Livestock Research for Rural Development 31 (3) 2019 Guide for preparation of papers LRRD Newsletter

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Parámetros genéticos de la curva de lactancia de búfalas mediante un modelo multirasgo

Y García Orta, L M Fraga, M Mora Hernández y D García Quiñones

Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba
ygorta@ica.co.cu

Resumen

Se estimaron los parámetros genéticos de los rasgos de la curva de lactancia de búfalas mestizas (Buffalypso x Carabao).Se utilizaron 12450 producciones del día de control, correspondientes a 800 búfalas de primeras lactancias, pertenecientes a las Empresas Pecuarias Genéticas “El Cangre” y “Los Naranjos”. El ajuste de la curva se realizó con la función cuadrática logarítmica a través del procedimiento NLIN del SAS. Se estimaron los componentes de varianza por el método de máxima verosimilitud restringida, mediante un modelo animal multirasgo, donde se analizaron a0 (producción inicial), a1 (tasa de declive) y la producción en el pico (PP).

La función cuadrática logarítmica describió un incremento en la producción inicial, el pico de producción en el segundo mes de lactación, y posteriormente una lenta disminución de la producción hasta el final de la lactancia. Las heredabilidades estimadas fueron moderada, baja y alta para a0, a1 y PP: 0.20±0.12, 0.18±0.14 y 0.41±0.13, respectivamente. Se calcularon correlaciones genéticas entre a0 y a1 (0.20±0.10), a0 y PP (-0.65 ± 0.20) y a1 y PP (0.75±0.15). Es posible cambiar la forma de la curva de lactancia a través de la selección para mejorar el rendimiento de producción. Es importante tener en cuenta, que las búfalas que presentaron valores elevados de producción inicial mostraron bajas producciones en el pico y las de mayores producciones en el mismo tuvieron un declive más rápido hasta el final de la lactancia.

Palabras clave: Bubalus bubalis, genética animal, producción de leche


Genetic parameters of the lactation curve of a buffalo cow population by a multitrait model

Abstract

Genetic parameters of the lactation curve of buffalo cows (Buffalypso x Carabao) were estimated. Twelve thousand four hundred and fifty test day milk production records corresponding to 800 first lactation animals belonging to “El Cangre” and “Los Naranjos” Breeding Cattle Enterprises were used. The lactation curve was adjusted using the quadratic-logarithm function through the NLIN procedure of SAS package. The variance components were estimated by the Maximum Restricted Likelihood Method using a Multitrait Animal Model where a0 (initial milk production), a1 (decline rate) and pick production (PP) were analyzed.

The quadratic logarithm function described an increase of the initial milk production, pick milk production in the second month of lactation, and afterwards, a slowly decrease of milk production to the end of lactation. Heritability estimates were medium, low and high for a0, a 1 and PP: 0.20±0.12, 0.18±0.14 and 0.41±0.13, respectively. The genetic correlation between a0 and a1 (0.20±0.10), a0 and PP (-0.65 ± 0.20) and a1 and PP (0.75±0.15) were calculated. It is considered the possibility to change the lactation curve by selection to improve milk yield. It is important to stress that buffalo cows presenting high initial milk production showed low productions at peak and those having greater values had a more rapid decline to the end of lactation.

Key words: Bubalus bubalis, animal breeding, milk production


Introducción

El conocimiento de la capacidad productiva de la población bubalina es imprescindible para el desarrollo de la especie en Cuba, y por tanto, el incremento de su productividad. La caracterización de la curva de lactancia y sus componentes, permitiría aumentar la producción de leche, realizar extensiones de lactancia a partir de registros parciales, seleccionar las madres de futuros sementales precozmente y la selección de animales a edades tempranas destinados a las pruebas de comportamiento que propicien el desarrollo de la mejora genética (Fraga et al 2008).

Con fines prácticos, conocer las curvas fenotípicas, permitiría la toma de decisiones apropiadas a las condiciones ambientales: como predicciones de comportamiento y balances alimentarios en dependencia de las necesidades nutricionales; y se lograría mayor eficiencia biológica de las hembras en interacción con el ambiente. En este sentido,Tonhati et al (2008) argumentaron que las principales aplicaciones de las curvas de lactancia en el ganado lechero, se relacionan a la forma de la curva y sus componentes. Eso posibilitaría el establecimiento de programas de mejoramiento que considerarían, además de la producción total, los componentes que determinan una curva de lactancia, cuya forma sería más deseable, en el sentido biológico o económico.

Los aspectos genéticos de la forma de la curva de la lactancia pueden determinarse representado a través de un modelo matemático, lo cual posibilita la selección para aquéllos rasgos que pueden mejorar el rendimiento. El objetivo del trabajo fue estimar los parámetros genéticos de los rasgos de la curva de lactancia de búfalas mestizas mediante un modelo multirasgo.


Materiales y métodos

Se utilizaron 12450 producciones en el día de control, correspondientes a 800 búfalas mestizas (gradaciones variables de Buffalypso x Carabao) de primeras lactancias ocurridas en los años 2000 y 2014, pertenecientes a las empresas pecuarias genéticas “El Cangre” y “Los Naranjos”, localizadas en las provincias de Mayabeque y Artemisa, respectivamente, Cuba.

Fueron eliminadas las lactancias con menos de cuatro controles, las que iniciaron el control de producción 30 días posteriores al parto y las que tenían controles mayores de 45 días entre ellos, problemas en el pedigrí y en la identificación de los animales. También se eliminaron los grupos de contemporáneo con menos de 3 observaciones. Se determinaron cuatro generaciones en el archivo de pedigrí y la matriz de parentesco se conformó de 5312 animales. El pesaje de leche se realizó mensualmente, con un total de 9 controles. El período máximo de lactancia observado fue de 270 días.

La alimentación de las búfalas se basó fundamentalmente en pastos tropicales. El bucerro permaneció con la madre los primeros 10 días, posteriormente las madres se incorporaron al ordeño. El cual se realizó de forma manual, una vez al día con apoyo del bucerro, al que se le dejó un cuarto de la ubre para su alimentación.

Para el procesamiento de los datos se utilizó el paquete estadístico SAS (Statistical Analysis System 2013). Se realizó la estimación de los parámetros de la curva, a través del procedimiento NLIN, mediante el método de Gauss-Newton.

La función cuadrática-logarítmica fue descrita como la que mejor describe la curva de lactancia promedio del rebaño de búfalas mestizas en estas condiciones con anterioridad, por lo que se seleccionó para este estudio (Fraga et al 2003; Mitat 2008; Méndez 2008; García et al 2013). Esta función está compuesta por cuatro parámetros lineales en relación a X (Yx=a0+a1X+a2X2+a 3ln(X)). El parámetro a0 es aproximadamente la producción inicial, a1, a2 se relaciona con la tasa de declive y a3 con el logaritmo de la variable independiente X. Cuando este último es negativo contribuye a aumentar el declive de la producción de leche y cuando es positivo hace que la producción caiga más lentamente, o siempre aumente, dependiendo de su magnitud.

La producción en el pico fue calculada a través de la siguiente fórmula:

Posteriormente, se analizó la producción inicial (a0 ), tasa de declive (a1) y la producción en el pico (PP). Se empleó el método de máxima verosimilitud restringida (REML), desarrollado dentro del WOMBAT (Meyer 2006), mediante un análisis multicaracterístico. Se utilizó un modelo que incluyó el efecto fijo de grupo de contemporáneo y los efectos aleatorios genético aditivo y residual. El grupo de contemporáneo estuvo definido por rebaño, año de pesaje y semestre de pesaje. El semestre de pesaje estuvo conformado como: semestre 1(enero-junio) y semestre 2 (julio-diciembre). En notación matricial, el modelo animal puede ser descrito como:

y = Xb + Za + e;

Donde y es el vector observación; X, es la matriz de incidencia de los efectos fijos (grupo de contemporáneos);b, es el vector solución para los efectos fijos; Z, es la matriz de incidencia del efecto genético aditivo directo; a, es el vector solución para efecto genético aditivo directo y e es el vector de los errores aleatorios asociados a las observaciones.


Resultados y discusión

En la tabla 1, se muestra la media, desviación estándar (DE) y el coeficiente de variación (CV) de la producción en el día de control. Las mismas oscilaron entre 3.45±0.06 kg para el primer pesaje y 2.15±0.09 kg en el noveno. Se alcanzó la mayor producción en el segundo control con 3.72±0.06 kg. Valores superiores fueron obtenidos por otros autores en las razas Mediterránea y Murrah y sus mestizos (Dimauro et al 2005; Macciotta et al 2005; Tonhati et al 2008; Aspilcueta-Borquis et al 2010; Hurtado-Lugo et al 2012), lo que pudo deberse a diferencias en los sistemas de manejo, alimentación e intensidad de selección a la que han estado sometidos esas razas. Sin embargo, en todos los estudios se encontró la mayor producción en el segundo control lechero.

Tabla 1. Número de observaciones (N), medias observadas (kg), desviación estándar
(DE), coeficientes de variación (CV) de la producción en el día de control.

Control

Días en lactancia

Medias(kg)

DE

CV (%)

1

0-30

3.45

1.14

37.62

2

31-60

3.72

1.07

33.10

3

61-90

3.58

1.08

32.67

4

91-120

3.34

1.15

36.01

5

121-150

3.03

1.12

39.5

6

151-180

2.76

1.09

41.9

7

181-210

2.50

1.03

41.3

8

211-240

2.23

1.08

44.79

9

241-270

2.15

1.06

41.05

En la raza buffalypso, a diferencia de los trabajos anteriores, se encontraron valores próximos a los observados en este estudio, en búfalas colombianas (Quintero et al 2008). Este comportamiento semejante, puede ser consecuencia que los animales en ambos estudios pertenecen a la misma raza, así como, la similitud en la condiciones de manejo y alimentación a las que están sometidos las búfalas en ambos países.

Los coeficientes de variación mostraron variabilidad entre 32.7 % a 44.8 %, superiores a los encontrados por Fraga et al (2003) en esta misma raza en Cuba, posiblemente debido a que ese estudio se realizó en un rebaño pequeño. No obstante, coincidieron con este estudio en el incremento de los valores en la etapa final de la lactancia, lo que pudiera explicarse por la disminución en el número de observaciones y las diferencias individuales entre los animales con relación a la persistencia de la lactancia.

Esta variabilidad en la forma de la curva de lactancia de las búfalas, puede ser un aspecto positivo para la selección de los animales. Similares resultados fueron obtenidos por Mitat (2008), quien argumentó que la variabilidad en este rasgo ofrecería oportunidades para promover incrementos en la producción de los animales mediante el mejoramiento de las condiciones ambientales, de manejo y la aplicación de la selección y deshecho.

La curva de lactancia media observada y ajustada de la población bajo estudio se representa en la Figura 1. El pico de producción discreto ocurrió en el segundo mes de lactancia, posteriormente se observó una tendencia de declinación en la producción hasta el séptimo mes de lactancia, a partir del cual ocurrió un cambio en la curvatura, que describe una diferencia menor en el decline que se presentó en los estadios anteriores, lo cual pudiera ser consecuencia de la marcada estacionalidad de los partos de esta población, que proporcionó la coincidencia de ese período de finalización de la lactancia con una mayor disponibilidad de alimentos, debido a que comienza la época lluviosa en nuestro país. Esto podría explicarse porque fundamentalmente la alimentación de las búfalas es basada en pastos tropicales.

Similar resultado fue encontrado en la raza Murrah y sus mestizos en Brasil (Muñoz Berrocal et al 2008). La curva media describió la forma típica de los animales lecheros, inicia con un ligero incremento hasta el pico de lactancia, posteriormente una tendencia de decline hasta el final de la lactancia.

Buenas aproximaciones son hechas por la función cuadrática logarítmica en la etapa inicial de la lactancia hasta el séptimo mes de lactancia. El parámetro a3 presentó valor positivo, lo que contribuyó a que la producción de leche decline lentamente, el modelo no describe el cambio de curvatura que ocurrió a partir del séptimo mes de lactancia, lo que sobreestimo esta fase de la lactancia.

Figura 1. Curva de lactancia media observada y estimada por la función cuadrática
logarítmica (CL) para búfalas mestizas de Buffalypso.

Las heredabilidades estimadas fueron medias para los diferentes rasgos (Tabla 2), las cuales, se encuentran en el rango de aquellos encontrados en la literatura por Jakobsen et al (2002) Ben Gara et al (2006), Rekik et al (2003) en vacunos lecheros y Hurtado-Lugo et al (2012) en bubalinos y superiores a las informadas por Seyed-Sharifi et al (2009) también en vacunos lecheros. Éstos resultados, indicaron que los rasgos que define la forma de la curva de lactancia pueden ser influidos por selección.

Tabla 2. Heredabilidad y error estándar de los diferentes rasgos de la
curva de lactancia ajustada por la función cuadrática logarítmica.

Rasgo

Heredabilidad

EE±

a0

0.20

0.12

a1

0.18

0.14

PP

0.41

0.13

Las correlaciones genéticas entre a0 y a1 (0.20 ± 0.10) y entre a0 y PP (-0.65 ± 0.20), esta última, indica que las búfalas que presentaron valores elevados de producción inicial, mostraron bajos valores de producción en el pico (Tabla 3), lo cual ha sido observado por otros autores (Seyed-Sharifi et al 2009), en muchos casos se observó que describieron formas atípicas. Entre a1 y PP las correlaciones genéticas fue alta (0.75 ± 0.15), esto debe tomarse en consideración ya que los animales que presentan mayores producciones en el pico, también tiene un declive más rápido después de la producción máxima, similares resultados fueron informados en otras investigaciones por Macciotta et al (2005) y Silvestre et al (2006).


Conclusiones


Agradecimientos

Se agradece al Ministerio de Ciencia Tecnología y Medio Ambiente de Cuba (CITMA) por la financiación y a la Empresa Pecuaria Genética “El Cangre” por facilitar el trabajo y su presta colaboración.


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Received 18 January 2019; Accepted 4 February 2019; Published 4 March 2019

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