Effect of the percentage of Bos taurus inheritance on the fertility of Holstein×Zebu and Brown Swiss×Zebu cows in the Mexican tropics

Background: No dairy breed or crossbreed has superior overall performance in all environments; therefore, it is necessary to determine which crossbreed is the most suitable for the Mexican tropic and what proportion of European breed is optimum for reproduction. Objective: To assess the effect of the proportion of Bos taurus (Bt) genes on reproductive performance of Holstein×Zebu (HZ) and Brown Swiss×Zebu (BZ) cows, and compare reproductive performance of these genotypes in a dual- purpose production system. Methods: Cows were maintained in a rotational grazing system on African star grass (Cynodon plectostachyus) in Veracruz, Mexico. Cows were milked twice daily. Calves were kept tied to the side of their dams while the cows were milked. Results: The percentage of Bt genes did not affect (p>0.05) fertility traits (age at first calving, days to first service after calving, services per conception, conception rate at first service, days open until conception, gestation length, and calving interval) of BZ cows. In contrast, HZ cows with less than 75% Holstein (H) genes were 0.3 years younger (p<0.05) at first calving and had 39.8 fewer days open (p<0.05) than HZ cows with 75% H genes or more. In addition, the calving interval of HZ cows with less than 75% H genes was 44.8 days shorter (p<0.05) than that of HZ cows with 75% H genes or more. The HZ cows had five fewer days pregnant and were 22.8 kg heavier at calving (p<0.05) than BZ cows. Conclusions: The effect of the percentage of Bt genes on cow fertility depends on the dairy breed used. In general, BZ and HZ cows present similar reproductive performance.

Antecedentes: Ninguna raza lechera o cruce tiene un desempeño general superior en todos los ambientes; por lo tanto, es necesario determinar cuál cruce lechero es más apropiado en el trópico mexicano y qué proporción de raza europea es óptima para la reproducción. Objetivo: Evaluar el efecto de la proporción de genes Bos taurus (Bt) en el desempeño reproductivo de vacas cruzadas Holstein×Cebú (HC) y Pardo Suizo×Cebú (PC), y comparar el desempeño reproductivo de estos dos genotipos en un sistema de producción doble propósito. Métodos: Las vacas se mantuvieron en un sistema de pastoreo rotacional en zacate Estrella de África (Cynodon plectostachyus) en Veracruz, México. Las vacas se ordeñaron dos veces al día. Los becerros se mantuvieron atados, a un costado de sus madres mientras éstas se ordeñaron. Resultados: El porcentaje de genes Bt no afectó (p>0,05) ninguna característica de fertilidad (edad a primer parto, días a primer servicio después del parto, servicios por concepción, tasa de preñez a primer servicio, días abiertos a la concepción, duración de la gestación, e intervalo entre partos) de las vacas PC. En contraste, las vacas HC con menos de 75% de genes Holstein (H) fueron 0,3 años más jóvenes (p<0,05) al primer parto y tuvieron 39,8 días abiertos menos (p<0,05) que las vacas HC con 75% de genes H o más. Además, el intervalo entre partos de las vacas HC con menos de 75% de genes H fue 44,8 días más corto (p<0,05) que el de las vacas HC con 75% de genes H o más. Las vacas HC tuvieron cinco días de gestación menos y fueron 22,8 kg más pesadas al parto (p<0,05) que las PC. Conclusiones: El efecto del porcentaje de genes Bt sobre la fertilidad de la vaca depende de la raza lechera usada. En general, las vacas PC y HC tienen similar desempeño reproductivo.

Antecedentes: Nenhuma raça ou cruza leiteira tem desempenho geral superior em todos os ambientes; portanto, é necessário determinar qual cruza leiteira é mais apropriada no trópico mexicano e qual proporção da raça europeia é ideal para a reprodução das vacas. Objetivo: Avaliar o efeito da proporção de genes Bos taurus (Bt) no desempenho reprodutivo de vacas Holandês×Zebu (HZ) e Pardo Suíço×Zebu (PZ), e comparar o desempenho reprodutivo desses dois genótipos em sistema de produção de dupla aptidão. Métodos: As vacas foram mantidas em sistema de pastoreio rotacional em capim Estrela de África (Cynodon plectostachyus) em Veracruz, México. As vacas foram ordenhadas duas vezes por dia. Os bezerros foram mantidos ao lado de suas mães enquanto eram ordenhadas. Resultados: A porcentagem dos genes Bt não afetou (p>0,05) nenhuma característica de fertilidade (idade ao primeiro parto, número de dias para o primeiro serviço pós-parto, serviços por concepção, taxa de prenhes no primeiro serviço, dias abertos, período de gestação e intervalo entre partos) das vacas PZ. Em contraste, vacas HC com menos de 75% dos genes Holandês (H) eram 0,3 anos mais jovens (p<0,05) no primeiro parto e tiveram 39,8 dias abertos a menos (p<0,05) do que as vacas HZ com 75% ou mais dos genes H. Além disso, o intervalo de parto das vacas HZ com menos de 75% dos genes H foram 44,8 dias mais curtos (p<0,05) do que as vacas HZ com 75% ou mais de genes H. As vacas HZ tiveram cinco dias de gestação a menos e foram 22,8 kg mais pesadas no parto (p<0,05) do que as PZ. Conclusões: O efeito da porcentagem de genes Bt na fertilidade da vaca dependeu da raça leiteira utilizada. Em geral, as vacas PZ e HZ tiveram desempenho reprodutivo semelhante.

Heritabilities, correlations, and genetic trends for reproductive traits of a multiracial cattle population in Colombia / Heredabilidades, correlaciones y tendencias genéticas para características reproductivas en una población bovina multirracial en Colombia / Herdabilidades, correlações e tendências genéticas para características reprodutivas em uma população multirracial na Colômbia

The aim of this study was to estimate heritabilities, genetic correlations, heterosis and genetic trends for reproductive traits in a multiracial Angus-Brahman cattle population in the Colombian tropics. Records of age at first calving (EPP), first calving interval (PIEP) and second calving interval (SIEP) were evaluated from years 1993 to 2009. Data were analyzed using a tree-characteristic model that included the fixed effects of contemporary group (year-season for EPP, year-season-sex for PIEP and SIEP), direct additive genetic fixed effects of breed, individual heterosis; and direct additive genetic random effect of the animal, as well as the residual random effect. The variance components were estimated by the restricted maximum likelihood method, using the AIREML program. The estimated means were 38.5 ± 6.0, 18.4 ± 3.7, and 17.6 ± 2.77 months for EPP, PIEP and SIEP, respectively. The estimated heritabilities were 0.32 ± 0.09 for EPP, 0.04 ± 0.01 for PIEP, and 0.14 ± 0.05 for SIEP. A low and negative genetic correlation between direct effects for EPP and SIEP (-0.07 ± 0.23) was found. Genetic trend for EPP and SIEP was not significant (p>0.05), while it was significant (p≤0.05) for PIEP, although close to zero. The EPP heritability estimate suggests that genetic progress can be achieved for this feature through selection in few generations. Genetic trends indicate that the selection intensity applied to this multiracial population was not enough to influence its breeding values during the studied period.

El objetivo de este estudio fue estimar las heredabilidades, correlaciones genéticas, heterosis y tendencias genéticas para características reproductivas en una población bovina multirracial Angus-Brahman en el trópico bajo colombiano. Se evaluaron registros de edad al primer parto (EPP), primer intervalo entre partos (PIEP) y segundo intervalo entre partos (SIEP), desde el año 1993 hasta 2009. Los datos fueron analizados mediante un modelo tricarácter que incluyó los efectos fijos de grupo contemporáneo (año-época para EPP; año-época-sexo para PIEP y SIEP), efectos fijo genético aditivo directo de raza, heterosis individual; y los efectos aleatorios genéticos aditivos directos del animal y residual. Los componentes de varianza se estimaron por el método de máxima verosimilitud restringida, mediante el programa AIREML. Las medias estimadas fueron de 38,5 ± 6,0, 18,4 ± 3,7 y 17,6 ± 2,77 meses para EPP, PIEP y SIEP, respectivamente. Las heredabilidades estimadas fueron 0,32 ± 0,09 para EPP, 0,04 ± 0,01 para PIEP y 0,14 ± 0,05 para SIEP. Se encontró una baja correlación genética negativa entre efectos directos para EPPSIEP (-0,07 ± 0,23). Las tendencias genéticas para EPP y SIEP fueron no significativas (p>0,05), mientras que para PIEP fue significativa (p≤0,05), pero cercana a cero. El estimativo de heredabilidad para EPP, sugiere que a través de la selección en pocas generaciones se puede lograr progreso genético para esta característica en la población estudiada. Las tendencias genéticas indican que, la intensidad de selección aplicada a esta población multirracial no fue suficiente para influir sobre los valores de cría durante los años de estudio.

O objetivo desse estudo foi estimar as herdabilidades, correlações genéticas, heterose e tendências genéticas para características reprodutivas em uma população bovina multirracial Angus-Brahman no trópico baixo colombiano. Avaliaram-se registros de idade ao primeiro parto (EPP), primeiro intervalo entre partos (PIEP) e segundo intervalo entre partos (SIEP), desde 1993 até 2009. Os dados foram analisados mediante um modelo tricaráter que incluiu os efeitos fixos do grupo contemporâneo (anoépoca para EPP, ano-época-sexo para PIEP e SIEP), efeito fixo genético aditivo direto da raça, heterose individual e os efeitos aleatórios genéticos aditivos diretos do animal e residual. Os componentes de variância estimaram-se pelo método de máxima verossimilhança restrita, mediante o programa AIREML. As medias estimadas foram de 38,5 ± 6,0, 18,4 ± 3,7 e 17,6 ± 2,77 meses para EPP, PIEP e SIEP, respectivamente. As herdabilidades estimadas foram, EPP= 0,32 ± 0,09; PIEP= 0,04 ± 0,01; SIEP= 0,14 ± 0,05. Encontrou-se uma correlação genética negativa baixa entre os efeitos diretos para EPP-SIEP (-0,07 ± 0,23). As tendências genéticas para EPP e SIEP foram não significativas (p>0,05), enquanto que para PIEP foi significativa (p≤0,05), mas perto de cero. O estimativo de herdabilidade para EPP, sugere que a través da seleção em poucas gerações é possível lograr progresso genético para esta característica na população estudada. As tendências genéticas indicam que, a intensidade de seleção aplicada a esta população multirracial não foi suficiente para influir sob os valores de cria durante os anos de estudo.

Estimación de parámetros genéticos para características de fertilidad en ganado Suizo Pardo bajo condiciones subtropicales en México / Estimation of genetic parameters for fertility traits in Brown Swiss cattle under subtropical conditions of Mexico

Pedigree and reproductive records of 151 Brown Swiss cows were analyzed with the objective of estimating the heritability (h²) and the repeatability (r) for different measures of fertility. Cows were daughters of 49 sires and 102 dams. The study was carried out at Las Margaritas research station located in Puebla, Mexico. The pedigree was the same for all traits; it consisted of 287 individuals, and included dams without records and sires. Genetic parameters were estimated for conception rate at first service (CR), days to first registered heat after calving (DH), days to first registered service after calving (DS), days open (DO), and calving interval (CI). Estimations were made independently for each trait with a repeatability animal model, which included the direct additive genetic effect, as well as the permanent environmental effect of the cow. Genetic parameters were estimated with restricted maximum likelihood. In general, estimates of permanent environmental variance were greater than estimates of additive genetic variance, so that r was mainly determined by permanent environmental effects. Estimates of h² and r were: 0.02 ± 0.06 and 0.16, 0.00 ± 0.05 and 0.15, 0.03 ± 0.03 and 0.03, 0.00 ± 0.03 and 0.14, and 0.03 ± 0.07 and 0.12 for DH, DS, CR, DO and CI. Artificial selection as a tool to induce genetic change in measures of fertility studied would be slightly effective because additive genetic variance is scarce.

Se analizaron los registros genealógicos y reproductivos de 151 vacas de la raza Suizo Pardo para estimar la heredabilidad (h²) y el índice de constancia (r) de diferentes indicadores de fertilidad. Las vacas fueron hijas de 49 sementales y 102 madres. El estudio se realizó en el sitio experimental Las Margaritas, en Puebla, México. El pedigrí fue el mismo para todas las características, consistió de 287 animales e incluyó madres sin registros y padres. Los parámetros genéticos fueron estimados para tasa de gestación a primer servicio (TG), días al primer calor registrado después del parto (DC), días al primer servicio registrado después del parto (DS), días abiertos (DA) e intervalo entre partos (IEP). Las estimaciones se hicieron en forma independiente para cada característica, con un modelo de repetibilidad que incluyó el efecto genético aditivo individual, así como el efecto ambiental permanente de la vaca. Los parámetros genéticos fueron estimados por medio de máxima verosimilitud restringida. Los estimadores de la varianza del ambiente permanente, en general, fueron mayores que los de la varianza genética aditiva, por lo que r estuvo determinado principalmente por el ambiente permanente. Los estimadores de h² y r fueron: 0.02 ± 0.06 y 0.16, 0.00 ± 0.05 y 0.15, 0.03 ± 0.03 y 0.03, 0.00 ± 0.03 y 0.14, y 0.03 ± 0.07 y 0.12 para DC, DS, TG, DA e IEP, respectivamente. La selección artificial como una herramienta para inducir cambio genético en las diferentes mediciones de fertilidad sería poco efectiva, ya que la variación genética es escasa.

Factores genéticos y ambientales que afectan el comportamiento productivo de un rebaño pardo suizo en el trópico: II intervalo entre partos y su relación con la producción de leche / Genetic and environmental factors affecting productive performance in a brown swiss herd in the tropic: II relationship between calving interval and milk yield

Con el objeto de evaluar los efectos genéticos y ambientales sobre el intervalo entre partos (IEP) y su relación con la producción de leche ajustada a 305 días (PL305) en un rebaño Pardo Suizo, se obtuvieron datos de 1343 intervalos entre partos y 1890 lactancias de 589 vacas-años de un hato manejado intensivamente ubicado en el estado Carabobo, Venezuela, entre los años 1995 y 2001. Se realizaron análisis con modelos mixtos a través de la metodología de máxima verosimilitud para evaluar los efectos fijos ambientales. Los modelos incluyeron: año de parto (ANOP: 1995,..., 2001), mes de parto (MESP: Ene.,..., Dic.), número de lactancia (LACN: 1,..., 7 ó más) y edad de la vaca al parto en meses (EPM: 22,…,156). Se usó un modelo animal univariado para estimar el índice de herencia (h2) y calcular el coeficiente de repetición (ri) de la variable IEP. Luego se usó un modelo animal bivariado para estimar las correlaciones entre IEP y PL305 Ambos modelos se usaron a través del conjunto de programas MTDFREML. ANOP, MESP, LACN y EPM tuvieron efecto significativo sobre la variable estudiada (P<0,05). El promedio ajustado de intervalo entre partos fue de 418,7 ± 2,6 días. El valor estimado de h2 (± error estándar) y el valor calculado de ri fueron 0,05 ± 0,044 y 0,10, respectivamente. Los coeficientes de correlación genética (rg), ambiental (ra) y fenotípica (rf) estimados entre PL305 e IEP fueron 0,69; 0,004 y 0,09, respectivamente. Estos estimados indican una asociación positiva entre ambas variables. Así, el incremento en la capacidad de producción de leche de las vacas, sea éste ambiental o genético, redundará en una disminución de la eficiencia reproductiva general del rebaño.

In order to evaluate genetic and environmental effects on calving interval (CI) and its relationship with 305-day milk yield (305L) in a Brown Swiss herd, data of 1343 calving intervals and 1890 lactations from 589 cows-years were collected on an intensive handling ranch located in Carabobo State (Venezuela) between 1995 and 2001. Mixed models and maximum likelihood (ML) analyses were carried out to evaluate environmental fixed effects. Models included: calving year (CY: 1995,…, 2001), calving month (CM: Ene.,…, Dic.), lactation number (LN: 1,…,7 or more) and age of dam at calving (DCA: 22,…,156). Univariate and bivariate animal models and Multiple Trait Derivate – Free Restricted Maximum Likelihood (DFREML) were used to estimate heritability (h2), to calculate repeteability (ri) and to estimate correlations between CI and 305L. CY, CM, LN and DCA were important sources of variation (P<0.05). Adjusted mean was 418.7 ± 2.6 days. Estimates of h2 (± standard error) and ri were 0.05 ± 0.044 and 0.10, respectively. Estimates of genetic, environmental and phenotypic correlations between CI and 305L were 0.69, 0.004 and 0.09, respectively. These estimates indicate a positive association between both variables. Thus, the increase in the capacity of milk production of the cows will result in less reproductive efficiency.