Estimação de componentes de (co)variâncias e predição de DEP's para características de crescimento pós-desmama de bovinos da raça Nelore, usando diferentes modelos estatísticos

Variance components and breeding values for post weaning growth traits of Nellore cattle, from different statistical models

Estimação de componentes de (co)variâncias e predição de DEP's para características de crescimento pós-desmama de bovinos da raça Nelore, usando diferentes modelos estatísticos

[Variance components and breeding values for post weaning growth traits of Nellore cattle, from different statistical models]

T.C.C. Bittencourt^1,2, J.C.M.C. Rocha², R.B. Lôbo³, L.F. Bezerra3

1Departamento de Produção Animal, Universidade Federal da Bahia

Av. Ademar de Barros 500

40170-110 - Salvador, BA

2Aluna de doutorado em Genética da FMRP/USP-Ribeirão Preto, SP

3Departamento de Genética da FMRP/ USP, Ribeirão Preto, SP

Recebido para publicação em 28 de setembro de 2000.

Recebido para publicação, após modificações,em 3 de setembro de 2001.

E-mail: [e-mail]

RESUMO

Foram estimados parâmetros genéticos, fenotípicos e valores genéticos de pesos padronizados aos 365 (P365) e 455 (P455) dias de idade de animais pertencentes ao programa de melhoramento genético da raça Nelore, desenvolvido pelo Departamento de Genética da USP. Quatro modelos foram utilizados para obter estimativas de parâmetros genéticos REML: o modelo 1 incluiu apenas os efeitos genético direto e residual; o 2, incluiu o efeito de ambiente permanente e os efeitos incluídos no modelo 1; o modelo 3 incluiu o efeito genético materno e os efeitos incluídos no modelo 1; o modelo 4 é o completo, com a inclusão dos efeitos genéticos direto e materno e de ambiente permanente. Para P365, as herdabilidades obtidas foram: 0,48, 0,32, 0,28 e 0,27 para os modelos 1, 2, 3 e 4, respectivamente. Para P455, os valores observados foram: 0,48, 0,38, 0,35 e 0,34 para os modelos 1, 2, 3 e 4, respectivamente. A comparação entre os modelos indicou que os efeitos maternos não foram importantes na variação do P455, mas podem ter alguma importância no peso aos 365 dias de idade.

Palavras-chave: Bovino de corte, componentes de variância, valor genético, peso padronizado

ABSTRACT

Data from the Genetic Improvement Program of the Nellore Breed of Genetic Department-USP were used to estimate genetic parameters and breeding values for weights at 365 (P365) and 455 (P455) days of age. Four animal models were used to obtain REML estimates of genetic parameters aiming to evaluate the effect of the inclusion of a random maternal genetic effect and a permanent environmental effect on variance component estimates. The model 1 included genetic and residual random effects; model 2 and model 3 were based on model 1 but included permanent environmental (2) and maternal genetic (3) effects; model 4 included genetic, maternal and permanent environmental effects. The heritability estimates for P365 were 0.48, 0.32, 0.28 and 0.27 using models 1, 2, 3 and 4, respectively. For P455, the values were 0.48, 0.38, 0.35 e 0.34 with the same models. The results suggest that maternal effects may be of slight importance for yearling weight but of no importance for P455.

Keywords: Beef cattle, variance components, breeding value, genetic parameters

INTRODUÇÃO

Em programas de melhoramento genético é de suma importância que as estimativas dos parâmetros genéticos sejam sempre atualizadas devido às mudanças ocorridas na população onde os mesmos foram estimados.Esses parâmetros são usados nas predições de valores genéticos e na predição da resposta à seleção, observando-se o quanto da variabilidade total ligada à expressão de uma característica é devida à variação genética aditiva.

Em sistemas de produção de gado de corte, a receita é resultante, principalmente, da venda dos animais, à desmama ou para o abate. Portanto, o ganho de peso nos períodos pré e pós desmame é um fator determinante da lucratividade do sistema, juntamente com o desempenho reprodutivo. A relativa importância dos efeitos maternos no crescimento dos animais deve ser considerada quando da formulação de programas de melhoramento genético para que modelos adequados sejam usados na predição dos valores genéticos dos indivíduos candidatos à seleção, garantindo-se que o ganho genético obtido seja maximizado. Estudos têm mencionado efeito materno no crescimento pós-desmama em diversas raças (Koch et al., 1973; Meyer, 1992; Ferreira et al., 1999; Lee et al., 2000), indicando a necessidade de se considerar a importância da inclusão destes efeitos nos modelos a serem utilizados na estimativa de parâmetros genéticos dos pesos neste período.

A maximização do ganho genético também é obtida com a diminuição da idade em que os animais são avaliados, pela redução do intervalo de geração. Com este objetivo, o programa de melhoramento genético da raça Nelore adotou um novo critério de avaliação do crescimento pós -desmama, reduzindo a idade de avaliação de 550 para 455 dias de idade.

Os objetivos deste estudo foram: estimar os componentes de (co)variância e predição de DEPs para pesos padronizados aos 365 (P365) e 455 (P455) dias de idade em animais da raça Nelore; comparar estimativas de componentes de (co) variância e predições de valores genéticos obtidos usando-se diferentes modelos estatísticos; avaliar a relativa importância dos efeitos genético materno e de ambiente permanente sobre os pesos aos 365 e 455 dias de idade.

MATERIAL E MÉTODOS

Para o presente estudo foram utilizadas informações de animais da raça Nelore, criados em 25 rebanhos localizados nos estados de Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo, participantes do programa de melhoramento genético da raça Nelore (PMGRN), conduzido pelo setor de genética, melhoramento animal e computação (GEMAC) do Departamento de Genética Aplicada à Biologia da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, USP.

As pesagens dos animais foram realizadas trimestralmente (janeiro-abril-julho-outubro), do nascimento até os 21 meses de idade.

As informações colhidas nas fazendas foram enviadas ao setor técnico-administrativo do PMGRN, por onde passaram por rigorosa consistência antes de serem incorporadas à base geral de dados.

As características estudadas foram pesos padronizados aos 365 (P365) e 455 (P455) dias de idade.

A padronização dos pesos em diferentes idades foi feita por interpolação linear, sendo necessário haver um peso anterior e um posterior à idade padrão considerada. A estrutura dos dados para P365 e P455 está representada na Tab. 1.

Para a formação dos grupos de contemporâneos foram considerados animais do mesmo sexo, nascidos no mesmo rebanho, ano e época e submetidos ao mesmo sistema de manejo e alimentação desde o nascimento até serem tomados os pesos utilizados para padronização da característica. A época de nascimento foi definida como semestre de nascimento. A idade da vaca foi utilizada como segundo efeito fixo e foi agrupada em 6 classes etárias: menor que 36, de 36 a 47, de 48 a 59, de 60 a 71, de 72 a 119, e maior que 120 meses de idade.

Somente foram considerados touros com no mínimo cinco filhos e com participação mínima em dois grupos de contemporâneos e também só foram considerados grupos de contemporâneos com dois ou mais touros.

As características foram analisadas individualmente. O modelo misto geral incluiu os efeitos fixos de grupo contemporâneos e classe de idade da vaca ao parto e, como aleatórios, os efeitos genéticos direto e maternal e o efeito de ambiente permanente. Foram considerados quatro modelos diferentes apresentados a seguir na sua forma matricial:

em que:

y =é o vetor das observações;

X =é a matriz de incidência dos efeitos fixos;

b = é o vetor dos efeitos fixos;

Z₁ = é a matriz de incidência dos efeitos genéticos diretos;

a =é o vetor dos efeitos genéticos diretos;

Z₂= é a matriz de incidência dos efeitos de ambiente permanente;

ep = é o vetor dos efeitos de ambiente permanente;

Z₃ =é a matriz de incidência dos efeitos genéticos maternais;

m =é o vetor dos efeitos genéticos maternais;

e = é o vetor dos erros aleatórios associados às observações.

Assumiu-se que o primeiro e o segundo momentos da distribuição foram:

V(y) = Z₁AZ₁'s ²_a + Z₁AZ₂'s _am + Z₂AZ₁'s _am + Z₂AZ₂'s ²_m + Z₃Z₃'s ²_P + I_nse, em que:

s ²_a = variância devida aos efeitos genéticos diretos;s ²_m = variância devida aos efeitos genéticos maternais;

s ²_P = variância devida aos efeitos de ambiente permanente;

s _am = covariância entre os efeitos genéticos direto e materno;

I_n e I_nc = matriz identidade de ordem igual ao número de mães (nc) e animais com informações (n), respectivamente;

A = matriz de parentesco.

Os componentes de co(variância) foram estimados empregando-se a metodologia RELM (máxima verossimilhança restrita) para modelos animais. Todos os cálculos foram feitos utilizando-se o conjunto de programas MTDFREML (Multiple Trait Derivative-Free Restricted Maximum Likelihood) descrito por Boldman et al. (1995), empregando o procedimento Simplex para localizar o máximo do logaritmo da função de verossimilhança (L) (Meyer, 1989). Considerou-se que a convergência foi atingida quando a variância dos valores dafunção (-2 log L) no Simplex foi menor que10^-9 e para assegurar que este valor alcançado foi o máximo global, e não local, as análises foram refeitas utilizando-se como valores iniciais aqueles obtidos na análise prévia, conforme recomendado por Boldman et al. (1995).

A comparação entre os modelos foi feita utilizando-se a razão de máxima verossimilhança, que segundo Mwansa et al. (2000), é utilizada de forma a identificar a significância do modelo contendo um ou mais componentes comparado com um modelo base (idêntico ao primeiro, retirando-se os fatores a serem testados).

A correlação entre os valores genéticos obtidos pelos diferentes modelos foi estimada pelo procedimento CORR do SAS (1989).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Tab. 2 mostra a análise descritiva dos pesos aos 365 e 450 dias de idade de bovinos da raça Nelore.

Na Tab. 3 são apresentadas asestimativas de componentes de variância e de herdabilidade dos pesos aos 365 e 455 dias de idade. Quando os efeitos genéticos foram considerados simultaneamente no modelo 3 a variância genética direta diminuiu mais do que quando se considerou o efeito de meio permanente (modelo 2). A redução foi de 37,7 % no modelo 2 e de 41,2 % no modelo 3.

As herdabilidades diretas do peso aos 365 dias assumiram valores entre 0,27 e 0,48 e as maternais 0,05 e 0,10, obtidas à partir dos modelos 1 a 4 e 3 e 4, respectivamente. Estes valores estão de acordo com os observados na literatura. Mercadante et al. (1995), em uma revisão sobre parâmetros genéticos para característica de crescimento em zebuínos, verificaram valores que variaram de 0,15 a 0,93 para essa idade. Garnero et al. (1999) obtiveram estimativa de 0,26, ao usarem um modelo que considerou os efeitos genéticos direto e materno e de ambiente permanente.

Os valores observados neste trabalho decresceram de 0,48 no modelo 1 para 0,27 no modelo 4, indicando que pode estar havendo viés na estimativa da variância genética direta por efeitos maternos não contabilizados. Os modelos que incluíram efeitos genético materno e de ambiente permanente explicaram melhor a variação do peso a essa idade do que aqueles que incluíram apenas o efeito genético direto (Tab. 4). Resultado semelhante foi observado por Ferreira et al. (1999) e Lee et al. (2000), os quais trabalharam com dados de animais das raças Hereford e Nativa Coreana, respectivamente.

Assim como para o peso aos 365 dias de idade, as estimativas de herdabilidade do peso aos 455 dias decresceram de 0,48 no modelo 1 para 0,34 no modelo 4. A herdabilidade do P455 estimada pelo modelo 1 neste estudo é inferior à estimada por Siqueira (1998) que, ao utilizar um modelo que não considerava efeitos maternos, obteve valor de 0,51.

É interessante notar que a diferença entre os valores de herdabilidade para o efeito genético aditivo dos P365 e P455 foi pequena entre os modelos 3 e 4, indicando que a inclusão do efeito de ambiente permanente não alterou muito as estimativas. Isso ocorreu provavelmente devido ao pequeno número de filhos por vaca (menor que 2).

No modelo completo, a variação devida ao componente materno (variância genética materna e de ambiente permanente) foi responsável por 12,8 % e 8,3% da variância do total dos P365 e P455, respectivamente.

Na Tab. 5 são mostradas as distribuições das diferenças esperadas nas progênies (DEPs) preditas pelos diferentes modelos, e na Tab. 6 são apresentadas as estimativas de correlação das DEPs para efeito genético direto entre o modelo 4 e os demais modelos. Para a característica P365, as DEPs preditas pelo modelo 1 foram as que apresentaram a menor correlação com as preditas pelo modelo 4, reforçando a importância da inclusão de efeito materno em modelos usados para estimar DEPs para essa idade. Para peso aos455 dias de idade, aspredições que resultaram em menor correlação foram entre os modelos 2 e 4, enquanto que a correlação entre as predições obtidas pelo modelo 4 e os modelos 1 e 3 foram semelhantes. Este resultado indica que pode ter havido viés devido à estrutura de dados, já que a repetição de observações por vaca foi muito pequena (1,5 bezerros por vaca).

CONCLUSÕES

A inclusão do efeito materno em modelos de avaliação genética para características de crescimento pós-desmama pode não ser necessária para pesos a partir de 455 dias de idade, mas pode ter alguma importância aos 365 dias de idade. Os valores de herdabilidade obtidos para peso aos 455 dias de idade indicam que este pode ser utilizado como critério de seleção para peso pós-desmame.

BIBLIOGRAFIA

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Dez 2002
• Data do Fascículo
  Jun 2002

Histórico

• Recebido
  03 Set 2001