Validazione delle previsioni genomiche per i tratti di benessere nelle vacche Holstein americane

//Validazione delle previsioni genomiche per i tratti di benessere nelle vacche Holstein americane

Validazione delle previsioni genomiche per i tratti di benessere nelle vacche Holstein americane

Riassunto 

L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’efficacia delle previsioni genetiche per la salute degli animali negli allevamenti commerciali di vacche Holstein negli Stati Uniti che non contribuiscono con informazioni fenotipiche alle valutazioni stesse.

Ad un campione casuale di più di 3400 bovine in 11 allevamenti e appartenenti a due gruppi di età (69% manze e 31% primipare) è stato fatto un prelievo di tessuto per l’estrazione del DNA da 30 a 60 giorni prima della data di parto prevista. Sono stati inclusi nell’analisi, dati di lattazione di vacche che hanno partorito tra Settembre 2015 e Dicembre 2015. Gli indici genomici per il livello di trasmissione alla progenie (PTA) per i caratteri della salute per ritenzione di placenta, metrite, chetosi, dislocazione abomasale, mastiti e zoppie sono stati stimati da Zoetis e convertiti su una scala standardizzata di PTA. L’attendibilità media degli animali dello studio è risultata compresa tra 45 e 47% per ciascuno dei 6 caratteri. Gli animali sono stati ordinati per il loro PTA all’interno di ogni allevamento e gruppo di età e poi sono stati assegnati a 4 gruppi percentili di uguale grandezza. Eventi avversi per la salute, inclusi ritenzione di placenta, metrite, chetosi, dislocazione abomasale, mastite e zoppie sono stati raccolti mediante l’utilizzo di software di raccolta dati aziendali e il fenotipo dell’animale è stato codificato come sano (0) o malato (1) o escluso per ciascuno dei sei casi di interesse.

Il risultato dell’analisi ha mostrato che le previsioni per i caratteri della salute sono associate a differenze di incidenza fenotipica per le diverse patologie tra il peggiore ed il migliore gruppo per livello genetico. La differenza tra gruppo genetico peggiore e migliore è risultata pari a 2,9% nell’incidenza nelle patologie registrate per  ritenzione di placenta, 10,8% per la metrite, 1,1% per la dislocazione abomasale, 1,7% per la chetosi, 7,4% per la mastite e 3,9% per le zoppie. I fattori di rischio tra il gruppo genetico più alto e quello più basso sono risultati compresi fra 1,6 (zoppie) e 17,1 (dislocazione abomasale) per i sei caratteri analizzati. Questi risultati hanno indicato che le informazioni sui caratteri della salute forniti per giovani vitelle e manze possono essere utilizzate per prevedere con efficacia differenze significative nella salute futura di questi soggetti. Migliorare i caratteri della salute attraverso una azione di selezione genetica diretta costituisce una interessante opportunità per gli allevatori di bovini da latte che può, accompagnata da una gestione attenta, aiutare a ridurre l’incidenza di patologie e migliorare la redditività.

Introduzione 

Le valutazioni genetiche e la selezione nei bovini da latte si sono concentrate, all’inizio, sui caratteri produttivi come latte, grasso e proteina kg. Negli ultimi 30 anni, i ricercatori del laboratorio per il miglioramento del genoma animale del Dipartimento dell’Agricoltura Americano (USDA) di Beltsville (MD) in aggiunta ai caratteri produttivi hanno sviluppato valutazioni genetiche nazionali per caratteri indiretti legati alla salute come ad esempio le cellule somatiche (Schutz, 1994), la vita produttiva (VanRaden e Klaaskate, 1993), la vivibilità (Miller e coll., 2008) e il tasso di gravidanza delle figlie (Kuhn e coll., 2004). Questi caratteri indiretti della salute sono attualmente resi disponibili da parte del Council of Dairy Cattle Breeding (CDCB) e i dati dimostrano che questi caratteri consentono di migliorare la resistenza alle patologie attraverso la risposta correlata (Vukasinovic e coll., 2017). Tuttavia, presumibilmente come risultato delle attuali pratiche di gestione e dell’antagonismo genetico tra patologie e produzione, l’incidenza di molte patologie comuni nell’allevamento moderno della vacca da latte negli Stati Uniti ha continuato ad aumentare (Jones e coll., 1994; Lucy, 2001; APHIS, 2009). Il risultato finale è che le vacche da latte sono oggi generalmente considerate meno robuste rispetto alle generazioni precedenti. Il declino nella salute e nel benessere degli animali da latte ha alimentato un crescente interesse nell’uso del miglioramento genetico come parte di una strategia complessiva di gestione della salute delle bovine da latte (Weigel e coll., 1998; Heriazon e coll., 2013; Thompson -Crispi e coll., 2014). I dati raccolti sulle patologie dagli allevatori sono stati utilizzati con successo dai ricercatori per identificare differenze genetiche tra i tori in termini di suscettibilità delle figlie alle patologie più comuni, incluse, ma non limitate a, metrite, dislocazione abomasale e mastiti (Zwald e coll., 2004, 2006; Neuenschwander e coll., 2012; Parker Gaddis e coll., 2014). Se associate a pratiche gestionali ottimali i programmi di miglioramento genetico che includono la determinazione del rischio genetico per eventi avversi alla salute possono migliorare il benessere animale e la sostenibilità economica delle aziende da latte riducendo il tasso di eliminazione, le spese veterinarie, la richiesta di mano d’opera e gli scarti di latte (Parker Gaddis e coll., 2014). La riduzione dell’incidenza di questi eventi avversi per la salute può aiutare a migliorare la redditività, dal momento che l’impatto economico di queste patologie è stimato oscillare fra 203 dollari per un caso di chetosi a 438 dollari per un caso di dislocazione abomasale (Gaurd, 2009).

In risposta alle richieste dell’industria per il miglioramento genetico dei caratteri della salute e in collaborazione con l’associazione di razza americana (US Holstein – Brattleboro, VT) i ricercatori dell’Università della Georgia – Athens e gli allevatori commerciali, Zoetis Genetics ha sviluppato una valutazione genetica e genomica che stimasse il rischio genetico per 6 patologie nelle Holstein americane (Vukasinovic e coll., 2017). Pubblicati come valore trasmissibile standardizzato (STA), le predizioni per i caratteri della salute includono le predizioni genomiche per ritenzione di placenta, metrite, chetosi, dislocazione abomasale, mastite e zoppie. Lo sviluppo di questa valutazione genetica, inclusa la descrizione dei fenotipi, del modello statistico, la generazione di valori di trasmissione genomici standardizzati e della loro attendibilità sono stati precedentemente descritti (Vukasinovic e coll, 2017). Questo sistema di valutazione genetica utilizza la migliore previsione lineare non distorta lineare in un singolo passaggio (BLUP single step – BLUPF90) per stimare il rischio di ciascun animale di contrarre queste sei patologie. Il single-step BLUPF90 incorpora simultaneamente diverse fonti di informazioni (fenotipi, pedigree e genotipi) per minimizzare le distorsioni, migliorare l’efficienza di calcolo della valutazione genetica e migliorare la tempestività delle previsioni genetiche per la suscettibilità ad eventi sanitari (Misztal e coll., 2009, 2013, 2014).

Una pratica accettata in qualsiasi valutazione genetica o algoritmo di predizione è quella di valutare l’associazione delle previsioni genetiche sulla base di dati osservati sugli animali valutati in una popolazione estranea a quella del calcolo. Per questa ragione è stato condotto uno studio di validazione pluriennale per valutare l’efficacia delle predizioni genomiche per i caratteri della salute nelle vacche Holstein americane. Questo studio è stato condotto utilizzando vacche Holstein gestite in allevamenti che non hanno contribuito con i loro dati fenotipici alla valutazione genetica. L’obiettivo del nostro studio è stato quello di dimostrare la capacità delle predizioni per i caratteri della salute di prevedere in maniera accurata l’incidenza delle patologie utilizzando allevamenti che non hanno contribuito con i loro dati a determinare il risultato delle valutazioni genetiche. Nel presente studio, è stato ipotizzato che animali con il rischio più alto per i caratteri della salute avrebbero avuto una maggiore incidenza fenotipica rispetto agli animali con il rischio genetico minore nei 305 giorni di lattazione.

Anthony K. McNeel, Brenda C. Reiter, Dan Weigel, Jason Osterstock and Fernando A. Di Croce1

 J.Dairy Sci. 100:9115-9124

doi.org/10.3168/jds.2016-12323

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