Tolleranza al caldo: sviluppato da ANAFIBJ un indice di selezione (IHT)

L’elevata temperatura ambientale combinata con un’elevata umidità relativa influisce negativamente sia sulle prestazioni produttive che riproduttive delle vacche da latte, determinando un impatto negativo sulla redditività dell’allevamento: questo fenomeno è descritto come stress da caldo (HS). Non tutti gli animali sono colpiti allo stesso modo da HS. Nella razza Frisona, la tolleranza al caldo è risultata moderatamente ereditabile (Aguilar et al., 2009; Bernabucci et al., 2014), questo significa che una selezione per questo carattere è possibile. La maggior parte della popolazione Frisona Italiana vive in aree caratterizzate da estati calde e umide, una valutazione genetica per la tolleranza al caldo è pertanto sembrata fondamentale. 

In questo ultimo anno abbiamo lavorato sullo sviluppo di questo nuovo indice e con l’uscita di Aprile 2022 abbiamo pubblicato l’indice tolleranza al caldo (HT). Attualmente è stato sviluppato soltanto per il carattere latte, ma stiamo già lavorando per inserire altri caratteri quali le cellule somatiche, il tenore in grasso e proteina, e la fertilità.

Per identificare se l’animale è in “stress da caldo” esiste un indicatore di temperatura-umidità (THI) definito come un indice bioclimatico. Il THI è espresso come un singolo valore e rappresenta gli effetti combinati della temperatura e dell’umidità relativa dell’aria giornalieri. Quantificare l’influenza del management aziendale sulle performance produttive è molto difficile, nel mettere a punto questo strumento di selezione siamo partiti dal chiederci quanto fosse grande questo effetto per la popolazione Frisona Italiana. Per definire questo effetto è necessario stimare l’effetto animale X ambiente. Questo prodotto è definito interazione genotipo x ambiente. L’ambiente in questo caso è rappresentato dall’indicatore THI. La figura 1 mostra quello che succede al momento in cui si raggiunge un determinato punto di THI (una soglia). La produzione rimane costante fino a quel punto e poi a mano a mano che il valore di THI aumenta si manifesta un calo di performance, nel nostro caso di produzione di latte. 

Figura 1 – Descrizione grafica dell’andamento delle performance all’aumentare del valore di THI.

Per mettere a punto tutto questo processo è stato necessario individuare come potessimo reperire le informazioni giornaliere di temperatura e umidità relativa. Per tutti i processi di valutazione genetica sono fondamentali “tanti dati” per potere garantire una stima accurata. Le informazioni di temperatura e umidità relativa possono essere ricavate dalle stazioni metereologiche dislocate in numerose aree del territorio nazionale. In questa maniera il THI è disponibile giornalmente.

Sono state identificate 137 stazioni metereologiche georeferenziate, considerando le specifiche latitudini e longitudini. Anche gli allevamenti sono georeferenziati. Questo consente di calcolare la distanza tra ciascuna stazione meteo e ciascun allevamento. Per ogni allevamento sono state considerate le stazioni meteo più vicine. A tutti i controlli funzionali in azienda si sono quindi aggiunte le informazioni meteorologiche. Poiché periodi più lunghi di stress da caldo potrebbero avere un effetto più grave rispetto a periodi più brevi, sono state prese in considerazione le medie di temperatura massima e umidità relativa giornaliera di 2, 4, 5, 7, 10 e 14 giorni prima del controllo funzionale. L’indicatore di temperatura-umidità (THI) è stato calcolato come proposto da Kelly e Bond (1971) combinando la temperatura massima e l’umidità relativa. Il valore soglia di THI (THIthr), al di sopra del quale la produzione di latte diminuisce, è stato identificato graficamente, in base al risultato nel modello di stima applicato (Figura 2). Successivamente è stata applicata una funzione di THI, f(THI) come riportato nell’equazione sottostante:

THI= {0       if THI≤ THI_thr                          THI- THI_thr         if THI> THI_thr                        

Figura 2 – Andamento produzione latte (kg/d) per incremento di THI.

La rappresentazione grafica (Figura 2) ha identificato un valore soglia pari a ≥24 THI e questo valore è stato definito come THI_thr. Inoltre, la media di 7 giorni prima del controllo funzionale è risultata essere il periodo con maggiore perdita sulla produzione di latte. Una volta identificata la soglia di calo produttivo è stato possibile anche mettere a punto un modello genetico per stimare questo effetto e valutare la possibilità di selezione per soggetti resistenti all’incremento delle temperature. 

Abbiamo messo a punto un Animal Model con dati ripetuti, e il modello tiene conto di diversi effetti fissi quali allevamento – anno – stagione di controllo, interazione anno – stagione di parto e anche l’interazione dello stadio di lattazione – ordine di parto – anno di parto. A questi elementi sono aggiunti gli effetti casuali dell’animale e il THI, così da andare a stimare questo effetto antagonista tra la produzione e l’effetto delle temperature-umidità. 

La tabella 1 evidenzia due elementi fondamentali: 1) che il carattere tolleranza al caldo è un carattere ereditabile, infatti mostra un valore di ereditabilità pari al 16% e questo significa che si può selezionare per animali che siano più resistenti alle alte temperature; 2) notiamo l’antagonismo tra l’animale e l’ambiente, antagonismo a livello genetico. 

Tabella 1 – Stima parametri genetici per la tolleranza al calore (HT).

Una volta ottenute queste informazioni abbiamo stimato l’indice genetico per la tolleranza al caldo (HT). L’indice HT è espresso con media 100 e DS 5, come tutti i nostri caratteri funzionali.  La figura 3 mostra il trend genetico dell’indice HT per anno di nascita di tutti i soggetti genotipizzati (maschi e femmine). 

Figura 3 – Trend indice tolleranza (HT) tori e femmine genotipizzate (100±5) per anno di nascita.

L’andamento dall’anno 2003 in poi è di un trend in crescita. Questo corrisponde al periodo in cui abbiamo introdotto il PFT come obiettivo di selezione. Ciò significa che, con l’introduzione di caratteri funzionali nell’indice di selezione, si è iniziato indirettamente a selezionare per soggetti sempre più resistenti. La messa a punto di un nuovo strumento di selezione proprio per la tolleranza allo stress da caldo, porterà a selezionare per soggetti sempre più resistenti. 

L’indice HT è disponibile per tutti i tori autorizzati alla FA in Italia, con figlie in Italia o con genotipo disponibile nella banca dati ANAFIBJ, e per tutte le femmine genotipizzate. L’indice è espresso con media 100 ed DS 5. Gli animali con indice superiore a 100 saranno animali la cui progenie sarà geneticamente superiore per la tolleranza al caldo.

Cosa ci dice nella pratica?

Abbiamo identificato 2 gruppi di tori con oltre 1000 figlie: 1) tori con media indici HT uguale o superiore a 105; 2) tori con media indice HT uguale o inferiore a 95 (tabella 2). In questi due gruppi sono state identificate due stagioni di produzione estate e inverno: 1) nel gruppo TOP (HT>=105) abbiamo trovato una differenza di produzione tra estate e inverno pari a -2,7 kg/d; 2) nel gruppo LOW la differenza tra estate e inverno risulta pari a -3,6 kg/d. Tra i due gruppi TOP e LOW c’è la differenza di un kg di latte. Questo evidenzia che l’indice HT distingue in modo corretto animali resistenti (gruppo TOP) da quelli più suscettibili (gruppo LOW) che, ovviamente, hanno un calo di produzione maggiore.

Tabella 2 – Differenze di produzione in due gruppi di tori (≥ 1000 figlie) in funzione dell’indice HT.