Genetic Parameters for Some Productive and Reproductive Traits in a Dairy Herd in Eastern Antioquia, Colombia
Katerinne Quiroz Osorio1; Carolina Carmona Vargas2 y José Julián Echeverri Zuluaga3
1 Zootecnista. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agropecuarias. A.A. 1779, Medellín, Colombia. <kquiroz@unal.edu.co>
2 Zootecnista. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agropecuarias. A.A. 1779, Medellí, Colombia. <ccarmonv@unal.edu.co>
3 Profesor Asistente. Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín - Facultad de Ciencias Agropecuarias. A.A. 1779, Medellín, Colombia. <jjecheve@unal.edu.co>
Recibido: Marzo 04 de 2011; aceptado: Septiembre 12 de 2011.
Palabras clave: Caracteres reproductivos, correlaciones genéticas, herencia, ganado lechero.
Abstract. The age and weight at first calving and other productive and reproductive traits are decisive because are important for the future performance of dairy cows, their analysis allows to define some goals related to the start of productive life of those, influencing direct economic cost of the period of growth and development. In this research, were estimated the heritability (h2) and some genetic and phenotypic correlations of age and weight at first service, age and weight at fertile service, milk yield at first and second lactation and some other features related to the overall performance of cows during her life, which have wide importance in dairy cattle. Were analyzed 928 records of lactations of 184 Holstein cows born among the years 1985 to 2006 in a dairy herd in the department of Antioquia. The variance components were estimated by univariate and bivariate maximum likelihood methodology derivative free restricted and the correlations by direct estimation with phenotype information and estimated breeding values. The SAS 9.0 software was used for data editing and statistical analysis MTDFREML software was used for genetic analysis. The age and weight at first service did not have significant effect (P>0.05) on milk production in first and second lactation, neither with the total life production, However the age and weight at first fertile service had an effect highly significant (P<0.01) on production in first lactation. Heritability estimates for age and weight at first service were 0.29 ± 0.184 and 0.04 ± 0.170, age and weight at service fertile ± 0.41 0.195 ± 0.210 and 0.08 respectively.
Key words: Reproductive traits, genetic correlations, heritability, dairy cattle.
El costo del levante de una novilla representa entre el 15 y el 20% del costo total de producción de la ganadería de leche; para reducir este, se puede acortar el periodo improductivo de las novillas reduciendo la edad al primer parto, con un servicio temprano (Galvis, 2008).
La edad óptima al primer parto puede estar entre los 22 y 27 meses de edad, con un mínimo de 500 kg de peso (Galvis, 2008). Las vacas que paren a los dos años de edad tienen una vida productiva más longeva que aquellas que paren a edades más avanzadas, pero se ha reportado que el efecto de la edad al primer parto sobre la longevidad y el rendimiento de la vida productiva del animal, parece ser maximizado con una edad de 20 a 36 meses en la primera lactancia (Gill y Allaire, 1976; Pirlo et al., 1998; Ettema y Santos, 2004; Dürr et al., 1999; Ojango et al., 2005; Ruiz, et al., 2007). En Estados Unidos los hatos donde las novillas han parido a una edad avanzada, producen menos leche (Bewley et al., 2001).
El peso corporal está positivamente correlacionado con la producción de leche de la primera lactancia y la reproducción futura (Keown y Everett, 1986; Moore et al., 1991; Van Amburgh et al., 1998; Miller y McGilliard, 1959; Bailey y Currin 1999).
Parámetros genéticos para este tipo de características han sido informados por diversos autores; en vacas Holstein durante tres generaciones, se encontró una heredabilidad para la primera generación de 0,596±0,447, para la segunda 0,051±0,133 y 0,214±0,199 para la tercera (Valle y De Amorín, 1981); estimaron además, correlaciones genéticas (ra) y fenotípicas (rp) entre las variables producción total de leche (PL) y edad al primer parto (EPP), encontrando entre PL y EPP rp= -0,015±0,589 y ra = -0,006 + 0,258, indicando un grado de asociación bajo entre todas las características. Marini et al. (2007) establecieron una asociación baja entre la edad al primer parto y la producción de leche (0,048). Debido a la falta de estudios de este tipo en Colombia, el objetivo de esta investigación fue estimar algunos parámetros genéticos y ambientales para la edad y peso al primer servicio y servicio fértil, y su asociación con la producción de leche en diferentes etapas de la vida del animal y otras características productivas y reproductivas de interés.
]]> MATERIALES Y MÉTODOS
Tipo de estudio. Se consideraron registros históricos de 928 lactancias correspondientes a 184 vacas de la raza Holstein nacidas entre los años 1985 a 2006 en el hato Paysandú, propiedad de la Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín, el cual se localiza en el corregimiento de Santa Elena, Departamento de Antioquia, con una temperatura promedio de 14 °C y a una altura de 2.500 msnm.
Los parámetros productivos y reproductivos utilizados en los análisis fueron la edad al primer servicio (EPS), peso al primer servicio (PPS), edad al primer servicio fértil (EPSF), peso al primer servicio fértil (PPSF), edad al primer parto (EPP), número de partos vida (NPV), producción para la primera lactancia (PPL), producción para la segunda lactancia (PSL), producción vida (PV), número de servicios para la primera lactancia (NSPL), número de servicios segunda lactancia (NSSL), intervalo primer servicio-servicio fértil (IPSSF), número de servicios vida (NSV) y número de servicios parto vida (NSPV), calculado como el número de NSV sobre NPV.
Análisis estadístico. Efecto de las fuentes de variación sobre las características analizadas. Inicialmente se determinaron los efectos de las diferentes fuentes de variación sobre las variables dependientes. Para esto se llevaron a cabo varios modelos mixtos univariados, en los cuales se utilizaron la época y el año de nacimiento como efectos fijos (previo análisis de la variabilidad dentro de cada grupo, el año de parto se agrupó de manera consecutiva en cinco grupos, cada uno de cinco años, con el objetivo de reducir y balancear el número de niveles por clase) y el peso y edad al primer servicio y al servicio fértil como covariables en todos los modelos. Algunas otras covariables fueron incluidas dependiendo de la característica dependiente utilizada. El modelo general que se describe a continuación incorpora todos los efectos incluidos aunque todos no hayan sido utilizados en cada uno de los modelos analizados.
El modelo utilizado fue el siguiente:
Los datos fueron analizados mediante el procedimiento GLM de Statistical Analysis System (SAS 9,0).
Estimación de parámetros genéticos. A partir de los resultados encontrados en los procedimientos anteriores, se determinaron los efectos que finalmente se incluyeron en cada uno de los modelos para la estimación de los componentes de varianza y parámetros genéticos, de cada una de las características independientemente. Los estimados de heredabilidad y valores genéticos se hicieron usando la metodología del modelo animal descrita por Henderson (1984), el análisis fue llevado a cabo utilizando el software MTDFREML (Multi Trait Derivated Free Restricted Estímate Maximun Likelyhood (Boldman et al., 1995).
El modelo que se describe a continuación es general y difirió para cada característica dependiendo de los resultados del análisis inicial.
Se asumió que Y sigue una distribución normal multivariada, lo que implica que las características son determinadas por muchos genes aditivos. Además, que la var (Y), (Xb) y var (e) son conocidas, o, al menos, que su proporcionalidad se conoce, y que no existe una correlación entre Xb y e(cov (gai, e) = 0) y que no existe correlación entre las parejas (cov (ea, eb) = 0) (Mrode, 1996).
Las correlaciones de Pearson fueron estimadas utilizando el software SAS, para determinar el grado de asociación fenotípica entre las características y fue realizada para cada pareja de características independientemente.
Las correlaciones de Spearman fueron estimadas mediante al comparación directa de los valores genéticos para determinar la correlación genética entre las parejas de características.
RESULTADOS
Análisis descriptivo. Los promedios de PPS y PPSF fueron de 385 y 418 kg respectivamente, alcanzados a edades promedio de 557 y 592 días. El primer parto ocurrió a los 870 días y el NPV fue de cinco. En la primera lactancia se alcanzaron producciones de leche de 6.179 L, 6.441 L en la segunda y una producción acumulada en la vida del animal de 25.236 L. Los animales tuvieron un promedio de 12 servicios durante toda su vida lo que se constituyó en un promedio de 2,4 NSPV. El intervalo entre el primer servicio y el servicio fértil fue de 35 días en promedio, lo cual implica que las vacas requirieron de aproximadamente dos servicios para lograr la preñez, este valor es bajo y es un indicador de un buen desempeño reproductivo. La edad al primer servicio (557 días en promedio) indica que las vacas tuvieron su primer servicio entre el primero y segundo año de vida y es un parámetro que indica un buen desarrollo de las novillas.
Las características con mayor variación fueron el PPSF, NPV, NSPL, NSSL, NSV y NSPV y las de menor variación EPS, PPS, EPP, PPL y PSL. La media, desviación estándar y coeficiente de variación para las características analizadas son presentadas en la Tabla 1.
Tabla 1. Media, desviación estándar (DE) y coeficiente de variación para EPS, EPP, EPSF, PPSF y otras características de importancia en ganado lechero en un hato Holstein del Departamento de Antioquia, Colombia.
El efecto de las fuentes de variación con sus respectivos niveles de significancia, sobre cada una de las características dependientes es presentado en la Tabla 2.
Tabla 2. Fuentes de variación y su efecto sobre algunos parámetros productivos, reproductivos y de vida útil en un hato de vacas Holstein del Departamento de Antioquia, Colombia.
Parámetros genéticos para las características analizadas.
Heredabilidad. La EPS y PPS presentaron una heredabilidad y error estándar (h2±EE) de 0,29±0,184 y 0,04±0,170 respectivamente. Para EPSF y PPSF se estimó un coeficiente de h2 de 0,41±0,210 y 0,08±0,195. De las características analizadas el NSPV, NSPL fueron las que presentaron heredabilidades más altas, 0,49±0,276 y 0,46±0,210 respectivamente. Las características con heredabilidades más bajas fueron PPS y PPSF con valores de 0,04±0,170 y 0,08±0,195.
Correlaciones genéticas. La EPS tuvo una correlación genética media y directa con EPP y media e inversa con NSPL, 0,39 y -0,35 respectivamente. Con las demás características tuvo una baja asociación.
La EPSF tuvo una alta correlación genética con el PPSF y con el NSPL, 0,8 y 0,49 respectivamente y estuvo medianamente asociado con EPP, NSV y NSPV; 0,4, 0,31 y 0,34 respectivamente. La asociación de esta característica con los parámetros productivos como PPS y PSL fue baja y negativa; -0,10 y -0,17 respectivamente. Similares resultados fueron encontrados para el PPSF. Las correlaciones genéticas son reportadas en la Tabla 3.
Tabla 3. Heredabilidades h2, entre paréntesis error estándar, sobre la diagonal; encima de la diagonal la correlaciones fenotípicas rp y bajo la diagonal las correlaciones genéticas rg, para algunas características de importancia económica en un hato Holstein del Departamento de Antioquia, Colombia.
Las asociaciones fenotípicas más altas de la EPSF fueron con el PPSF la EPP y el NSPL, 0,41, 0,67 y 0,46 respectivamente. Las correlaciones de esta característica con las características productivas fueron bajas o inexistentes.
El PPSF estuvo asociado con la EPP, PPL, PSL y PV, las correlaciones fenotípicas entre estas características fueron 0,37, 0,41, 0,34 y 0,19 respectivamente.
Las características con la correlación fenotípica más alta con respecto a la PPL fueron el PPS y el PPSF, 0,42 y 0,41 respectivamente. La PSL se encontró altamente asociada con la PPL, 0,65 y la PV tuvo las correlaciones fenotípicas más altas con el NPV y la PPL, 0,92 y 0,29 respectivamente. Las correlaciones fenotípicas para todas las características son presentadas en la Tabla 3.
DISCUSIÓN
La media de la EPP fue 29 meses, este valor es superior al encontrado por Galvis (2008), quien reportó 24 meses y además indicó ésta como una edad óptima para lograr un buen desempeño productivo y reproductivo. El valor hallado en este estudio está dentro de los rangos recomendados por la Asociación Holstein de Colombia, que considera que la vaca ideal debe tener su primer parto antes de cumplir tres años. (Asociación Holstein de Colombia, 2010). Estos resultados concuerdan con los valores promedio encontrados en otras investigaciones (Pirlo et al., 1998; Ettema y Santos, 2004; Ojango et al., 2005; Ruiz et al., 2007).
El promedio de servicios por lactancia coincide con los resultados presentados por Quijano (2002) quien registró un promedio de 2,21 en una investigación realizada en vacas de raza Holstein. Este parámetro es de real importancia en la producción lechera, de este depende el costo de los servicios de inseminación y la velocidad con que la vaca pueda iniciar una nueva lactancia. Constituye uno de los parámetros reproductivos más importantes en las unidades de producción lechera.
La producción de leche promedio en primera, segunda lactancia y en la vida útil está de acuerdo con la recomendación realizada por la Asociación Holstein de Colombia (2010) que indica que una vaca Holstein puede permanecer en el hato durante más de cinco lactancias, en cada una de las cuales su producción debe ser superior a 5.949 kg, coincidiendo además con el promedio de partos vida que tuvieron las vacas en esta investigación. También es importante anotar que las vacas utilizadas en este estudio, son vacas Holstein puras y que el nivel genético es alto, lo que implica que la mayoría de ellas tengan una capacidad productiva alta.
La época y el año de nacimiento no tuvieron efecto (P>0,05) sobre la producción de leche en ninguna de las etapas de la vida del animal, excepto en la segunda lactancia, estos resultados pueden ser producto del manejo alimenticio llevado a cabo en el hato, en el cual no hay una marcada reducción del consumo de forraje en las épocas de verano, debido a la baja carga animal y al comportamiento climático típico de los países del trópico, en los cuales se dificulta clasificar los periodos secos y lluviosos. La no significancia de estos efectos puede ser producto además, de las variaciones climáticas que se han venido presentando en Colombia en los últimos años. Estas variaciones han dificultado la clasificación de épocas lluviosas y secas y no muestran un comportamiento homogéneo durante todos los años, esto puede ser causal para que algunas de las investigaciones recientes no muestren este efecto como determinante para la producción de leche.
]]> La edad y el peso al primer servicio fértil tuvieron un efecto significativo (P<0,05) sobre la producción de leche en primera lactancia, coincidiendo con los resultados presentados por otros autores quienes indican que vacas que paren demasiado jóvenes o a edades demasiado avanzadas tienen una disminución en los niveles de producción en primera lactancia (Gill y Allaire, 1976; Pirlo et al., 1998; Ettema y Santos, 2004; Dürr et al., 1999; Ojango et al., 2005; Ruiz, et al 2007; Bewley et al., 2001). Los resultados indican además, que esta diferencia en primera lactancia no permanece en la segunda y que en la vida útil los animales producen la misma cantidad de leche sin efecto de la edad y el peso al primer servicio fértil y por ende al parto.La heredabilidad para la EPP se encuentra por debajo de los valores hallados por Chagunda et al. (2004) y Ruiz et al. (2007), quienes determinaron 0,20 y 0,19 respectivamente. Este mismo parámetro para EPS está por encima del encontrado por Jorjani (2005) y Muir et al. (2004), que reportan 0,14 y 0,19, respectivamente. En las características de producción de leche la heredabilidad fue 0,16 independiente de la lactancia; sin embargo, este valor se ubica por debajo de lo citado por Chauhan y Hayes (1991), Swalve (1995) y Palacios et al. (2001), quienes hallaron unas heredabilidades de 0,29, 0,27 y 0,26 respectivamente. Para producción de leche fueron determinados por Makgahlela et al. (2007) y Cilek y Sahin (2009) en la primera lactancia valores de 0,33 y 0,47 respectivamente y para la segunda lactancia encontraron valores de 0,25 y 0,38 respectivamente.
En general los valores estimados de heredabilidad coinciden en que las características de producción de leche tienen heredabilidades medias, aunque en este trabajo son un poco bajas con respecto a la literatura. Las características reproductivas no asociadas al crecimiento tuvieron heredabilidades bajas.
Para la EPP se hallaron correlaciones genéticas con la PPL, con PSL de 0,11 y -0,05 respectivamente y con PV de 0,07; todos estos parámetros están distantes de los estimados por Makgahlela et al. (2007) en la primera y segunda lactancia y Marini et al. (2007) quienes señalaron asociaciones más fuertes entre estas características con valores de 0,43, 0,35 y 0,48 respectivamente. Sin embargo, aunque la correlación fue baja hubo un efecto significativo de estos parámetros sobre la producción en primera lactancia.
CONCLUSIONES
Es importante enfatizar en la importancia de determinar un peso adecuado al primer servicio fértil, debido a la mediana asociación encontrada con la producción de leche en todas las etapas de la vida del animal.
La EPSF es primordial porque determina la producción en primera lactancia; sin embargo, los resultados indican que las demás lactancias y la vida productiva del animal, no dependen de este parámetro. La interpretación de los resultados debe ser cuidadosa dado que la variación de la EPSF no fue tan alta dentro del hato y no permitió una comparación con algunos datos más extremos. Por tanto los resultados deben ser contrastados con otras investigaciones realizadas en otros hatos.
Se puede resaltar además que el efecto de la genética aditiva tuvo una alta incidencia en la variación de la EPS, EPSF, NSPL, NSV y NSPV y que estas características podrían ser mejoradas a través de la selección individual debido a su alta heredabilidad, esperando buenos resultados en términos de progreso genético.
Si bien los resultados establecen un precedente acerca del comportamiento de los parámetros genéticos en la población lechera Holstein y analizan sus componentes de variabilidad y exploran las asociaciones entre ellos, es importante tener en cuenta que la información utilizada correspondió a un solo hato y por tanto se requieren otras investigaciones, que permitan establecer una aplicación y recomendación clara acerca de la edad y peso apropiada para el primer servicio y parto en las ganaderías del departamento de Antioquia.
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