OPTIMIZATION OF RESOURCE ALLOCATION TO THE GENETIC TYPE IN REPRODUCTIVE RABBIT DOES

Abstract

During the last 50 years, there has been an overall improvement of efficiency in all domestic species thanks to an improvement in productivity traits. However, during the last years, disorders associated to a loss of functionality of animals (such as poor fertility, health and longevity of reproductive females) with high productivity standards have been observed. In this scenario, interactions between genetics and nutrition are becoming relevant. The main hypothesis of the present thesis is that nutritional strategies adapted to the genetic type could help to modulate productivity and functionality of females in the long term. To evaluate this hypothesis, 203 rabbit females were used which gave birth a total of 758 litters. These females belonged to 3 genetic types that differed greatly on their breeding goals: H, maternal line characterised by hyper-prolificacy; LP, maternal line characterised by functional hyper-longevity; R, paternal line characterised by growth rate. Females were fed during 5 consecutive reproductive cycles with 2 iso-energetic and iso-protein diets differing in energy source: Animal fat enhancing milk yield (84 g of ether extract per kg of DM and 105 g of starch per kg of DM); Cereal starch promoting body reserves recovery (21 g of ether extract per kg of DM and 237 g of starch per kg of DM). This experiment generated a set of longitudinal data with particular structures of (co)variances among data which had to be taken into account. Several models differing in the way data structure is modelled were evaluated. We found that none of the tested models was the best in terms of goodness of fit to the data for all traits, but it seems that models in which (co)variance structure was modelled in blocks of (co)variances for each reproductive cycle could be the most recommendable because they presented an overall suitable statistic performance (in terms of parsimony and fitting) and biological interpretation. These models provided useful information to understand acquisition and allocation of individual animals. In this sense, it seems that we can modulate allocation between energy addressed to milk or to body reserves by changing energy source of diet, but altering normal homeostasis of animals. Respect to the strategies of genetic types, results of the present experiment seem to indicate that R females were characterized by greater adult weight and by a high dependence on the body reserves to cope with the reproductive requirements of the current reproductive cycle. They gave birth little but heavier kits, although it seems they could be more immature. When R females were fed with a diet promoting milk yield, they invested more on the current litter, whereas when fed with a diet promoting body reserves recovery, it seems that they invested more in recovering for future reproduction. On the contrary, females from the maternal lines were smaller and had numerous but lighter kits, but each genetic type used different strategies. H females were also high dependent on body reserves, but storing body reserves during lactation to cope with future reproduction. This strategy makes them more sensible to the energy source of the diet, triggering problems to ensure future reproduction when fed with a diet promoting body reserves recovery (low conception rate or higher mortality of females). LP females were characterised by an acquisition capacity better fitted to changing requirements, safeguarding body reserves. This strategy seems to be more generalist, allowing them to ensure high performance of the current litter without neglecting future reproduction and with less sensitivity to the diet. Therefore, to properly balance between productivity and functionality, results reported in the presented thesis suggest that apart from requirements, the way each genetic type acquire and allocate energy over its life trajectory should be considered when formulating diets for reproductive rabbit females.

En los últimos 50 años, ha habido mejora general de la productividad y en consecuencia de la eficiencia en todas las especies domésticas. Sin embargo, en los últimos an¿os se han observado trastornos asociados a una pérdida de funcionalidad en animales con altos estándares de productividad (como baja fertilidad, salud o longevidad de las hembras reproductivas). Las interacciones entre la genética y la nutricio'n son cada vez ma's relevantes. La principal hipótesis de la presente tesis es que estrategias nutricionales adaptadas al tipo genético podrían ayudar a modular entre productividad y funcionalidad de las hembras. Para evaluar esta hipótesis, se utilizaron 203 conejas que dieron lugar a un total de 758 lactaciones. Estas conejas pertenecían a 3 tipos genéticos que diferían ampliamente en sus objetivos de selección: H, línea materna caracterizada por hiper-prolificidad; LP, línea materna caracterizada por hiper-longevidad funcional; R, línea paterna caracterizada por la velocidad de crecimiento. Las conejas fueron alimentadas durante 5 ciclos reproductivos consecutivos con 2 dietas iso-energéticas e iso-proteicas que diferían en la fuente de energía: Grasa animal para fomentar la producción de la leche (84 g de extracto etéreo por kg MS y 105 g de almidón por kg MS); Almidón de cereal para promover la recuperación de las reservas del corporales (21 g de extracto etéreo por kg MS y 237 g de almidón por kg MS). El experimento genero' una base de datos con datos longitudinales con unas estructuras particulares de (co)varianzas entre los datos y que debían tenerse en cuenta. En este sentido, se evaluaron varios modelos que diferían en la forma en que se modelan la estructura de datos. Se encontró que ninguno de los modelos probados fue el mejor en términos de bondad de ajuste para todos los caracteres. Sin embargo, parece que los modelos en los que la estructura (co) varianza se modelo' en bloques de (co)varianzas para cada ciclo reproductivo podrían ser los ma's recomendables. Respecto al efecto de la fuente de energía de la dieta, parece que podemos modular la asignación entre la energía dirigida a la producción de leche o la ganancia de reservas corporales cambiando la fuente de energía de la dieta, pero alterando la homeostasis normal de los animales. Respecto a las estrategias de los tipos genéticos, los resultados del presente experimento parecen indicar que las hembras R se caracterizaron por un mayor peso adulto y por una alta dependencia de las reservas corporales para hacer frente a las necesidades reproductivas del ciclo reproductivo actual. Estas hembras parieron menos gazapos, pero ma's pesados. Cuando las hembras R fueron alimentadas con una dieta que promovía la producción de la leche, invirtieron ma's en la camada actual, mientras que cuando se les alimento' con una dieta que promovía la recuperación de las reservas corporales, invirtieron ma's en la recuperación para su futura reproducción. Por el contrario, las hembras de las líneas maternas fueron ma's pequen¿as y tuvieron ma's gazapos, pero ma's ligeros. No obstante, cada tipo genético utilizo' una estrategia diferente. Las hembras H también fueron muy dependientes de las reservas corporales, pero almacenando reservas corporales durante la lactación para hacer frente a la futura reproducción. Esta estrategia les hace sensibles a la fuente de energía de la dieta, desencadenando problemas para asegurar la reproducción futura cuando fueron alimentadas con una dieta que promueve la recuperación de las reservas corporales. Las hembras LP se caracterizaron por una capacidad de adquisición mejor adaptada a las necesidades cambiantes. Esta estrategia parece ser ma's generalista, lo que les permite asegurar un alto rendimiento de la camada actual sin descuidar la reproducción futura, salvaguardando las reservas corporales, y con menos sensibilidad a la dieta.

En els últims 50 anys, ha aportat una millora general de la productivitat i, en conseqüència, de l'eficiència en totes les espècies domèstiques. Al llarg dels últims anys s'han observat trastorns associats a una pèrdua de funcionalitat en animals amb estàndards elevats de productivitat (com baixa fertilitat, salut o longevitat de les femelles reproductives). Les interaccions entre la genètica i la nutrició són cada vegada més rellevants. La hipòtesi principal de la tesi proposa que les estratègies nutricionals adaptades al tipus genètic permeten modular la productivitat i funcionalitat de les femelles. Per avaluar esta hipòtesi es van utilitzar 203 conilles que proporcionaren un total de 758 lactacions. Estes conilles pertanyien a tres tipus genètics que diferien àmpliament en els seus objectius de selecció: H, línia materna caracteritzada per hiperprolificitat; LP, línia materna caracteritzada per hiperlongevitat funcional; R, línia paterna caracteritzada per velocitat de creixement. A les conilles se'ls va subministrar 2 dietes isoenergètiques i isoproteiques durant cinc cicles reproductius consecutius, els quals diferien en la font d'energia: Greix animal per fomentar la producció de llet (84 g d'extracte eteri per kg MS i 105 g de midó per kg MS); Midó de cereal per promoure la recuperació de les reserves del corporals (21 g d'extracte eteri per kg MS i 237 g de midó per kg MS). L'experiment va generar una base de dades amb dades longitudinals amb unes estructures particulars de covariàncies entre les dades que havien de tindre's en compte. Es van avaluar diversos models que diferien en la forma en què modelitzaven l'estructura de les dades. Es va trobar que cap dels models provats va ser millor en termes de bondat d'ajust per a tots els caràcters. No obstant això, pareix que els models en què l'estructura covariància es va modelar en blocs de covariàncies per a cada cicle reproductiu podrien ser els més recomanables. Estos models van proporcionar informació útil per a comprendre l'adquisició i assignació d'animals individuals. Respecte a la font d'energia de la dieta, pareix que podem modular l'assignació entre l'energia dirigida a la producció de llet o el guany de reserves corporals si canvia la font d'energia de la dieta, tanmateix l'homeòstasi normal dels animals es veu alterada. Des del punt de vista de les estratègies segons el tipus genètics, els resultats del present experiment pareixen indicar que les femelles R es van caracteritzar per tindre major pes adult i per una dependència elevada de les reserves corporals per a fer front a les necessitats reproductives del cicle reproductiu actual. Estes femelles van parir menys catxaps. Quan les femelles R van ser alimentades amb una dieta que promovia la producció de la llet, van invertir més en la ventrada actual, mentres que quan se'ls va alimentar amb una dieta que promovia la recuperació de les reserves corporals, van invertir més en la recuperació per al següent cicle reproductiu. Contràriament, les femelles de les línies maternes van ser més menudes i van tindre més catxaps, però més lleugers. No obstant això, cada tipus genètic va utilitzar una estratègia diferent. Les femelles H també van ser molt dependents de les reserves corporals, però emmagatzemaren reserves corporals durant la lactació per a fer front a pròxima reproducció. Esta estratègia les fa més sensibles a la font d'energia de la dieta, i conseqüentment, desencadena problemes per assegurar la reproducció propera quan es nodrixen amb una dieta que promou la recuperació de les reserves corporals (baixa taxa de concepció o major mortalitat de les femeelle). Les femelles LP es van caracteritzar per una capacitat d'adquisició de recursos millor adaptada a les necessitats canviants. Esta estratègia pareix més generalista, la qual cosa les permet assegurar un rendiment alt de la ventrada actual sense descuidar la reproducció fu