Genetic evaluation and genotype by environment interaction using test-day models for Portuguese and Brazilian Holstein cattle

RESUMO

Avaliações genéticas utilizando modelos test-day (TD) (como autorregressivo, AR e regressão aleatória, RR) em bovinos da raça Holandesa são necessárias para avaliar a aplicação desses modelos nesta população, uma vez que há interesse na mudança de modelos tradicionais para modelos TD usando múltiplas lactações. Da mesma forma, a avaliação da interação genótipo x ambiente (G x E) entre Brasil e Portugal pode ser importante para estratégias de melhoramento genético e para os produtores que investem em genótipos estrangeiros. Foram utilizados neste estudo as três primeiras lactações para produção leite, gordura e proteína, e escore de células somáticas (SCS). Os dados foram fornecidos pelas Associações Portuguesa e Brasileira de Criadores de Bovinos da Raça Holandesa e coletados entre 1994 e 2016. Primeiramente, os registros de produção de leite, gordura e proteína, e SCS foram utilizados para estudar o efeito de grupos de contemporâneos como fixo (HTDF) ou aleatório (HTDR) e com ou sem grupos de pais fantasmas (UPG) usando o modelo AR. A recuperação das informações usando modelos HTDR aumentou as confiabilidades mínimas de 0,50 para 0,75, 0,54 para 0,66, 0,64 para 0,71 e 0,25 para 0,67 para produção de leite, gordura e proteína, e SCS, respectivamente (para touros com 10 ou mais filhas). As diferenças nos ganhos genéticos anuais entre os modelos (HTDR vs. HTDF) para touros (vacas) foram de 30,66 (38,59) kg, 1,18 (1,35) kg, 1,26 (1,22) kg e -0,001 (-0,03) escores para produção de leite, gordura e proteína e SCS, respectivamente. Os grupos de contemporâneos como efeito aleatório no modelo AR são mais relevantes do que apenas considerar o efeito UPG. No entanto, a combinação de ambos pode proporcionar maiores ganhos genéticos anuais. Em geral, o modelo HTDR com UPG foi o que melhor se ajustou a essas características e deve ser o modelo de escolha para avaliações genéticas e análise de tendências genéticas de características longitudinais em bovinos da raça Holandesa. Posteriormente, os registros de produção de leite e SCS foram ajustados usando os modelos AR e RR, com o objetivo de comparar a eficiência destes modelos na avaliação genética nacional. As herdabilidades para produção de leite (SCS) foram similares entre os dois modelos e variaram de 0,17 a 0,23 (0,11 a 0,17). As correlações de rank entre os valores genéticos estimados (EBV) obtidos com os modelos AR e RR foram de 0,96 e 0,94 para produção de leite e 0,97 e 0,95 para SCS, respectivamente, para touros com 10 ou mais filhas e vacas. Ganhos genéticos anuais para touros (vacas) obtidos com os modelos AR foram 46,11 (49,50) kg para produção de leite e -0,019 (-0,025) escores para SCS. Ao usar os modelos RR, esses ganhos foram de 47,70 (55,56) kg para produção de leite e -0,022 (-0,028) escores para SCS. Em geral, os modelos AR foram mais eficientes e, dado o menor número de parâmetros para estimar e sua adequação aos dados de pequenos rebanhos, esses modelos são mais parcimoniosos e devem ser escolhidos para avaliações genéticas de bovinos Holstein no Brasil. Finalmente, a avaliação genética em dois passos foi usada para verificar a presença ou não de G x E. No passo 1, foi realizada avaliação genética dentro de país (Portugal e Brasil separadamente) usando modelos AR. Foram observadas estimativas de herdabilidade semelhantes para SCS em ambos os países, enquanto que para a produção de leite a herdabilidade foi de 0,31 para Portugal e de 0,23 para o Brasil. A correlação de rank entre os EBVs dos touros comuns aos dois países foi de 0,75 para produção de leite e de 0,62 para SCS. No passo 2, os fenótipos corrigidos de Portugal e do Brasil foram considerados como duas características distintas usando modelos de normas de reação bi-característicos. Para produção de leite, a correlação genética entre os gradientes ambientais (níveis de HTD) dentro dos países foi superior a 0,92 para Portugal e a 0,98 para o Brasil. Para SCS, a correlação genética entre os níveis de HTD variou de

ABSTRACT

Avaliações genéticas utilizando modelos test-day (TD) (como autorregressivo, AR e regressão aleatória, RR) em bovinos da raça Holandesa são necessárias para avaliar a aplicação desses modelos nesta população, uma vez que há interesse na mudança de modelos tradicionais para modelos TD usando múltiplas lactações. Da mesma forma, a avaliação da interação genótipo x ambiente (G x E) entre Brasil e Portugal pode ser importante para estratégias de melhoramento genético e para os produtores que investem em genótipos estrangeiros. Foram utilizados neste estudo as três primeiras lactações para produção leite, gordura e proteína, e escore de células somáticas (SCS). Os dados foram fornecidos pelas Associações Portuguesa e Brasileira de Criadores de Bovinos da Raça Holandesa e coletados entre 1994 e 2016. Primeiramente, os registros de produção de leite, gordura e proteína, e SCS foram utilizados para estudar o efeito de grupos de contemporâneos como fixo (HTDF) ou aleatório (HTDR) e com ou sem grupos de pais fantasmas (UPG) usando o modelo AR. A recuperação das informações usando modelos HTDR aumentou as confiabilidades mínimas de 0,50 para 0,75, 0,54 para 0,66, 0,64 para 0,71 e 0,25 para 0,67 para produção de leite, gordura e proteína, e SCS, respectivamente (para touros com 10 ou mais filhas). As diferenças nos ganhos genéticos anuais entre os modelos (HTDR vs. HTDF) para touros (vacas) foram de 30,66 (38,59) kg, 1,18 (1,35) kg, 1,26 (1,22) kg e -0,001 (-0,03) escores para produção de leite, gordura e proteína e SCS, respectivamente. Os grupos de contemporâneos como efeito aleatório no modelo AR são mais relevantes do que apenas considerar o efeito UPG. No entanto, a combinação de ambos pode proporcionar maiores ganhos genéticos anuais. Em geral, o modelo HTDR com UPG foi o que melhor se ajustou a essas características e deve ser o modelo de escolha para avaliações genéticas e análise de tendências genéticas de características longitudinais em bovinos da raça Holandesa. Posteriormente, os registros de produção de leite e SCS foram ajustados usando os modelos AR e RR, com o objetivo de comparar a eficiência destes modelos na avaliação genética nacional. As herdabilidades para produção de leite (SCS) foram similares entre os dois modelos e variaram de 0,17 a 0,23 (0,11 a 0,17). As correlações de rank entre os valores genéticos estimados (EBV) obtidos com os modelos AR e RR foram de 0,96 e 0,94 para produção de leite e 0,97 e 0,95 para SCS, respectivamente, para touros com 10 ou mais filhas e vacas. Ganhos genéticos anuais para touros (vacas) obtidos com os modelos AR foram 46,11 (49,50) kg para produção de leite e -0,019 (-0,025) escores para SCS. Ao usar os modelos RR, esses ganhos foram de 47,70 (55,56) kg para produção de leite e -0,022 (-0,028) escores para SCS. Em geral, os modelos AR foram mais eficientes e, dado o menor número de parâmetros para estimar e sua adequação aos dados de pequenos rebanhos, esses modelos são mais parcimoniosos e devem ser escolhidos para avaliações genéticas de bovinos Holstein no Brasil. Finalmente, a avaliação genética em dois passos foi usada para verificar a presença ou não de G x E. No passo 1, foi realizada avaliação genética dentro de país (Portugal e Brasil separadamente) usando modelos AR. Foram observadas estimativas de herdabilidade semelhantes para SCS em ambos os países, enquanto que para a produção de leite a herdabilidade foi de 0,31 para Portugal e de 0,23 para o Brasil. A correlação de rank entre os EBVs dos touros comuns aos dois países foi de 0,75 para produção de leite e de 0,62 para SCS. No passo 2, os fenótipos corrigidos de Portugal e do Brasil foram considerados como duas características distintas usando modelos de normas de reação bi-característicos. Para produção de leite, a correlação genética entre os gradientes ambientais (níveis de HTD) dentro dos países foi superior a 0,92 para Portugal e a 0,98 para o Brasil. Para SCS, a correlação genética entre os níveis de HTD variou de