Parâmetros genéticos e nível de endogamia em bovinos da raça Santa Gertrudis no Brasil

Genetic parameters and inbreeding levels in Santa Gertrudis cattle in Brazil

[Genetic parameters and inbreeding levels in Santa Gertrudis cattle in Brazil]

P.M.T. Ribeiro¹, J.B.S. Ferraz2^*, J.P.Eler²

1Mestre em Zootecnia pela Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo

²Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo

Caixa Postal 23

13630-970 – Pirassununga, SP

Trabalho apoiado pela FAPESP e CNPq

RESUMO

O presente trabalho teve o objetivo de estimar os parâmetros genético, fenotípico e de ambiente e do nível de endogamia em bovinos da raça Santa Gertrudis. As características estudadas foram peso ao nascer (PN), peso aos 120 dias de idade (P120), peso à desmama (PD), peso a um ano de idade (PANO) e peso ao sobreano (PSANO). Foram utilizados dados de produção de 12.737 animais e dados de pedigree de 17.184 animais de 10 gerações anteriores aos animais com dados de produção, num total de 29.921 animais. As análises genéticas foram feitas por meio de metodologia de modelos mistos sob modelo animal. A média da endogamia observada não foi elevada (0,0395). As estimativas de herdabilidade para essa população podem ser consideradas de média a baixa magnitude, o que sugere que processos seletivos terão eficiência apenas a longo prazo. As estimativas de herdabilidade dos efeitos genéticos direto foram: PN = 0,16; P120 = 0,06; PD = 0,13; PANO = 0,12; PSANO = 0,12.

Palavras chave: Bovino, Santa Gertrudis, modelo animal, parâmetros genéticos

ABSTRACT

The present study was carried out in order to estimate genetic, phenotypic and environmental parameters, and inbreeding levels of Santa Gertrudis cattle in Brazil. The traits analyzed were birth weight (PN), 120-day weight (P120), weaning weight (PD), one-year weight (PANO) and 18-month weight (PSANO). A total of 12,737 weight records and pedigree informations of 17,184 animals from 10 generations prior to animals with records (total of 29,921 animals in pedigree) were used. Mixed model methodology under animal model was used in the genetic analyses. Average inbreeding level was not high (0.0395). Heritability estimates for all traits varied from moderate to low (PN = 0.16; P120 = 0.06; PD = 0.13; PANO = 0.12; PSANO = 0.12).

Keywords: Bovine, Santa Gertrudis, animal model, genetic parameters

INTRODUÇÃO

A condução de um programa de melhoramento genético vem se tornando cada vez mais importante para a produção bovina no país em que a identificação dos melhores reprodutores se torna indispensável para se otimizar o ganho genético.

O gado Santa Gertrudis é considerado a primeira raça bovina sintética formada nas Américas com base no cruzamento entre zebuínos e taurinos visando a produção econômica de carne. A raça foi formada no Texas, Estados Unidos, por volta de 1920 (Santiago, 1984). O rebanho é originário do cruzamento das raças Shorthorn (Bos taurus taurus) e Brahman (Bos taurus indicus). Dessa maneira, na formação do Santa Gertrudis utilizaram-se a rusticidade e a habilidade materna do Zebu e a precocidade e o maior ganho de peso da raça Shorthorn. A raça veio para o Brasil em 1954 com a introdução de 487 animais dos Estados Unidos. Novas importações foram realizadas nos anos seguintes e se intensificaram a partir de 1966. Informações adicionais sobre essa raça podem ser encontradas em Cartwright (1978).

Em rebanhos da raça Santa Gertrudis na África do Sul, Van Zyl et al. (1995) citam coeficientes de endogamia de 0,23%, em 1980, e de 0,78%, em 1990. Em 1980, 1,43% dos animais registrados eram animais endogâmicos, valor aumentado para 7,75% em 1990. No ano de 1980, 12,5% dos rebanhos tinham animais endogâmicos, proporção que aumentou para 36,6% em 1990.

Aaron et al. (1987) estimaram parâmetros genéticos para peso ao nascer e peso à desmama de dados colhidos de 1894 partos de bovinos da raça Santa Gertrudis (939 machos, 955 fêmeas) ocorrido entre 1978 e 1985. As estimativas de herdabilidade de peso ao nascer foram de 0,38 para machos, 0,24 para fêmeas e de 0,32 para ambos os sexos. Para peso a desmama elas foram de 0,30 para machos, 0,45 para fêmeas e 0,42 para ambos. As correlações fenotípicas entre as duas características foram de 0,31 para machos, 0,27 para fêmeas e 0,29 para ambos os sexos e as correlações genéticas foram de 0,43 para machos, 0,33 para fêmeas e 0,40 para ambos os sexos.

Kriese et al. (1991) estudaram os parâmetros genéticos e de ambiente na raça Brahman e em três raças dela derivadas, Beefmaster, Brangus e Santa Gertrudis. As características estudadas foram peso ao nascer e peso ajustado aos 205 dias. Os autores concluíram que os parâmetros genéticos dessas raças não diferiram de dados encontrados na literatura para animais de origem européia. Para peso ao nascer, em 10.768 informações, as estimativas de herdabilidade dos efeitos genético direto e materno foram de 0,34 e 0,26, respectivamente. Para peso à desmama, em 23.180 informações, na mesma ordem de citação, os valores foram 0,25 e 0,18. A correlação entre os dois efeitos foi de –0,58 para peso ao nascer e –0,43 para peso à desmama. Segundo os autores, a alta correlação genética negativa entre os componentes de variância direto e materno das características estudadas tem que ser considerada quando se fizer seleção nessas raças.

No Brasil, os trabalhos no sentido de avaliar os reprodutores da raça Santa Gertrudis são eventuais e seus resultados não foram ainda publicados. Dessa forma, o presente trabalho teve por objetivo utilizar metodologias de modelo animal para estimar parâmetros genético, fenotípico e de ambiente para características de crescimento em bovinos da raça Santa Gertrudis e estimar o nível de endogamia nessa população.

MATERIAL E MÉTODOS

Os dados de pedigree utilizados foram fornecidos pela Associação Brasileira de Criadores da Raça Santa Gertrudis e referem-se a animais nascidos entre 1957 e 1996, com um total de 175.087 animais, filhos de 7.052 touros (pais) e 69.462 vacas (mães). Os dados de desenvolvimento ponderal referem-se a 12.737 animais (6.203 machos e 6.422 fêmeas) nascidos entre 1986 e 1996. Após as análises de consistência, o número de animais no pedigree reduziu-se a 17.184.

As características estudadas foram: peso ao nascer (PN), peso aos 120 dias de idade (P120), peso à desmama (PD), peso a um ano de idade (PANO) peso ao sobreano (PSANO).

Os nascimentos foram agrupados em trimestres, com início em janeiro. Esses trimestres, denominados de estação, foram agrupados dentro de ano de nascimento, já que, geralmente, os efeitos de estação são particulares para cada ano. Os animais foram classificados em grupos de contemporâneos, baseados em seu rebanho, ano e estação de nascimento, num total de 700 grupos.

Os grupos de contemporâneos nas idades subseqüentes consideraram, além do grupo de contemporâneos ao nascimento, o manejo alimentar dos animais em cada fase, em três níveis (pastagem, suplementação e confinamento).

As mães foram classificadas quanto à idade ao parto em cinco classes diferentes: menor de três anos (classe=1), quatro a cinco anos (classe=2), seis a sete anos (classe=3), oito a nove anos (classe=4), maior que dez anos (classe=5).

A edição dos arquivos e as análises foram realizadas nos laboratórios de informática do grupo de Melhoramento Animal do Departamento de Ciências Básicas da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo, Pirassununga, SP.

Os componentes de (co)variância, necessários à obtenção dos parâmetros genéticos, foram estimados pela máxima verossimilhança restrita (REML) em algoritmo livre de derivadas, utilizando-se o software MTDFREML (Boldman & Van Vleck, 1991; Boldman et al., 1993).

As características PN, P120, PD, PANO e PSANO foram analisadas sob um modelo uni-característica que inclui os efeitos genéticos direto e materno e o efeito de ambiente permanente (como aleatório e não correlacionado). Para a característica peso ao sobreano (PSANO) foi proposto um modelo alternativo que não considerou o efeito genético materno (Modelo 2), uma vez que esse peso é medido mais de um ano depois da desmama do animal, o que deve anular a importância do efeito genético materno. Ferraz (1993) discute com maiores detalhes essa comparação de modelos.

Rebanho, ano e estação de nascimento do animal, classe de idade da mãe do animal ao parto e sexo foram incluídos como efeitos fixos.

O modelo matemático genérico proposto, em notação matricial, foi:

y = Xb + Zg + Mm + Wp + e , em que:

y = vetor das variáveis dependentes,

b = vetor dos efeitos fixos, incluindo sexo (2), rebanho-ano-estação de nascimento (700) e classe de idade da vaca (5),

X = matriz de incidência associando b com y,

g = vetor dos efeitos aleatórios de valor genético aditivo direto do animal,

Z = matriz de incidência associando g com y,

m = vetor dos efeitos aleatórios de valor genético aditivo materno,

M = matriz de incidência associando m com y,

p = vetor dos efeitos aleatórios de ambiente permanente da vaca,

W = matriz de incidência associando p com y,

e = vetor dos efeitos residuais.

Foram estimados os seguintes componentes de variância: s²_a =variância genética devida aos efeitos aditivos diretos do animal, s²_m =variância genética devida aos efeitos aditivos maternos, s²_e =variância de ambiente, s²_p =variância fenotípica total e s_am =covariância entre os efeitos genéticos direto e materno.

Foram também estimados os seguintes parâmetros: h²_a =herdabilidade dos efeitos diretos, h²_m =herdabilidade dos efeitos maternos, r_am =correlação entre os efeitos genéticos direto e materno e c² =porção da variância total que é devida ao efeito de ambiente permanente de ambiente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As médias das características estudadas com respectivos coeficientes de variação e amplitudes (valores mínimos e máximos) são mostradas na Tab. 1. Em geral elas estão próximas dos valores encontrados na literatura.

A média do coeficiente de endogamia na população estudada foi de 0,0395 ou 3,95%, com 6.884 animais endogâmicos em um total de 29.921 animais incluídos no pedigree. O coeficiente de endogamia nessa população é maior do que o obtido por Van Zyl et al. (1995) em animais da raça Santa Gertrudis na África do Sul. Pelo fato de a raça Santa Gertrudis ter sido formada utilizando-se de acasalamentos endogâmicos pode-se concluir que o coeficiente de endogamia não é elevado. O comportamento dos níveis de endogamia no período de 1986 a 1996 está representado na Fig. 1, na qual se observa que há uma ligeira tendência de redução dos níveis de endogamia com o passar dos anos, da ordem de 0,30% ao ano.

Com base nos níveis de endogamia, e principalmente pelo número de animais endogâmicos, as futuras análises de avaliação genética dessa raça no Brasil deveriam considerar o efeito da endogamia dos animais ou de suas mães como covariável no modelo, como sugerem Kennedy et al. (1988), o que resultaria em melhor predição dos estimadores de componentes de variância.

Os parâmetros genéticos estimados nas diversas análises são apresentados na Tab. 2.

A estimativa do efeito genético direto sobre o peso ao nascer (0,16) é menor do que a encontrada na África do Sul por Aaron et al. (1987), que citaram valores entre 0,24 e 0,38, valores estes semelhantes aos encontrados nos Estados Unidos por Kriese et al. (1991). A correlação entre os efeitos genéticos direto e materno (r_am) neste estudo foi negativa e relativamente baixa e pode indicar um certo antagonismo entre esses efeitos, devendo ser considerada nos programas de seleção. Essa observação é semelhante à encontrada no Brasil em populações da raça Nelore (Eler, 1994).

No caso do peso aos 120 dias de idade, uma característica com escassas referências bibliográficas, a estimativa do coeficiente de herdabilidade do efeito genético materno foi a mais alta entre as várias estimativas estudadas (h²_m = 0,16), maior inclusive que o valor encontrado para o efeito direto (h²_a = 0,06). A correlação entre os efeitos genéticos direto e materno, 0,50, justifica-se, possivelmente, pela magnitude da influência materna nessa fase, quando o desempenho do bezerro depende mais de sua mãe do que de seu real potencial de crescimento. De qualquer maneira, é um resultado interessante, que difere de todas as outras características estudadas, demonstrando a necessidade de maiores estudos sobre essa característica para se definirem objetivos de seleção, em especial na raça Santa Gertrudis, na qual os conjuntos de dados ainda são pequenos.

No caso do peso à desmama, os coeficientes de herdabilidade dos efeitos direto (h²_a = 0,13) e materno (h²_m=0,10) tenderam a ser mais baixos que os relatados na literatura. Kriese et al. (1991) encontraram valores superiores e Aaron et al. (1987) apresentaram estimativas de 0,30 ± 0,11 para machos, 0,45 ± 0,12 para fêmeas e 0,42 ± 0,08 para ambos os sexos. Em estudo semelhante realizado no Brasil, mas com animais da raça Nelore, Eler et al. (1994) relataram estimativas semelhantes às deste estudo, o que pode indicar que os efeitos de ambiente são mais importantes em regiões tropicais e subtropicais do que em regiões temperadas, o que contribuiria para a redução da magnitude das estimativas de herdabilidade.

O fato de os dados deste trabalho serem oriundos de vários rebanhos sujeitos a diferentes condições de ambiente, de manejo e sistema de colheita de dados certamente contribuiu para o aumento da variância devida aos efeitos de ambiente e da própria variância residual, o que diminuiu a proporção da variância genética na variância fenotípica, que é expressa pela herdabilidade.

A correlação negativa e relativamente alta entre os efeitos genéticos direto e materno está de acordo com outros resultados já relatados por vários autores (Kriese et al., 1991; Eler et al., 1994). Essa correlação indica forte antagonismo entre esses efeitos, o que deve ser considerado nos processos de seleção.

O número de observações disponíveis para a análise de peso a um ano e ao sobreano foi reduzido praticamente à metade em relação ao que havia para peso à desmama, pois os criadores descartam grande número de animais, principalmente machos, prejudicando assim o volume de informações para essas análises. Outro fato importante é que os animais com baixo desempenho à desmama normalmente são descartados, não sendo pesados aos 365 dias ou ao sobreano. Esse fato justifica, em estudos futuros, o uso de análises bicaracterísticas para essas variáveis, mantendo-se o peso à desmama como "característica âncora".

Não foram encontradas referências a estudos realizados com o peso aos 12 meses na raça Santa Gertrudis, entretanto os valores obtidos (h²_a =0,12 e h²_m =0,01) são de menor magnitude que os relatados por Robinson et al. (1992) em rebanhos da raça Brahman. A herdabilidade do peso aos 12 meses indica que a resposta à seleção será de pequena magnitude. Neste caso também pode ser aplicado o raciocínio de aumento da variância de ambiente e residual devido à origem heterogênea dos dados. A distribuição dos dados em grupos de contemporâneos e touros pode também ser lembrada como causa da baixa herdabilidade, mas principalmente como causa da correlação entre os efeitos genéticos direto e materno, aparentemente exagerada (r_am = 1,0). Mais estudos devem ser realizados para se obterem melhores estimativas dessa característica, especialmente porque em muitos casos ela é a última a ser medida em tourinhos jovens, antes de sua comercialização (que ocorre entre 14 e 18 meses de idade), e por isso deve-se tornar um dos mais importantes critérios de seleção nessa raça.

No caso do peso ao sobreano, dois modelos de análise foram propostos, já que se supunha que os efeitos maternos não seriam de grande magnitude.

Os valores dos coeficientes de herdabilidade, estimados pelos dois modelos estão muito próximos, embora de magnitude reduzida (0,13 ou 0,12). A estimativa de herdabilidade para efeito genético materno demonstra que esse componente foi responsável por cerca de 6% da variação do atributo, o que deve justificar sua manutenção nos modelos de análise de animais dessa raça. No entanto, as diferenças entre os componentes de (co)variância justificam mais estudos a respeito de comparações de modelos, principalmente com a utilização de modelos de análises bicaracterísticas em análises conjuntas com o peso à desmama.

A magnitude da estimativa dos efeitos permanentes de ambiente fornecidos pela vaca a seus produtos indica que esses efeitos permanentes devem ser incluídos para os pesos ao nascer, aos 120 dias e à desmama, mas poderiam ser excluídos para pesos aos 365 dias e ao sobreano, devendo, no entanto, os modelos serem testados pela comparação dos valores das funções de verossimilhança.

CONCLUSÕES

O nível de endogamia na população estudada foi moderado e decrescente com o decorrer do tempo. Devido à grande contribuição dos efeitos maternos para a variância fenotípica de todos os pesos analisados, eles devem ser considerados nas avaliações genéticas dos animais. Os valores negativos das estimativas de correlação genética entre os efeitos genéticos direto e materno para pesos ao nascer, à desmama e ao sobreano indicam que métodos de seleção que consideram os dois componentes resultariam em maior resposta à seleção a longo prazo.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Fev 2001
• Data do Fascículo
  Dez 2000