Genetic parameters and breeding values for live weight using random regression models in a Bos taurus-Bos indicus multibreed cattle population in Colombia
Authors: Martínez Niño Carlos A , Elzo Mauricio A , Manrique Perdomo Carlos , Jiménez Rodriguez Ariel 
Published: August 2024

Summary Objective: the objective of this research was to estimate genetic parameters and to predict breeding values for live weight in a Colombian Bos taurus-Bos indicus multibreed beef cattle population using random regression models (RRM). Methods: the population included 352 offspring from 37 sires of nine breeds mated to Gray Brahman females. The sire breeds were Gray Brahman, Red Brahman, Guzerat, Blanco Orejinegro, Romosinuano, Simmental, Braunvieh, Normand and Limousin. A longitudinal structured data set comprising 1,090 records was used. First (LP1) and second (LP2) order Legendre polynomials were used to estimate the coefficients of covariance functions. The animal model used included animal age, parity, contemporary group (herd * year * season * sex), breed group, additive genetic and heterosis as fixed effects. Random effects were the direct and maternal additive genetic, and the maternal permanent environment. Residual variances were assumed to be constant along the trajectory (HOM) or to change trough different stages of the growth trajectory (HET). Thus, four RRM (i.e: LP1HOM, LP1HET, LP2HOM, and LP2HET) were compared via Schwartz's Bayesian information and Corrected Akaike's Information criteria. Results: the best RRM model was LP2HET. This model was used to obtain direct and maternal heritabilities (Dh and Mh), correlations, and breeding values. The estimated direct additive covariance function showed that additive genetic covariances increased with age. The Dh was 0.24 at birth, decreased to 0.02 at 132 days, then increased to 0.18 at 492 d. The Mh was negligible throughout the growth period. Direct additive correlation values were moderate (0.43) to high (0.99) and tended to decrease as difference between ages increased. Maternal permanent environmental correlations (MPEC) followed a similar trend. Conclusions: these results suggest that selection for additive direct genetic effects based on weight at an early age would be effective in obtaining heavier animals at advanced growth stages under Colombia's tropical pasture conditions. Key words: beef cattle, covariance functions, heritability, heterozygosity.Resumen Objetivo: el objetivo de esta investigación fue estimar parámetros genéticos y predecir valores genéticos para peso vivo en una población bovina multirracial Bos taurus-Bos indicus empleando modelos de regresión aleatoria (RRM). Métodos: la población estuvo compuesta por 352 descendencias de 37 toros de nueve razas apareados con hembras Brahman gris. Las razas de los toros fueron: Brahman gris, Brahman rojo, Guzerat, Blanco Orejinegro, Romosinuano, Simmental, Braunvieh, Normando y Limousin. Se empleó una base de datos con estructura longitudinal de 1,090 registros. Para estimar los coeficientes de las funciones de covarianza se usaron Polinomios de Legendre de primero (LP1) y segundo orden (LP2). El modelo animal empleado consideró como efectos fijos la edad del animal, número de partos de la madre, grupo contemporáneo (hacienda * año * época * sexo), grupo racial genético aditivo, y heterosis. Los efectos aleatorios fueron genético aditivo directo y materno y ambiente permanente materno. Las varianzas residuales se asumieron constantes (HOM) o cambiantes a través de diferentes etapas de la trayectoria de crecimiento (HET). Así, se compararon cuatro modelos: LP1HOM, LP1HET, LP2HOM, LP2HET mediante los criterios de información Bayesiano de Schwartz y de Akaike corregido. Resultados: el mejor RRM fue LP2HET. Este modelo fue empleado para obtener heredabilidades directa (Dh) y materna (Mh), correlaciones, y valores genéticos. La función de covarianza aditiva directa estimada mostró que la covarianza aditiva directa aumentó conforme los animales crecieron. La Dh fue 0.24 al nacimiento, disminuyó a 0.02 a los 132 días y luego aumentó hasta 0.18 a los 492 días. La Mh fue despreciable a través del periodo de crecimiento. Los valores de correlación genética directa fueron moderados (0.43) a altos (0.99). Las correlaciones de ambiente permanente materno siguieron una tendencia similar. Conclusiones: estos resultados sugieren que la selección para efectos genéticos aditivos directos basada en el peso a edades tempranas sería efectiva para obtener animales más pesados en estadios de crecimiento posteriores bajo las condiciones tropicales de pastoreo en Colombia. Palabras clave: funciones de covarianza, ganado de carne, heredabilidad, heterocigosis. Resumo Objetivo: o objetivo deste trabalho foi á estimafáo de parámetros genéticos e a predifáo dos valores genéticos para peso vivo em bovinos mestizos (Bos taurus-Bos indicus) utilizando modelos de regressáo aleatória (RRM). Métodos: foram analisadas 1090 informafoes de 352 animais, filhos de 37 touros de nove rafas diferentes, acasalados com fémeas Brahman. As rafas dos touros foram Brahman, Brahman Vermelho, Guzerá, Blanco Orejinegro, Romosinuano, Simental, Braunvieh, Normanda e Limousin. Para a estimafáo dos coeficientes das funfoes de covariáncia foram utilizados Polinomios de Legendre de primeiro (LP1) e segundo orden (LP2). O modelo animal empregado considerou como efeitos fixos a idade do animal, o numero de partos da vaca, o grupo contemporáneo (fazenda * ano * época * sexo da cria), a genética aditiva do grupo racial e a heterose. E como efeitos aleatórios: o efeito genético aditivo e materno e o ambiente permanente materno. As variáncias residuais assumiram se constantes ao longo da trajetória (HOM) ou com mudanfas através das diferentes etapas do crescimento (HET). Assim, compararam se quatro modelos: LP1HOM, LP1HET, LP2HOM, LP2HET por médio de critérios de informafáo Bayesiano de Schwartz e pelo critério de informafáo Akaike corrigido. Resultados: o melhor modelo de RRM foi LP2HET. Este modelo foi usado para obter as herdabilidade direta e materna (Dh e Mh), e as correlafoes genéticas e os valores genéticos. A funfáo de covariáncia aditiva direta mostrou que as covariáncias genéticas aditivas aumentaram com o crescimento do animal. A Dh foi de 0,24 ao nascimento, diminuiu até 0,02 aos 132 dias e após aumento até 0,18 aos 492 dias. A Mh foi insignificante durante todo o período de crescimento. Os valores de correlafáo direta aditiva foram de moderados (0,43) a altos (0,99) e tenderam a diminuir quando a idade aumentou. As correlafoes de ambiente permanente materno seguiram uma tendéncia similar. Conclusoes: estes resultados sugerem que a selefáo para os efeitos genéticos aditivos diretos nas idades iniciais seria eficiente na obtenfáo de animais com maiores pesos na idade adulta sob condifoes tropicais na Colombia. Palavras chave: gado de corte, funqoes de covariáncia, herdabilidade, heterocigose.