de oócitos e embriões em animais da raça Gir Leiteiro. E, no quarto capítulo, avaliamos a eficiência dos modelos com distribuição Gaussiana (variável não transformada LIN; transformada por logaritmo LOG; transformada pelas distribuições de Anscombe ANS) e Poisson (POI) na avaliação genética para a produção de oócitos e embriões. A herdabilidade estimada pelo RRM foi superior à estimada pelo modelo de repetibilidade, e o ganho genético foi maior, com acréscimos variando entre 0,02 (13,33%) e 0,26 (152,94%) ao utilizar o RRM. Observamos uma reordenação na classificação dos valores genéticos preditos dos 5% melhores touros e fêmeas ao longo da idade da doadora no momento da coleta de óocitos. É recomendável considerar o efeito do estresse térmico por meio dos índices de temperatura e umidade nas avaliações genéticas da raça para produção de oócitos e embriões e, assim, é possível selecionar animais tolerantes ao estresse térmico em características relacionadas à reprodução artificial. Também observamos o reordenamento dos melhores animais em relação às escalas de idades para coleta de oócitos e do índice de temperatura e umidade. Dessa forma, esses fatores devem ser levados em consideração no momento de identificar e selecionar os candidatos à reprodução. Ainda, identificamos que o modelo POI ajustou-se melhor aos dados e resultou em maior acurácia dos valores genéticos quando comparado aos demais modelos com distribuição de probabilidade Gaussiana (LIN, LOG e ANS). Os resultados obtidos nesta tese suportam a conclusão de que é possível obter progresso genético para a produção de oócitos e embriões por meio de seleção. Isso pode contribuir para o crescimento econômico de fazendas e demais empresas envolvidas na comercialização de embriões. Além disso, a rápida disseminação de material genético superior, proporcionada pelas técnicas reprodutivas via grande número de progênies de fêmeas com alto valor genético para diferentes características de interesse econômico, favorecem também o desenvolvimento e o retorno financeiro para os sistemas produtivos.
Artificial reproduction technologies, such as the production of oocytes and embryos, play an important role in the dissemination of superior genetic material, effectively contributing to accelerate the genetic gain of traits of commercial interest in the production system and in the development of the production chain of meat and milk. In view of this, the objective of this study was to evaluate different methodologies in the genetic evaluation of the production of oocytes and embryos in Dairy Gir cattle and to identify the most appropriate strategies for future genetic evaluations of the breed. In the first chapter, we present a literature review on topics that are directly related to the objectives of our project. In the second chapter, we used repeatability and random regression (RRM) models to estimate genetic parameters and predict breeding values for oocyte and embryo production, and we identified the models that resulted in the greatest genetic gains in oocyte and embryo production. In the third chapter, we investigated the impact of heat stress on genetic parameters and breeding values for the production of oocytes and embryos in Dairy Gir animals. And, in the fourth chapter, we evaluated the efficiency of models with Gaussian distribution (non-transformed variable LIN; transformed by logarithm LOG; transformed by the Anscombe distributions ANS) and Poisson (POI) in the genetic evaluation for the production of oocytes and embryos. The heritability estimated by the RRM was higher than that estimated by the repeatability model, and the genetic gain was greater, with increases ranging between 0.02 (13.33%) and 0.26 (152.94%) when using the RRM. We observed a reordering in the classification of the predicted breeding values of the top 5% sires and females along the age of the donor at ovum pick-up. It is recommended to consider the effect of heat stress through the temperature-humidity index in the genetic evaluations of the breed for the production of oocytes and embryos and, thus, it is possible to select animals tolerant to heat stress in traits related to artificial reproduction. We also observed the reordering of the best animals in relation to the age scales for age at ovum pick-up and the temperature-humidity index. Thus, these factors must be taken into account when identifying and selecting breeding candidates. Furthermore, we identified that the POI model fitted the data better and resulted in greater accuracy of the breeding values when compared to the other models with Gaussian probability distribution (LIN, LOG and ANS). The results obtained in this thesis support the conclusion that it is possible to obtain genetic progress for the production of oocytes and embryos through selection. This can contribute to the economic growth of farms and other companies involved in the commercialization of embryos. In addition, the rapid dissemination of superior genetic material, provided by reproductive techniques via a large number of progenies of females with high genetic value for different traits of economic interest, also favors the development and financial return for production systems.
Resumo
The objective of this study was to evaluate the 305-day cumulative milk yield (MY305) and the lactation curve trajectory of cows from different genetic groups originating from the crossing of Holstein and Dairy Gyr breeds, daughters of proven and unproven sires. Milk yield records of 1,032 animals with a genetic composition of ½, ¾ and Holstein x Gyr were used. The analyses to determine the effects of the genetic groups on the shape of the lactation curve were carried out in two steps: 1) pre-adjusting test-day milk yields for fixed effects in a linear model, and 2) using the adjusted yields in a nonlinear model on days in milk to compare the lactation curves of animals from different genetic groups, born to proven and unproven sires. The effects included in the linear model for pre-adjustment of test-day yields were the contemporary group and age class of cow at calving. The data were analyzed by the least squares method. The same model was used for MY305, which included the effects of genetic group of the animal and sire category (proven or unproven). MY305 was influenced by all effects (P 0.01). F1 daughters born to Gyr sires had lower mean MY305 and animals of the HG genetic group exhibited higher mean MY305 compared to the other groups (P 0.001). The trajectory of the average lactation curves for all genetic groups was characterized by initial production, followean ascending phase until peak lactation anda descending phase thereafter. Only females of the ½ HG genetic group, daughters of Gyr sires,exhibited an atypical curve pattern. The different genetic groups had specific curves characterizedby different trajectories and yields, with the observation of higher production levels in cowscarrying a higher proportion of Holstein genes. The use of proven sires in dairy cattle crossingsshould increase genetic merit and consequently the productivity of the dairy herd evaluated.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de leite acumulada até os 305 dias de lactação e o comportamento das curvas de lactação de vacas de diferentes grupos genéticos, oriundas do cruzamento entre as raças Holandesa e Gir leiteiro, filhas de touros provados e não provados. Foram utilizados dados das produções de leite de animais com composição genética ½, ¾ e Holandês x Gir (HG), contendo 1.034 animais, respectivamente. As análises para determinar os efeitos dos grupos genéticos sobre a forma da curva de lactação foram realizadas em duas etapas; 1) pré-ajustando as produções no dia do controle para os efeitos fixos num modelo linear e 2) usando as produções ajustadas num modelo não-linear sobre os dias em lactação, para comparar as curvas de lactação de animais de diferentes grupos genéticos, filhas de touros provados e não provados. Os efeitos incluídos no modelo linear para o pré-ajuste das produções no controle foram o grupo de contemporâneas (GC) e a classe de idade da vaca ao parto (CIVP). Os dados foram analisados pelo método de quadrados mínimos. Para a PL305 foi o mesmo modelo, incluindo-se os efeitos de grupo genético do animal (GGA) e categoria do touro (provado e não provado). A PL305 foi influenciada por todos os efeitos (P 0,01). As fêmeas F1, filhas de touro Gir, tiveram as menores médias da PL305 e os animais do grupogenético ⅞ HG obtiveram as maiores médias de PL305, em relação aos demais grupos (P<0,001).O comportamento das curvas médias para todos os grupos genéticos mostrou produção inicialseguida de fase ascendente até o pico de lactação e fase descendente posterior ao pico. Apenasas fêmeas do grupo genético ½ HG, filhas de pais Gir, demonstraram padrão de curva atípico...
Assuntos
Animais , Bovinos , Criação de Animais Domésticos , Cruzamento , Indústria de Laticínios , BrasilResumo
A fertilidade dos reprodutores é fundamental para a lucratividade e sustentabilidade da indústria pecuária. Até o momento, o exame andrológico é a melhor metodologia para estimar o potencial reprodutivo de futuros reprodutores. No entanto, as diretrizes para o exame andrológico diferem entre profissionais e sociedades, talvez devido à falta de pesquisas nessa área. Portanto, nosso primeiro estudo avaliou se, seguindo rigidamente as diretrizes para o exame andrológico, o número de touros Nelore aprovados e sua qualidade reprodutiva aumentariam ao longo do tempo. O segundo estudo avaliou se os touros nascidos no início da estação de parição são mais propensos a serem aprovados no exame andrológico quando comparados aos touros nascidos mais tarde. Para avaliar essas duas hipóteses, foram utilizados registros de 20 anos e 46.566 laudos em duas análises separadas incluindo uma regressão logística multivariada para medir o efeito do ano e da fazenda, e para estimar a probabilidade de aprovação de acordo a data de nascimento na estação de parição em tourinhos Nelore no primeiro exame andrológico. Os touros foram classificados como aprovados (aptos para reprodução e aptos para monta natural) e não aprovados (inapto temporário e inaptos). No geral, não houve melhora no percentual de touros aprovados. No entanto, houve um aumento no número de touros aprovados no primeiro exame andrológico e um aumento na porcentagem de touros classificados como aptos para reprodução (P <0,05), o que significa que a qualidade dos touros melhorou ao longo do tempo. Por outro lado, foi demonstrado que a data do nascimento na estação de parição afetou a probabilidade de aprovação no primeiro exame andrológico. Assim, touros nascidos no dia 0 da estação de parição tiveram 1,26 mais chances de serem aprovados no primeiro exame andrológico do que touros nascidos 21 dias depois. Em nossos estudos, 53% dos touros não são aprovados devido à má qualidade espermática, especificamente pela morfologia espermática. Ejaculados de touro com defeito de peça intermediária aplástica (PIA) têm baixa motilidade e fertilidade e podem ter origem genética. Portanto, nosso terceiro estudo teve como objetivo compreender a origem e os fatores que contribuem para a produção anormal de espermatozoides com PIA em touros Gir Leiteiro. Seis touros Gir Leiteiro (três touros controle e três touros com PIA) obtidos da mesma fazenda e manejo foram castrados para realizar um estudo morfofuncional e proteômico dos espermatozoides e avaliar o estresse oxidativo do trato reprodutivo. A análise morfológica demonstrou que a PIA é consequência duma espermiogênese imperfeita, também demostrou que os touros controle produziram uma alta porcentagem de PIA, porém possuem um mecanismo de remoção dos espermatozoides defeituosos antes do trânsito epididimario. Esse mecanismo gera um estresse oxidativo leve no testículo e na cabeça do epidídimo (medido em MDA e CAT; P <0,05); entretanto, o estresse é controlado no corpo e cauda do epidídimo. Além disso, a análise proteômica qualitativa e quantitativa mostrou que a maturação espermática dos touros com PIA deve ser deficiente, uma vez que apresentam diferenças na expressão de proteínas e baixa expressão de proteínas que participam em vias importantes para a fertilidade espermática. Finalmente, no nosso último estudo levantou se a hipótese de que as proteínas ligantes de espermatozoides (BSPs Binder of sperm proteins) poderiam ser usadas como um potencial biomarcador de espermatozoides defeituosos. Portanto, caracterizou se as propriedades de ligação e abundância das proteínas BSP após centrifugação em gradiente de densidade e verificou se que na fração sobrenadante, houve um aumento da abundância de proteínas BSP no espermatozoide quando comparadas à fração do pellet (P <0,05). Nos espermatozoides obtidos dos pellets, BSP1 e BSP3 ligaram-se predominantemente no acrossoma, enquanto BSP5 apresentou alta afinidade pela peça intermediária. Além disso, a maior abundância das proteínas BSP foi correlacionada com danos no acrossoma e na membrana induzidos pela permeabilização do sêmen. Portanto, a abundância de proteínas BSP poderia ser utilizada como biomarcador de espermatozoides defeituosos ou com função comprometida. Nossos resultados nos permitiram complementar o conhecimento sobre fertilidade de touros, desde o exame andrológico até biomarcadores para espermatozoides defeituosos, especialmente em bovinos Bos indicus.
Bull fertility is critical for the profitability and sustainability of the cattle industry. To date, the Breeding soundness evaluation (BSE) is the best methodology to estimate the reproductive potential of future bulls. However, the guidelines for the BSE differ between practitioners and societies, perhaps due to a lack in research in this area. Therefore, our first study hypothesized that by the implementation and use of strict BSE guidelines the number of approved Nellore bulls and their reproductive quality would increase overtime. Furthermore, our second study hypothesized that bulls born early in the calving season are more likely to be approved in their first BSE when compared to males calved later. To evaluate these two hypotheses, records of 20 years and 46,566 BSE were used in two separate analyses including a multivariate logistic regression to measure the effect of the year and farm, and to predict the probability of approval in Nellore young bulls at their first BSE according to their dams calving date. Bulls were classified as approved (satisfactory potential breeders and qualified for natural breeding service) and not approved (deferred and unsatisfactory potential breeders). Overall, there was no improvement in the percentage of approved bulls. However, there was an increase in the number of bulls approved in the first BSE and an increase in the percentage of bulls classified as satisfactory potential breeders (P-value <0.05), which means that the quality of the bulls improved over time. On the other hand, it was demonstrated that the calving date affected the probability of approval at the first BSE. Hence, bulls born on day 0 of the calving season had 1.26 more chances to be approved at the first BSE than bulls born 21 days later. In our studies, 53% of the bulls were not approved due to poor sperm quality, specifically abnormal sperm morphology. Bull ejaculates with the aplastic midpiece defect (AMD) have poor motility and fertility and its related to have a putative genetic origin. Therefore, our third study aimed to understand the origin and factors contributing to the abnormal sperm production of the AMD in Dairy Gyr bulls. Six Dairy Gyr Bulls (three control bulls and three bulls with AMD) obtained from the same farm and management were castrated to conduct a sperm morphofunctional and proteomic study and evaluate the redox state of reproductive tissues. The morphological analysis demonstrated that the AMD is a consequence of defective spermiogenesis. Control bulls also produced a high percentage of AMD but have an effective mechanism of removal of the defective sperm prior to epididymal transit. This mechanism generates mild oxidative stress in the testis and caput of the epididymis (measured as MDA and CAT; P-value <0.05); however, the redox state was reestablished in the corpus and cauda of the epididymis. Furthermore, qualitative and quantitative proteomic analysis showed that the sperm maturation of the bulls with the AMD should be deficient once they had differences in protein expression and a poor enrichment of critical pathways for sperm fertility. Finally, our last study hypothesized that binder of sperm (BSP) proteins could be used as a potential biomarker of defective sperm. Therefore, we characterized the binding properties and abundance of the BSP proteins after discontinuous gradient centrifugation and found that; in the supernatant fractions, there was an increase of BSP proteins abundance when compared to the sperm pellet fractions (P- value <0.05). In the sperm pellet fractions, BSP1 and BSP3 bound predominately to the acrosomal region of the sperm head, whereas BSP5 had a high affinity for the midpiece. Furthermore, high BSP proteins abundance was found to be correlated with acrosome and membrane damage induced by permeabilization. Therefore, the abundance of BSP proteins could be used as biomarker of defective sperm or sperm with compromise function. Our results allowed us to complement the knowledge on bull fertility, from the basic but functionally BSE to biomarkers for defective sperm specially on Bos indicus cattle.
Resumo
Vacas de leite possuem elevada demanda energética e normalmente entram em estresse oxidativo, sendo necessário usar produtos homeopáticos devido a sua atividade antioxidante. Adicionalmente, os carboidratos dietéticos atuam de diferentes formas no metabolismo ruminal e podem influenciar o perfil de ácidos graxos do leite. Objetivou-se avaliar a composição dos ácidos graxos do leite de vacas alimentadas com dietas que substituem o milho pela polpa cítrica associadas a um produto homeopático hepatoprotetor. Foram utilizadas 16 vacas mestiças Holandês x Gir no terço médio da lactação (109 ± 57 dias em lactação), distribuídas em quadrado latino quádruplo em arranjo fatorial 2x2. O período experimental teve duração de 76 dias divididos em quatro períodos de 19 dias, sendo 14 dias de adaptação e cinco dias de coletas. Os tratamentos consistiram em: (1) 0 g produto homeopático + milho moído; (2) 50 g produto homeopático + milho moído; (3) 0 g produto homeopático + polpa cítrica; e (4) 50 g produto homeopático + polpa cítrica. Não houve interação entre o produto homeopático e as fontes de energia (P>0,05). Foi observado efeito isolado para o produto homeopático apenas para C18:0 (P = 0,0455). Houveram efeitos isolados para a fonte de energia (P<0,05), em que os ácidos graxos C13:0, C14:1, C18:0, C18:1 cis-9, C18:1 cis-11, C18:1 trans-11 e ácido linoleico conjugado (CLA) trans-10, cis12 apresentaram maiores valores nos animais que consumiram a dieta contendo milho. Os ácidos C4:0, C6:0, C12:0, C13:0 iso, C14:0 iso, C16:0, C17:0, C18:2, CLA trans-11, cis-9, C18:3, e C20:4 apresentaram maiores valores (P<0,05) quando a fonte de energia utilizada na dieta foi a polpa cítrica. A polpa cítrica proporcionou resultados significativamente maiores (P<0,05) para os totais de ômega 6 e ômega 3 e os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Os AGCC e os AGCM apresentaram correlação negativa com C16:1, C18:1 e com os isômeros de CLA avaliados. O C18:0 apresentou correlação positiva com os AGCC e correlação negativa com os CLAs. A utilização da polpa cítrica alterou o perfil de ácidos graxos do leite pela produção de precursores lipogênicos e de ácidos graxos insaturados na glândula mamária, enquanto o produto homeopático hepatoprotetor não alterou o perfil de ácidos graxos do leite.
Dairy cows have a high energy demand and usually are on oxidative stress, thus, it is necessary using homeopathic products due to their antioxidant activity. Additionally, dietary carbohydrates act in different ways on rumen metabolism and can influence the fatty acid profile of milk. The aim was to evaluate the fatty acid composition of milk from cows fed diets that replace corn with citrus pulp associated with a hepatoprotectant homeopathic product. Sixteen Holstein x Gyr crossbred cows were used in the middle third of lactation (109 ± 57 days in lactation), distributed in quadruple latin square in a 2x2 factorial arrangement. The experimental period lasted 76 days divided into four periods of 19 days, with 14 days of adaptation and five days of collections. Treatments consisted of: (1) 0 g homeopathic product + ground corn; (2) 50 g homeopathic product + ground corn; (3) 0 g homeopathic product + citrus pulp; and (4) 50 g homeopathic product + citrus pulp. There was no interaction between the homeopathic product and energy sources (P>0.05). An isolated effect was observed for the homeopathic product only for C18:0 (P = 0.0455). There were isolated effects for the energy source (P<0.05), where fatty acids C13:0, C14:1, C18:0, C18:1 cis-9, C18:1 cis-11, C18:1 trans-11 and conjugated linoleic acid (CLA) trans-10, cis-12 showed higher values in animals that were fed diets containing corn. The fatty acids C4:0, C6:0, C12:0, C13:0 iso, C14:0 iso, C16:0, C17:0, C18:2, CLA trans-11, cis-9, C18:3, and C20:4 showed higher values (P<0.05) when the energy source used in the diet was citrus pulp. Citrus pulp provided significantly higher results (P<0.05) for total omega 6 and omega 3 and short chain fatty acids (SCFA). SCFA and MCFA showed a negative correlation with C16:1, C18:1 and with the evaluated CLA isomers. The C18:0 presented a positive correlation with the SCFAs and a negative correlation with the CLAs. The use of citrus pulp altered the fatty acid profile of milk through the production of lipogenic precursors and unsaturated fatty acids in the mammary gland, while the hepatoprotective homeopathic product did not alter the fatty acid profile of milk.
Resumo
217 Esta tese foi desenvolvida a partir de três estudos. Assim, os objetivos do primeiro e 218 segundo estudo foram avaliar o efeito da suplementação de proteína bruta (PB) sobre as 219 características metabólicas, desempenho, desenvolvimento muscular e da glândulas 220 mamária e expressão de genes envolvidos no ciclo da ureia e no desenvolvimento do 221 tecido muscular de novilhas mestiças Holandês × Gir em pastejo intensivo de Braquiária 222 decumbens ao longo ano. Trinta e oito novilhas foram distribuídas aleatoriamente em 223 quatro tratamentos: três suplementos proteicos (SUP), alimentadas com 5g/kg de peso 224 corporal, mais um grupo controle (CON). Os níveis de PB do suplemento foram 12, 24 e 225 36%. O período experimental foi dividido em quatro estações: águas, seca, transição 226 águas-seca (TAS) e transição seca-águas (TSA). Amostras de fezes e pastagens foram 227 coletadas por 4 dias consecutivos, ao final de cada período de digestibilidade, utilizando 228 óxido de cromo, dióxido de titânio e fibra em detergente neutro indigestível (FDNi) para 229 estimar a excreção fecal, consumo de suplemento e consumo de pastagem, 230 respectivamente. As novilhas foram pesadas no início do período experimental e nos dias 231 9, 10 e 11 de cada período de coleta. As amostras de sangue foram coletadas no 12º dia 232 de cada período de coleta por punção da veia jugular. Além disso, no penúltimo dia do 233 período experimental foram realizadas imagens de ultrassom da carcaça e da glândula 234 mamária. Cinco animais de cada tratamento foram escolhidos aleatoriamente no último 235 dia de cada período experimental foram realizadas biópsias de tecido hepático e muscular. 236 Os genes avaliados no tecido muscular foram a mammalian target of rapamycin (mTOR) 237 e a proteína quinase ativada por adenosina monofosfato (AMPK). Já no fígado as enzimas 238 avaliadas foram: Carbamoil fosfato sintetase (CPS), ornitina transcarbamilase (OTC), 239 argininosuccinato sintetase (ASS), arginosuccinato liase (ASL) e arginase (ARG). Os 240 dados foram analisados usando o PROC GLIMMIXED do SAS com medidas repetidas. 241 Não foram detectados efeitos da suplementação sobre o consumo de pastagens e FDN. 242 No entanto, os animais SUP tiveram maior ingestão de matéria seca (MS), energia v 243 metabolizável e proteína metabolizável. Entre os animais SUP, observamos uma resposta 244 linear positiva na ingestão de proteína metabolizável. Observou-se interação entre 245 tratamento e estação para todas as variáveis de digestibilidade, com os animais SUP 246 apresentando maior digestibilidade da MS nas estações seca, TSA e águas, e maior 247 digestibilidade da matéria orgânica e da PB na seca e TSA. Houve resposta linear positiva 248 na digestibilidade da PB entre os animais SUP durante todos os períodos, e para a 249 digestibilidade da matéria orgânica e MS, houve resposta linear positiva nas estações 250 TAS, seca e águas. Para a digestibilidade da FDN, observamos resposta linear positiva na 251 TSA e na estação das águas, e resposta quadrática convexa na estação seca. Além disso, 252 os animais SUP apresentaram maior ganho médio diário (GMD), área de olho de lombo (cm2 253 ) e espessura de gordura (mm) que os animais não suplementados, e entre os animais 254 SUP observamos apenas uma resposta quadrática para o GMD, com maior nível em S24. 255 Não foram detectados efeitos da suplementação no desenvolvimento da glândula 256 mamária. Apesar disso, foram observados efeitos de estação, onde TAS e estação seca 257 apresentaram maior e menor acúmulo de gordura na glândula mamária, respectivamente. 258 No músculo, observamos maior atividade da AMPK nos animais não suplementados do 259 que nos animais SUP. Por outro lado, não foram observadas diferenças para mTOR. A 260 estação do ano afetou tanto a atividade da AMPK quanto da mTOR, sendo que os animais 261 apresentaram maior atividade da AMPK no período das águas que no TAS. Para mTOR, 262 observamos maior atividade na TAS e TSA que na estação das águas. Observamos maior 263 excreção de uréia, ingestão de nitrogênio, retenção de nitrogênio e coeficiente de retenção 264 nos animais SUP que nos animais não suplementados. Nesse sentido, observamos 265 também maior atividade das enzimas CPS, ASL e ARG em animais SUP que em animais 266 não suplementados e entre os animais SUP o nível de PB no suplemento afetou 267 linearmente a atividade da CPS. Além disso, os animais não suplementados apresentaram 268 maior eficiência microbiana do que os animais SUP. Observamos um efeito linear 269 positivo na excreção de ureia, ingestão de nitrogênio, retenção de nitrogênio e coeficiente 270 de retenção entre os animais SUP. A suplementação de PB não afetou a produção e 271 eficiência de proteína microbiana. Observou-se interação entre tratamento e estação para 272 a glicose, em que os animais SUP apresentou maior concentração de glicose em todas as 273 estações que os animais não suplementados. Adicionalmente, observamos uma resposta 274 quadrática entre os animais SUP durante a TSA e secas, com maior concentração de 275 glicose nas novilhas suplementadas com 24% de PB. Os animais SUP apresentaram 276 maiores concentrações sanguíneas de ureia e IGF-1, e entre os animais SUP, houve vi 277 resposta linear negativa em triglicerídeos e resposta linear positiva em ureia. Em 278 conclusão, os animais SUP tiveram maior consumo, digestibilidade, desempenho que os 279 animais não suplementados, com o tratamento S24 demonstrando os melhores resultados. 280 Além disso, os animais SUP apresentaram maior atividade do AMPK e de certas enzimas 281 envolvidas no ciclo da ureia, indicando maior produção de ureia no fígado. Por outro lado, 282 o terceiro estudo teve como objetivo descrever o perfil de ácidos graxos (AG), conforme 283 previsto usando espectroscopia de infravermelho por transformação de Fourier (FTIR), 284 do leite do tanque em fazendas com sistema de ordenha automatizados (AMS) e avaliar 285 a associação de fatores de manejo e instalações com a composição do leite do tanque e o 286 perfil de AG dessas fazendas com AMS. Os dados utilizados foram coletados em 124 287 fazendas canadenses de gado leiteiro da raça Holandesa com AMS, localizadas nas 288 províncias de Ontário (n = 68) e Quebec (n = 56). As fazendas foram visitadas uma vez 289 entre abril e setembro de 2019, e foram coletadas informações sobre as instalações e as 290 práticas de manejo adotadas no rebanho. As informações referentes à produção individual 291 de leite por vaca (kg/d), dias em lactação (DEL), ordem de parto e número de vacas 292 ordenhadas foram coletadas automaticamente pelas unidades do AMS em cada fazenda. 293 Esses dados foram extraídos para todo o período em que as amostras de leite do tanque 294 foram monitoradas, de abril de 2019 a abril de 2020 em Quebec e de agosto de 2019 a 295 maio de 2020 em Ontário. Nos rebanhos, a produção de leite foi em média 35,8±0,4 kg/d, 296 com 3,97±0,01% de gordura e 3,09±0,01% de proteína, enquanto o perfil de AG foi em 297 média 26,2±0,1, 33,1±0,1 e 40,7±0,2 g/100 g de AG para de novo, misto e pré-formado, 298 respectivamente. A produção de AG foi em média de 0,34±0,01, 0,44±0,01 e 0,54±0,01 299 kg/d para de novo, misto e pré-formado, respectivamente. Modelos de regressão 300 multivariada foram usados para associar fatores de instalações e práticas de manejo com 301 produção de leite, composição e perfil de AG. A produção de leite foi positivamente 302 associada ao uso de robô para empurrar a dieta para perto das vacas ao longo do dia (+2,1 303 kg/d) e ao uso de cama sobreposta (+2,6 kg/d). O uso do robô para empurrar a dieta, o 304 uso da cama sobreposta e a maior frequência de limpeza das baias foram associados 305 positivamente com maior produção (kg/d) de AG de novo, AG misto, AG pré-formado e 306 AG de novo + misto. O uso de cama sobreposta associou-se negativamente à 307 concentração de gordura, AG de novo, AG misto e AG de novo + misto, expressos em 308 g/100 g (%) de leite. Uma maior largura da baia ( 305 cm) foi associada a uma maior 309 concentração (g/100 g de leite) de novo e de novo + AG misto. Maior frequência de 310 fornecimento da dieta parcial (partial mixed ration PMR) (> 2x/d vs. 1 e 2 x/d) foi vii 311 positivamente associada a uma maior proporção de AG (g/100 g de FA) de novo, misto e 312 de novo + misto, e negativamente associado a proporção de AG pré-formados. No geral, 313 essas associações indicam que o perfil de AG de tanques a granel pode ser usado como 314 uma ferramenta para monitorar e ajustar o manejo e as instalações em fazendas com AMS.
117 This thesis was developed from three studies. Therefore, the objectives of the first and 118 second study were to evaluate the effect of CP supplementation on the metabolic 119 characteristics, performance, muscle, and mammary gland development and expression 120 of genes involved in the urea cycle, and muscle tissue development of Holstein × Gyr 121 crossbreed heifers grazing intensively-managed Brachiaria decumbens throughout the 122 year. Thirty-eight heifers were randomly assigned to four treatments: three protein 123 supplements (SUP) fed at 5g/kg of body weight, plus a control group (CON). The 124 supplement CP levels were 12, 24, and 36%. The experimental period was divided into 125 four seasons: rainy, dry, rainy-dry transition (RDT), and dry-rainy transition (DRT). 126 Feces and pasture samples were collected for 4 days, at the end of each digestibility 127 period, using chromium oxide, titanium dioxide, and indigestible neutral detergent fiber 128 (NDF) to estimate fecal excretion, supplement, and pasture intake, respectively. The 129 heifers were weighed at the beginning of the experimental period and on days 9, 10, and 11 of each experimental collection period. Blood samples were collected on the 12 th 130 day 131 of each collection period by puncturing the jugular vein. Moreover, on the penultimate 132 day of the experimental period, ultrasound images of the carcass and mammary gland 133 were taken. Five animals from each treatment were randomly chosen on the last day of 134 each experimental period, and liver and muscle tissue biopsies were performed. Target 135 genes activity evaluated in the current study were the mammalian target of rapamycin 136 (mTOR) and adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) in the muscle. 137 Carbamoyl phosphate synthetase (CPS), ornithine transcarbamylase (OTC), 138 argininosuccinate synthetase (ASS), arginosuccinate lyase (ASL), and arginase (ARG) 139 were evaluated in the liver. The data were analyzed using PROC GLIMMIXED of the 140 SAS with repeated measures. No effects of supplementation were detected on pasture and 141 NDF intake. However, SUP animals had a greater intake of dry matter (DM), ii 142 metabolizable energy, and metabolizable protein. Among SUP animals, we observed a 143 positive linear response on metabolizable protein intake. We observed an interaction 144 between treatment and season for all digestibility variables, with SUP animals having 145 greater digestibility of DM in dry, DRT, and rainy seasons, and greater organic matter 146 (OM) and CP digestibility in dry and DRT. There was a positive linear response in CP 147 digestibility among SUP animals during all periods, and for OM and DM digestibility, 148 there was a positive linear response in RDT, dry, and rainy seasons. For NDF digestibility, 149 we observed a positive linear response in RDT and rainy seasons, and a convex quadratic 150 response during the dry season. Furthermore, SUP animals had a greater average daily gain (ADG), rib eye area (cm2 151 ) and fat thickness (mm) than non-supplemented animals. 152 Among SUP animals, we observed only a quadratic response to ADG, with the highest 153 level in S24. No supplementation effects were detected on mammary gland development. 154 Nevertheless, season effects were observed, where RDT and dry season had the most and 155 least accumulated fat in the mammary gland. In muscle, we observed greater activity of 156 AMPK in non-supplemented animals than SUP animals. On the other hand, no 157 differences were observed for mTOR. Season affected both AMPK and mTOR, and the 158 animals had a greater AMPK gene activity in rainy than RDT. For mTOR, we observed 159 greater gene activity in RDT and DRT than rainy. We observed greater urea excretion, 160 nitrogen intake, nitrogen retention, and retention coefficient in SUP animals than non161 supplemented animals. In this sense, we also observed greater gene activity of CPS, ASL, 162 and ARG in SUP animals than non-supplemented animals, and among SUP animals, the 163 supplement CP linearly affected CPS activity. Moreover, non-supplemented animals had 164 greater microbial efficiency than SUP animals. We observed a positive linear effect of 165 urea excretion, nitrogen intake, nitrogen retention, and retention coefficient among SUP 166 animals. CP supplementation did not affect microbial protein production and efficiency. 167 We observed an interaction between treatment and season for blood glucose, with SUP 168 animals having greater glucose concentration in all seasons than non-supplemented 169 animals. Additionally, we observed a quadratic response among SUP animals only during 170 RDT and dry seasons, with the greatest glucose concentration in the heifers supplemented 171 with 24% CP. SUP animals had greater blood concentrations of urea and IGF-1, and 172 among SUP animals, there was a negative linear response in triglycerides and a positive 173 linear response in urea. In conclusion, SUP animals had greater intake, digestibility, 174 performance than non-supplemented animals, with S24% demonstrating the best results. 175 Moreover, SUP animals had greater AMPK and certain urea cycle enzyme activity, iii 176 indicating greater urea production in the liver. The third study aimed to describe the FA 177 profile, as predicted using Fourier transform mid-infrared (FTIR) spectroscopy, of bulk 178 tank milk from automated milking system (AMS) farms and to assess the association of 179 management and housing factors with the bulk tank milk composition and FA profile of 180 those AMS farms. The data used were collected from 124 commercial Canadian Holstein 181 dairy farms with AMS, located in the provinces of Ontario (n = 68) and Quebec (n = 56). 182 The farms were visited once from April to September 2019, and data were collected on 183 barn design and herd management practices. Information regarding individual cow milk 184 yield (kg/d), days in milk (DIM), parity, and the number of milking cows were 185 automatically collected by the AMS units on each farm. These data were extracted for the 186 entire period that the bulk tank milk samples were monitored, from April 2019 to April 187 2020 in Quebec and from August 2019 to May 2020 in Ontario. Across herds, milk yield 188 averaged 35.8±0.4 kg/d, with 3.97±0.01 % fat and 3.09±0.01 % protein, while FA profile 189 averaged 26.2±0.1, 33.1±0.1, and 40.7±0.2 g/100 g of FA for de novo, mixed, and 190 preformed, respectively. FA yield averaged 0.34±0.01, 0.44±0.01, and 0.54±0.01 kg/d for 191 de novo, mixed, and preformed, respectively. Multivariable regression models were used 192 to associate herd-level housing factors and management practices with milk production, 193 composition, and FA profile. Milk yield was positively associated with using a robot feed 194 pusher (+2.1 kg/d) and the use of deep bedding (+2.6 kg/d). The use of a robot feed 195 pusher, deep bedding, and greater stall raking frequency were positively associated with 196 greater yield (kg/d) of de novo FA, mixed FA, preformed FA, and de novo + mixed FA. 197 Use of deep bedding was negatively associated with the concentration of fat, de novo FA, 198 mixed FA, and de novo + mixed FA, expressed in g/100 g (%) of milk. A wider lying 199 alley width ( 305 cm) was associated with a greater concentration (g/100 g of milk) of 200 de novo and de novo + mixed FA. Greater frequency of PMR delivery (>2x/d vs. 1 and 2 201 x/d) was positively associated with a greater proportion (g/100 g of FA) of de novo, 202 mixed, and de novo + mixed FA and negatively associated with the proportion of 203 preformed FA. Overall, these associations indicate that bulk tank FA profile can be used 204 as a tool to monitor and adjust management and housing in AMS farms.
Resumo
Investigating factors that could affect milk production of cows is an important way to improve the efficiency of production systems. This purpose of this study was to verify and quantify the influence of calf sex on milk production and lactation length in herds of Holstein, Gir, and Guzera cows. Data from 10,780 lactations of 4,807 Holstein cows that calved between 2001 and 2013; 18,898 lactations of 13,172 Gir cows that calved between 1985 and 2013; and 5,277 lactations of 3,972 Guzera cows that calved between 1987 and 2013 were used. Both the accumulated 305-day milk yield (P305) and the length of the lactation period up to 305 days (DL305) were evaluated. Analysis of variance was performed by the least squares method using the GLM procedure in the SAS statistical program. The P305 was not influenced by the sex of the calf in the Holstein breed. However in the zebu breeds (Gir and Guzera), both P305 and DL305 were significantly affected (P 0.01) by the sex of the calf, with higher production and average length of lactation in cows that calved males. In addition, a significant difference was also nested within sex of calf and age at first calving (P 0.05) in the Gir breed. The results indicate that for the zebu breeds, calf sex influences production characteristics.
A investigação de fatores que interferem na produção de vacas leiteiras é de grande importância para eficiência dos sistemas de produção. O objetivo do trabalho foi verificar e quantificar a influência do sexo do bezerro sobre produção de leite e sobre a duração da lactação em rebanhos das raças Holandesa, Gir Leiteiro e Guzerá. Foram avaliadas 10.780 lactações de 4.807 vacas Holandesas, paridas entre 2001 e 2013; 18.898 lactações de 13.172 vacas Gir Leiteiro paridas de 1985 a 2013 e 5.277 lactações ocorridas entre 1987 e 2013, de 3.972 vacas Guzerá. As características estudadas foram produção de leite acumulada em 305 dias e duração da lactação (até 305 dias). A análise de variância foi realizada pelo método de quadrados mínimos, através do procedimento GLM do programa estatístico SAS. A produção de leite acumulada aos 305 dias (P305) na raça Holandesa não foi influenciada pelo sexo do bezerro. Entretanto, para os animais de origem zebuína (Gir leiteiro e Guzerá), ambas as características foram significativamente influenciadas (P 0,01) pelo sexo do bezerro, sendo observadas maiores produções de leite e duração de lactação para vacas que pariram machos. Também foi observada diferença significativa do sexo do bezerro aninhado dentro de idade da vaca ao parto (P 0,05) para a raça Gir leiteiro. Estes resultados indicam que para as raças zebuínas, o sexo do bezerro influe
Resumo
Resumo: A pecuária vem ganhando força nos últimos anos no Brasil. A busca por animais adaptados ao clima tropical e ao manejo a pasto com baixa suplementação se destaca entre o Zebu brasileiro. Apesar do Zebu ser rústico e possuir características econômicas importantes, suas características relacionadas ao processo de parto e principalmente cuidados e manejos dos bezerros; da composição do colostro e leite; dos efeitos das categorias relacionadas aos números de partos e a idade dos animais, ainda não são descritas. Os objetivos desta pesquisa foram avaliar e comparar a composição proteica, imunológica e características físico-químicas do colostro e leite de fêmeas bovinas da raça Gir, segundo a categoria animal e à paridade das fêmeas. Não foi observado diferença estatística entre os grupos primíparas e pluríparas, nem em relação a idade (jovem, adulta e sênior) para as características proteicas, imunológicas e físico-químicas do colostro, leite de transição e leite nos tempos avaliados de 0 horas, 24 horas e 120 horas. Em conclusão A composição proteica, imunológica e as características físico-químicas do colostro e leite de animais Gir Leiteiro, não obtiveram diferença estatística entre os grupos de acordo com a paridade e em relação a idade dos animais. Ressalta a importância da utilização de matrizes mais velhas na reprodução, sem trazer prejuízos quanto as características proteicas, imunológicas e para seus neonatos. Apesar de possuírem particularidades especificas de diferenças para produção de alfa-lactoalbumina entre as idades, seus padrões de produção de proteínas do soro lácteo seguem um padrão para bovinos.
Abstract: Livestock has been gaining strength in recent years in Brazil. The search for animals adapted to the tropical climate and to pasture management with low supplementation stands out among the Brazilian Zebu. Although Zebu is rustic and has important economic characteristics, its characteristics are related to the birth process and especially the care and handling of the calves; the composition of colostrum and milk; of the effects of the categories related to the number of births and the age of the animals, are not yet described. The objectives of this research were to evaluate and compare the protein composition, immunological and physicochemical characteristics of colostrum and milk from gyr breed bovine females, according to animal category and female parity. There was no statistical difference between the primiparous and pluriparous groups, nor in relation to age (young, adult and senior) for the protein, immunological and physicochemical characteristics of colostrum, transitional milk and milk in the evaluated times of 0 hours, 24 hours and 120 hours. In conclusion the protein composition, immunological and physicochemical characteristics of colostrum and milk from Gir Leiteiro animals did not obtain statistical difference between the groups according to parity and in relation to the age of the animals. It emphasizes the importance of using older matrices in reproduction, without harming protein and immunological characteristics for their newborns. Despite having specific peculiarities of differences in alpha-lactalbumin production between ages, their whey protein production patterns follow a pattern for cattle.
Resumo
Ao longo do tempo, estimativas de valores genéticos e estudos de estrutura e diversidade genética das populações animais têm sido realizadas por métodos tradicionais. Utilizando apenas os registros de pedigree era possível obter informações valiosas sobre o potencial produtivo, a história da população e a diversidade genética. Consequentemente, informações de pedigree incorretas ou incompletas podiam reduzir consideravelmente a acurácia das análises. Atualmente, o uso de marcadores tem permitido a correção de informações contidas no pedigree, além de estimar o parentesco entre os animais de forma mais acurada, inclusive na ausência de pedigree. Estimativas mais acuradas de parâmetros populacionais, como endogamia, desequilíbrio de ligação e tamanho efetivo também são possíveis. Com esses parâmetros podemos avaliar a estrutura populacional e a diversidade genética, orientando estratégias de manejo e acasalamento nos rebanhos e na população como um todo. Nesse contexto, nossos objetivos gerais foram: i. Identificar um conjunto de pelo menos 1000 marcadores SNP, presentes nos principais chips comerciais, que permitam com precisão a atribuição de paternidade na raça Gir; ii. Estimar coeficientes de relacionamento em gado Gir com base em marcadores SNP; iii. Estimar coeficientes de endogamia em animais Gir por meio de corridas de homozigose; 4. Estimar tamanho efetivo da população com base no desequilíbrio de ligação em gado Gir. Nós utilizamos a abordagem da razão de verossimilhança para reconstruir o pedigree do gado Gir, a fim de corrigir eventuais erros de anotação e aprofundar as informações contidas nos registros de pedigree. A abordagem provou ser satisfatória, melhorando a profundidade do pedigree e mostrando que ele é bem estabelecido quanto à informações recentes. Os coeficientes de parentesco nos permitiram avaliar a distribuição dos valores para cada categoria do pedigree reconstruído. A estrutura populacional da raça Gir foi analisada por meio do tamanho efetivo, desequilíbrio de ligação e endogamia baseada em corridas de homozigose (ROH). Em que detectamos uma diminuição no tamanho efetivo, e níveis de endogamia, especialmente aqueles baseados em segmentos curtos de ROH, com valores moderados a altos, sugerindo a presença de gargalos no desenvolvimento da população de gado Gir no Brasil. Por outro lado, uma menor porcentagem de ROH residia nas classes de ROH mais longas. O presente estudo fornece informações importantes que podem ser agregadas ao Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro (PNMGL) para aumentar a acurácia e o volume dos registros, além de auxiliar no desenvolvimento de estratégias de manejo de acasalamento.
Over time estimates of genetic values and studies of the structure and genetic diversity of animal populations have been carried out using traditional methods. Using only pedigree records, it was possible to obtain valuable information on their productive potential, history of population and genetic diversity. Consequently, incorrect or incomplete pedigree information could considerably reduce the accuracy of the analyzes. Currently, the use of markers has allowed the correction of information contained in the pedigree, in addition to estimating the relationship between animals more accurately, including in the absence of a pedigree. More accurate estimates of population parameters, such as inbreeding, linkage disequilibrium and effective size are also possible. With these parameters, we can evaluate the population structure and genetic diversity, guiding management and mating strategies in herds and the population as a whole. In this context, our general objectives were i. Identify a set of at least 1000 SNP markers, present in the main commercial chips, that accurately allow parentage assignment to be carried out in Gir breed; ii. Estimate relationship coefficients in Gir cattle based on SNP markers; iii. Estimate the inbreeding coefficients in Gir animals through runs of homozygosity; iv. Estimate the effective population size based on linkage disequilibrium in Gir cattle. We used the likelihood ratio approach to reconstruct the pedigree of Gir cattle, in order to correct any errors in annotation and to deepen the information contained in the pedigree records. The approach proved to be satisfactory, improving the depth of the pedigree and showing that it is well established in terms of recent information. The relationship coefficients allowed us to assess the distribution of values for each relationship category of the reconstructed pedigree. The population structure of the Gir breed was analyzed using effective size, linkage disequilibrium and inbreeding based on runs of homozygosity (ROH). In which a decrease in effective size and levels of inbreeding were detected, especially those based on short segments of ROH, with moderate to high values, suggesting the presence of bottlenecks in the genome of Gir cattle. On the other hand, a lower percentage of ROH resided in the longest ROH classes. The present study provides important information that can be added to the Brazilian Dairy Gir Breeding Program (PNMGL) to increase the accuracy and volume of records, in addition to assisting in the development of mating management strategies.
Resumo
O trabalho teve como objetivo avaliar as mudanças nas características produtivas e corporais durante a lactação de primíparas da raça Gir em prova de produção de leite. As observações analisadas no presente estudo foram provenientes de animais participantes da 1ª e 2ª Prova Nacional de Produção de Leite: Gir Leiteiro Sustentável promovida pela ABCGIL (Associação Brasileira de Criadores de Gir Leiteiro). As provas continham 26 e 22 primíparas participantes na primeira e segunda provas, respectivamente, provenientes de 27 rebanhos. As informações de peso corporal, escore de condição corporal (ECC) e espessura de gordura subcutânea (EGS) foram mensuradas mensalmente, desde o pré-parto até o final da lactação. O ECC foi medido numa escala de 1 a 9 e a EGS foi mensurada em cinco diferentes locais do corpo do animal por meio de aparelho de ultrassom. A produção de leite dos animais foi registrada mensalmente, durante o controle leiteiro oficial. Os animais apresentaram idade média ao parto de 35,4 ± 5,3 meses, peso corporal ao parto de 445,0 ± 58,82 kg e ECC médio ao parto de 5,94 ± 1,32. A produção de leite diária dos animais durante a lactação foi de 10,41 ± 3,09 kg com duração média da lactação de 274 dias. Houve queda no peso corporal, ECC médio dos animais após o parto até o terceiro mês de lactação (417,51 ± 53,7 kg; 4,84 ± 1,11, respectivamente) indicando que houve mobilização das reservas corporais para produção de leite. Todas as medidas de EGS das primíparas apresentaram resultados semelhantes, com perdas de gordura durante a lactação até os 7 meses. A medida de EGS transversal entre a tuberosidade ilíaca até a ponta do ísquio foi o local analisado para espessura de gordura que apresentou maior sensibilidade às alterações corporais dos animais no decorrer da lactação. A produção de leite dos animais não foi afetada pela perda de peso durante a lactação. Entretanto, maiores produções de leite estiveram associadas com as maiores perdas de ECC e EGS durante a lactação. Aparentemente a região entre a tuberosidade ilíaca até a ponta do ísquio é o melhor local para se realizar a EGS de animais da raça Gir voltados para produção de leite.
The objective of this work was to evaluate the changes in productive and body characteristics during lactation of primiparas of the Gir breed in a test of milk production evaluated on pasture. The observations analyzed in this study were from animals participating in the 1st and 2nd National Milk Production Test: Sustainable Dairy Gyr promoted by ABCGIL (Brazilian Association of Dairy Gyr Breeders). The tests contained 26 and 22 primiparas participating in the first and second tests, respectively, from 27 herds. Body weight, body condition score (BCS) and subcutaneous fat thickness (SFT) information were measured monthly from prepartum to the end of lactation. The BCS was measured on a scale from 1 to 9 and the SFT was measured at five different places in the animal's cup using an ultrasound device. The milk production of the animals was registered monthly, during the official dairy control. The animals had a mean age at birth of 35.4 ± 5.3 months, body weight at birth of 445.0 ± 58.82 kg and mean BCS at birth of 5.94 ± 1.32. The daily milk production of the animals during lactation was 10.41 ± 3.09 kg with an average duration of lactation of 274 days. There was a decrease in body weight, mean BCS of the animals after parturition (417.51 ± 53.7 kg; 4.84 ± 1.11, respectively) indicating that there was mobilization of body reserves for milk production, and that possibly the animals entered a negative energy balance (NEB). All SFT measurements showed similar results, with fat loss during lactation, up to 7 months. The transverse SFT measurement between the iliac tuberosity to the ischium tip was the analyzed site for fat thickness that showed greater sensitivity to the animals' body changes during lactation. Statistical analyzes indicated that the milk production of animals was not affected by weight loss during lactation. However, higher milk yields were associated with higher losses of BCS and SFT during lactation. Apparently, the region between the iliac tuberosity to the point of the ischium is the best place to carry out the SFT of animals of the Gir breed intended for milk production.
Resumo
O Gir Leiteiro resulta da seleção fenotípica de animais da raça zebuína Gir com maior aptidão para produção de leite. Esses animais possuem tolerância ao calor, às doenças e aos parasitas tropicais. Essas características adaptativas tornam o Gir Leiteiro um recurso genético importante para a produção de leite nos trópicos. O estudo e caracterização de variantes estruturais (SV) do DNA desses indivíduos relacionadas a características adaptativas, de sanidade e produtivas são de interesse para o melhoramento genético da raça. Um exemplo de variações estruturais estudadas é a variação no número de cópias (CNV), que compreende deleção ou duplicação de um segmento de DNA em relação ao genoma referência. Esse tipo de SV envolve muitos pares de bases, sendo capaz de alterar a expressão gênica e de ocasionar alterações fenotípicas. Os objetivos deste trabalho foram: (1) detectar CNV no genoma de bovinos Gir Leiteiro; (2) identificar regiões de CNV (CNVR) de alta confiabilidade; (3) determinar as regiões genômicas em que ocorrem as CNV que coincidem com regiões de interesse, tais como genes e Quantitative trait loci (QTL) previamente relacionados às características de sanidade, reprodução e produção de leite; (4) categorizar funcionalmente os genes sobrepostos às CNV e identificar as vias biológicas enriquecidas. Após o controle de qualidade, dados de intensidade de sinal de genotipagem de SNP (polimorfismo de nucleotídeo único) provenientes do ensaio Bovine HD SNPChip de 545 indivíduos e dados oriundos de sequenciamento de genoma completo de 38 touros foram utilizados para a detecção de CNV. Ao total, 547 animais foram utilizados, dos quais 36 possuíam informação de painel de SNP e sequenciamento. Para a identificação das CNV nos dados de genotipagem foi utilizado o modelo oculto de Markov por meio do programa PennCNV e, nos dados de sequenciamento, foram utilizadas as metodologias de Read Depth, por meio do programa CNVnator e, Split-Read e Read Pair, pelo programa DELLY. O genoma referência ARS_UCD1.2 foi utilizado para o alinhamento das amostras de sequenciamento e para o mapa de SNP. Dois conjuntos de regiões de CNV (CNVR) de alta confiança foram definidos, contendo variantes encontradas nos dados de painéis de SNP e de sequenciamento. Esses conjuntos foram relativos às CNVR presentes em, no mínimo, 5% da população estudada (CNVR_POP) e aos indivíduos representativos da população Gir Leiteiro (CNVR_ANI). No conjunto CNVR_POP, foram encontradas dez CNVR, que representam 1,04 Mb do genoma bovino. No conjunto CNVR_ANI, foram encontradas 45 CNVR, que somadas representam mais de 4,4 Mb do genoma bovino. Os dois conjuntos de CNVR de alta confiança foram unidos para análise funcional resultando em 48 CNVR únicas e de alta confiança. Essas se sobrepuseram a 69 genes, incluindo FILIP1, SENP6, CA5A, BANP, HERC2, RHOU, GBP2, GBP4, GBP6, BLA-DQB, ENSBTAG00000037605 e genes de receptores olfativos. Na análise de enriquecimento, dois termos de Gene Ontology (GO) (FDR<0,05) e 17 termos da plataforma Medical Subject Headings (MeSH) (pajustado< 0,05) foram enriquecidos significativamente. Nas CNVR únicas e de alta confiança foram encontrados 44 Quantitative trait loci (QTL) significativamente associados (p<0,05) a produção (29,54%), reprodução (22,73%), conformação (18,18%), sanidade (13,64%), leite (13,63%), e carne e carcaça (2,27%). As CNVR iv presentes no conjunto CNVR_POP podem ser consideradas como regiões de polimorfismos no número de cópia, pois estão presentes em mais de 1% da população estudada. Em adição, esse conjunto pode ser utilizado como critério de escolha de CNV a serem validadas, como por exemplo, por PCR. Este estudo poderá auxiliar na escolha de SNP que estejam sobrepostos às CNV para o desenvolvimento de painéis de genotipagem para o Gir leiteiro. Ainda, a inclusão de CNVR na avaliação genômica poderá trazer benefícios para o processo de seleção e deve ser verificada. Nossos resultados abrangem a identificação e caracterização de 48 CNVR de alta confiança no genoma de bovinos Gir Leiteiro, o que contribui para a elaboração de um mapa de SV na raça Gir e para o melhor entendimento do genoma dos zebuínos. As CNVR identificadas neste estudo podem afetar potencialmente genes que estão envolvidos no processo evolutivo e no controle fenotípico de característica de interesse para a cadeia produtiva leiteira, como imunidade, lactação, reprodução, reconhecimento de estímulos e sanidade.
The Dairy Gir cattle results from the selection of animals from the Zebu Gir breed with greater aptitude for milk production. These animals are tolerant of heat, disease, and tropical parasites. These adaptive traits make the Dairy Gir an important genetic resource for milk production in the tropics. The study and characterization of structural variants (SV) of the DNA of these animals related to adaptive, healthy, and productive traits are interesting to the animal breeding of the breed. An example of structural variants is copy number variation (CNV), which comprises deletion or duplication of a DNA segment compared to the reference genome. The CNV can alter the gene expression and consequently change phenotypes because it encompasses many base pairs. The objectives of the work were: (1) detect CNV in the genome of Dairy Gir cattle; (2) identify high-confidence CNVR; (3) determine the genomic regions overlapping CNVR that coincide with the interest regions, such as genes and Quantitative Trait Loci (QTL) previously related to health, reproduction, and milk production traits; (4) functionally categorize genes overlapped with CNVR and identify the enriched biological pathways. After the quality control, luminosity data from 545 individuals genotyped with Illumina BovineHD BeadChip and whole-genome sequencing data from 38 bulls were used to detect CNV. In total, 547 Dairy Gir animals were used, and 36 animals had both types of information. To identify the CNV in the SNP (single nucleotide polymorphism) array data, the hidden Markov model methodology was used by the PennCNV software and, in the sequencing data, the Read Depth methodology was used by the CNVnator software, and Split-Read and Read Pair methodologies by the DELLY software. The reference genome ARS_UCD1.2 was used for the alignment and the SNP map. Two sets of high confidence CNV regions (CNVR) were defined, containing variants found in the SNP array and sequencing data. These sets are related to the CNVR present in at least 5% of the studied population (CNVR_POP) and the representative animals of the Dairy Gir population (CNVR_ANI). In the CNVR_POP set, ten CNVR were found, covering 1.04 Mb of the bovine genome. In the CNVR_ANI set, 45 CNVR were found, which together cover more than 4.4 Mb of the bovine genome. The two high confidence CNVR sets were merged for functional analysis, resulting in 48 unique and high-confidence CNVR. These overlapped 69 genes, including FILIP1, SENP6, CA5A, BANP, HERC2, RHOU, GBP2, GBP4, GBP6, BLA-DQB, ENSBTAG00000037605, and odorant receptors genes. In the enrichment analysis, two Gene Ontology (GO) terms (FDR<0.05), and 17 terms (padjusted< 0.05) from the Medical Subject Headings (MeSH) platform were significant. In the unique and high confidence CNVR, 44 Quantitative trait loci (QTL) were significantly associated (p<0,05) with production (29.54%), reproduction (22.73%), conformation (18.18%), health (13.64%), milk (13, 63%), and meat and carcass (2.27%). The CNVR in the CNVR_POP set may be considered regions of copy number polymorphism since they are present in more than 1% of the studied population. In addition, this set can be used to choose the CNV to be validated, such as by PCR. This study may support the selection of markers that flanks CNV to the development of SNP arrays for the Dairy Gir. Also, the inclusion of CNVR in the genomic evaluation could benefit the selection process and must be verified. Our results include the identification and characterization of 48 high-confidence CNVR in the genome of Dairy Gir cattle. These data contribute to elaborate an SV map in the vi Gir breed and a better understanding of the genome of the zebu cattle. The CNVR identified in this study may potentially affect genes involved in the evolutionary process and the phenotypic control of traits of interest to the dairy products market, such as immunity, lactation, reproduction, stimulus recognition, and health.
Resumo
O objetivo com a presente pesquisa foi contribuir com o conhecimento da variabilidade genética e fenotípica do temperamento na ordenha em gado leiteiro cruzado Holandês-Gir. A pesquisa foi realizada com o desenvolvimento de dois estudos. O estudo 1 teve como objetivo avaliar as diferenças individuais nas reações comportamentais de novilhas F1 Holandês-Gir submetidas a protocolos de habituação a humanos e aos procedimentos de ordenha. Em uma fazenda comercial 31 novilhas foram submetidas a um treinamento dividido em duas fases: habituação à proximidade humana (fase 1) e à sala de ordenha e ao contato físico com humanos (fase 2). Os resultados indicam que existe variação individual nas novilhas no treinamento para primeira ordenha. A maioria delas reduziu o medo em relação aos humanos e se habituou aos procedimentos de ordenha, então um treinamento prévio ordenha para diminuir reatividade. O estudo 2 teve como objetivo estimar parâmetros genéticos como herdabilidade, repetibilidade, correlações genéticas e fenotípicas para a reatividade na ordenha e produção de leite em vacas Holandês -Gir. A partir de 6.641 dados fenotípicos de reatividade na ordenha de 1.298 vacas cruzadas Holandês-Gir e dados genealógicos fornecidos pela Associação de Criadores de Girolando foram realizadas as estimativas dos componentes de (co) variância e parâmetros genéticos utilizando os programas da família BLUPF90 mediante inferência Bayesiana com THRGibbs1f90. Existe variação genética na variável reatividade na ordenha, o caráter é hereditário e tem alta repetibilidade. Existe uma grande importância em incluir a reatividade na ordenha como uma variável para seleção genética ao longo prazo.
The aim of this research was to contribute to the knowledge of the genetic and phenotypic variability of the milking temperament traits in Holstein-Gyr crossbred dairy cattle. Two studies were carried out. The aim of study 1 were evaluate individual differences in the behavioral reactions of F1 Holstein-Gyr heifers submitted habituation protocols to humans and to milking procedures. The study was carried out in a commercial farm with 31 heifers, which were underwent to a training protocol divided into two phases, addressing the cows habituation to human proximity (phase 1) and to the milking parlor and physical contact with humans (phase 2). The results showed individual variation in heifers reactions during training procedures for the first milking. Most of them have reduced fear of humans and become habituated to the milking parlor and physical contact. Thus, training leads decrease cows reactivity during first milking. The aim of study 2 were estimate genetic and phenotypic variability of milking reactivity and milk production traits in Holstein-Gyr cows. The study was carried out with 6,641 records of milking reactivity from 1,298 Holstein-Gyr crossbred cows. Genealogical data were provided by the Girolando Breeders Association. The estimates of (co)variance components and genetic parameters were performed using BLUPF90 family programs. It was observed genetic variation in the milking reactivity, which showed low heritability and high repeatability Milking reactivity must be considered in selective breeding programs of Girolando cattle.