Genética de la respuesta al estrés térmico en una raza autóctona de ganado caprino lechero

Abstract

[EN] In the present thesis the effect of heat stress on milk, fat, and protein yields and fat and protein contents has been studied in the Spanish Florida breed of dairy goats. It comprises three chapters: The first one is a bibliographic review of the state of the art. The second one is a phenotypic analysis carried out to determine the climatic variables most correlated to the production traits and to estimate the tolerance thresholds and slopes of the responses of the dairy traits studied to heat stress. The third chapter is a genetic analysis of formerly cited responses, undertaken with the objective to estimate the environmental and genetic (co)variance components of heat stress tolerance. A total of 185,675 test-day records belonging to 13,481 lactating goats distributed in 20 flocks, collected between 2006 and 2012, combined with maximum and average temperatures and the values of an index of temperature and relative humidity (THI), registered the day of milk recording and one and two days before in meteorological stations located less than 22 Km from the farms, were used for the phenotypic and genetic analysis. For the first study, a Ridge regression analysis and a GLM select analysis were carried out in order to select the climatic variables and dates that were recorded, having the highest correlations with the dairy traits under study. Then, tolerance thresholds and slopes of the regressions of these traits with the selected climatic variables were estimated with spline and polynomial models by means of Bayesian methods. Results shows that the maximum and average temperatures (mean of maximum and minimum temperatures) explain the change in dairy traits caused by climatic effects better than the THI. Temperatures registered the day of milk recording or one day before have more effect on the traits studied than those registered two days before. Generally, yields and contents of milk components decrease when temperature increases. However, milk yield seem to be less affected by high temperatures, being more affected by cold temperatures. Climatic variables have a higher effect on milk composition in high productive animals in respect to the rest. For the genetic analysis, a reaction norm animal model (RNM) was used to estimate the genetic and permanent environmental (co)variance components of the relation of dairy traits with THI, maximum and average temperature, modeling this relation by means of Legendre polynomials. Results show that the heritability of dairy traits tends to decrease for increasing values of the climatic variables. Genetic correlations between the intercept and the slope of each model, and between the first and the subsequent points in the scales of the climatic variables, provide evidences that selection for better milk performance will Ab s t r a c t IX reduce heat stress tolerance. The genetic variation of the response to heat stress found in this analyses could be used to select animals according to their response to heat stress (robust, tolerant and non-tolerant). Key words: Florida goats, heat stress, climatic variables, genetic parameters

[ES] La presente tesis trata del efecto del estrés térmico sobre las producciones de leche, grasa y proteína y sobre los contenidos de estas dos últimas componentes de la leche de las cabras de la raza autóctona española Florida. La tesis está organizada en tres capítulos: En el primero de ellos se realizó una revisión bibliográfica del tema. En el segundo se describe un análisis realizado para determinar, a nivel fenotípico, las variables climáticas más correlacionadas con los caracteres productivos y estimar el umbral y la pendiente de la tolerancia de la respuesta al estrés térmico de dichos caracteres. El tercer capítulo trata de un análisis genético realizado con el objetivo de estimar los componentes de (co)varianza genéticos y ambientales de la tolerancia al estrés térmico. Para llevar a cabo los análisis fenotípico y genético 185675 registros del día de control de la producción y composición de la leche de, tomados de 13481 cabras distribuidas en 20 rebaños, se combinaron con los datos de temperatura máxima y media y un índice de temperatura y humedad relativa (THI), registrados el mismo día del control lechero, dos y un día antes, en estaciones meteorológicas ubicadas a menos de 22 Km de cada explotación. En este primer estudio, se utilizaron los métodos de regresión “Ridge” y “GLM select” para seleccionar las variables climáticas, y las fechas de registro de las mismas, mas correlacionadas con los registros de los caracteres lecheros en estudio. A continuación, se estimaron el umbral y la pendiente de la respuesta de los caracteres lecheros a cada una de las variables climáticas seleccionadas anteriormente, mediante modelos lineales y polinómicos, utilizando para ello métodos Bayesianos. Los resultados muestran que las temperaturas máxima y media (promedio de las temperaturas máxima y mínima) explican el cambio en las características lecheras causados por los efectos climáticos mejor que el THI. Las temperaturas registradas el día de control o un día antes tienen más efecto sobre los caracteres estudiados que la registrada dos días antes. En general, las producciones y los contenidos de los componentes de la leche estudiados disminuyen cuando aumenta la temperatura. Sin embargo, la producción de leche parece ser menos sensible a las altas temperaturas y más sensible al frio. Las variables climáticas tienen un efecto mayor sobre la composición de la leche de los animales de alto nivel productivo que sobre el resto. En el genético estudio, se utilizó un modelo de norma de reacción (RNM) para estimar los componentes de (co)varianza genéticos y ambientales permanente de las relaciones entre los caracteres lecheros y cada una de las variables climáticas (THI y temperaturas máxima Re sume n XI y media), incorporadas en los modelos de análisis mediante polinomios de Legendre. Los resultados obtenidos reflejan que las heredabilidades de las características lecheras muestran una tendencia negativa cuando los valores de las variables climáticas aumentan. Las correlaciones genéticas entre la intersección y la pendiente de cada uno de los modelos, y entre el primero y los puntos posteriores en las escalas de valores de las variables climáticas, proporcionan una evidencia de que selección para lograr un mejor rendimiento lechero disminuye la tolerancia al estrés térmico. La variación genética de la respuesta al estrés térmico observada en estos análisis podría ser utilizada para seleccionar los animales en función de dichas repuestas (robustas, tolerantes y no tolerantes). Palabras clave: Cabras de la raza Florida, estrés térmico, variables climáticas, parámetros