Estimation of genotype-by-environment interaction for milk traits based on foreign sires used in Colombia
Authors: Echeverri Julian , Rincón Juan C , López-Herrera Albeiro 
Published: August 2024

Summary Background: genotype-by-environment interactions play an important role in genetic improvement programs because they can change the performance of a breeding individual according to the environment where it is evaluated. Objective: to determine the genotype-by-environment interactions for some important traits in dairy farming among countries supplying bovine genetics and assessments conducted in Antioquia, Colombia. Methods: the study was conducted in 135 Holstein herds located in Antioquia. Daughters of 180 sires were evaluated for milk yield and 186 for fat and protein percentages, and somatic cell score. The genotype-by-environment interaction was addressed using Spearman's and Pearson's correlation tests between estimated breeding values in Colombia and those estimated in the sire's countries of origin. Subsequently, the magnitude of the interaction was determined using the regression coefficient between estimated breeding values in Colombia and the foreign estimate for each trait. Results: correlations between estimated breeding values calculated in Colombia and abroad were low, with the highest correlation (0.11) for protein content and the smallest one -(0.06) for milk yield per lactation. The results show a change in the ranking of sires based on their estimated breeding value, depending on whether foreign or domestic breeding values were applied, which indicates a high genotype-by-environment interaction. The results show a regression coefficient between foreign and domestic estimated breeding values of -0.286 L/lactation, with 0.23%, 0.002%, and  -0.003 scores for protein percentage, fat, and somatic cell score, respectively. All regression coefficients except that for milk yield were statistically significant (p < 0.05). Conclusion: this study demonstrates a high genotype-by-environment interaction between sires evaluated in Antioquia and abroad, underscoring the need to strengthen the estimation of breeding values adjusted to Antioquia's environment.Keywords: dairy cattle, estimated breeding values, genetic parameters.Resumen Antecedentes: la interacción genotipo-ambiente juega un papel importante en los programas de mejoramiento genético, ya que dicha interacción cambia el desempeño de un reproductor de acuerdo al ambiente donde es evaluado. Objetivo: determinar la interacción genotipo-ambiente para algunas características de importancia en producción de leche entre los países proveedores de genética bovina y las evaluaciones en Antioquia, Colombia. Métodos: la investigación se realizó en 135 hatos Holstein de Antioquia con información productiva para estimar los valores genéticos. Se evaluaron hijas de 180 toros para producción de leche y 186 para porcentaje de grasa, proteína y puntaje de células somáticas. La interacción genotipo-ambiente fue abordada usando la correlación de Sperman y de Pearson entre los valores genéticos estimados en Colombia contra los foráneos. Se determinó la magnitud de la interacción mediante el coeficiente de regresión para cada característica. Resultados: las correlaciones obtenidas entre los valores genéticos de Colombia y los foráneos fueron bajas, siendo la mayor correlación 0,11 para el caso de porcentaje de proteína y la menor de -0,06 para producción de leche por lactancia. Los resultados obtenidos muestran un cambio en el ranking de los toros con base en su valor genético de acuerdo a si se usan los valores genéticos foráneos o los nacionales, lo que evidencia una alta interacción genotipo-ambiente. Los resultados indicaron un coeficiente de regresión entre valores de cría foráneos y nacionales de -0,286 L/lactancia, 0,23%, 0,002% y -0,003 puntos para producción de leche, porcentaje de proteína, grasa y puntaje de células somáticas, respectivamente. Todos los estimados excepto el coeficiente para producción de leche fueron estadísticamente significativos (p < 0,05). Conclusión: esta investigación demuestra la alta interacción genotipo-ambiente presente entre los toros evaluados en Antioquia y los foráneos, lo que hace evidente la necesidad de fortalecer la estimación de valores genéticos en las condiciones de Antioquia.Palabras clave: ganado de leche, parámetros genéticos, valores genéticos. ResumoAntecedentes: a interação genótipo-ambiente desempenha um papel importante nos programas de melhoramento genético, isto devido a que esta interação altera o desempenho de um touro de acordo com o ambiente onde ele é avaliado. Objetivo: determinar a interação genótipo-ambiente para algumas características de importância na produção de leite entre os países que fornecem avaliações genéticas bovinas em Antioquia, Colômbia. Métodos: o estudo foi realizado em 135 rebanhos de gado holandês em Antioquia com informações produtivas para estimar os valores genéticos. As filhas de 180 touros foram avaliadas quanto à produção de leite e 186 para a percentagem de gordura, proteína e a contagem de células somáticas. A interação genótipo-ambiente foi abordada utilizando as correlações de Spearman e Pearson entre os valores genéticos estimados na Colômbia comparado com os valores estimados no estrangeiro. Determinou-se o grau de interação com o coeficiente de regressão para cada característica. Resultados: as correlações entre os valores genéticos obtidos na Colômbia e os obtidos no país de origem do touro foram baixas, a maior correlação foi 0,11 para o caso da porcentagem de proteína e menos de -0,06 para a produção de leite por lactação. Os resultados permitem observar uma mudança no ranking dos touros com base no seu valor genético, se usado de acordo com os valores genéticos estrangeiros ou nacionais, o que demonstra uma alta interação genótipo-ambiente. Os resultados indicaram coeficientes de regressão entre os valores genéticos dos touros no seu pais de origem e as avaliações desses touros em Antioquia de -0,286 L/lactação, 0,23%, 0,002% e -0,003 para a porcentagem de proteína, gordura e contagem de células somáticas, respectivamente. Todos, exceto as estimativas dos coeficientes de produção de leite foram estatisticamente significativas (p < 0,05). Conclusão: esta pesquisa demonstra a alta interação genótipo-ambiente que fica entre os touros avaliados em Antioquia cuja genética é estrangeira, o que torna evidente a necessidade de reforçar a estimativa de valores genéticos nas condições ambientais de Antioquia.Palavras chave: gado de leite, parâmetros genéticos, valor genético