ABSTRACT Introduction: The genetic evaluation of the Siboney de Cuba (5/8 Holstein 3/8 Zebu) and Mambí de Cuba (3/4 Holstein 1/4 Zebu) bovine breeds is performed considering milk production using a single-character animal model for each breed independently. Objective. It was proposed to characterize the Siboney de Cuba and Mambí de Cuba herds, evaluate selection alternatives combining various traits, and methodologies to carry out genetic evaluations with greater precision. Methods: The multiracial evaluation was carried out using a single-character model and the existence of environment genotype interaction (IGA) in another. Heritability, repeatability and genetic values (GV) were estimated using a single-character model for milk production accumulated up to 305 days (L305), total milk accumulated for life (LTV), duration of lactation (DL), age at first calving (EP1), first service calving interval (IPS), gestation calving interval (IPG), calving interval (IPP), productive life (VP) and the number of births per life (NP). Genetic correlations were estimated using a multi-character model for these traits and selection indices were constructed from the GV in 6,425 Siboney cows from Cuba and 5,445 Mambí from Cuba, by means of the analysis of principal components. Results: The heritability and accuracy of the VG were higher in the multiracial evaluation. Conclusions: In the case of the Mambí de Cuba, it is more efficient to use an index that considers L305, DL and LTV as selection criteria; while in the Siboney de Cuba it must include LTV, EP1 and IPG.

RESUMEN Introducción: La evaluación genética de las razas bovinas Siboney de Cuba (5/8 Holstein 3/8 Cebú) y Mambí de Cuba (3/4 Holstein 1/4 Cebú) se realiza considerando la producción lechera mediante un modelo animal unicarácter, para cada raza independientemente. Objetivo: caracterizar los rebaños Siboney de Cuba y Mambí de Cuba, evaluar alternativas de selección combinando varios rasgos, y metodologías para realizar las evaluaciones genéticas con mayor precisión. Métodos: Mediante un modelo unicarácter se realizó la evaluación multirracial y en otro la existencia de interacción genotipo ambiente (IGA). Se estimaron las heredabilidades, repetibilidades y valores genéticos (VG) mediante un modelo unicarácter para producción de leche acumulada hasta 305 días (L305), leche total acumulada por vida (LTV), duración de la lactancia (DL), edad al primer parto (EP1), intervalo parto primer servicio (IPS), intervalo parto gestación (IPG), intervalo entre partos (IPP), vida productiva (VP) y el número de partos por vida (NP). Se estimaron las correlaciones genéticas mediante un modelo multicarácter para estos rasgos y se construyeron índices de selección a partir de los VG en 6425 vacas Siboney de Cuba y 5445 Mambí de Cuba, mediante el análisis de componentes principales. Resultados: Las heredabilidades y exactitud de los VG fueron superiores en la evaluación multirracial. En conclusión, en el Mambí de Cuba es más eficiente utilizar un índice que considere como criterios de selección L305, DL y LTV; mientras que en el Siboney de Cuba debe incluir LTV, EP1 e IPG.

ABSTRACT: The objective of this study was to develop a prototype of multibreed genetic evaluation for heifers’ fertility (FERT) in Simmental-Simbrah and Charolais-Charbray populations. Information from 49,943 Simmental-Simbrah females born between 1984 and 2011 (EvSim) and 49,871 Charolais and Charbray females (EvChar), born between 1990 and 2011 were used. For the analysis, a one was assigned when a heifer calved before 1,281 d of age, otherwise a zero was assigned. Variance components estimates and breeding values were obtained by fitting a linear mixed model for a single trait. Estimates of heritability were similar, 0.07 ± 0.008 and 0.06 ± 0.008, for EvSim and EvChar, respectively. Median number of heifers per contemporary group was 10, with an interquartile range from 5 to 20, in both cases, EvSim and EvChar. Median number of paternal half sibs per family was 5 for both, EvSim and EvChar. The ranges of expected progeny differences (EPD) for FERT were: -5.79 to 8.72, -9.56 to 8.84, -7.94 to 8.22, and -7.29 to 6.14, for Simmental, Simbrah, Charolais and Charbray, respectively. Heritability estimates suggest that there may be genetic response to selection of FERT in the populations evaluated. Estimated genetic trends suggest a favorable genetic change of fertility in the four breeds during the period 2007 to 2011. The ranges of the EPD allowed identification of outstanding sires for FERT.

RESUMEN: El objetivo del presente estudio fue desarrollar un prototipo de evaluación genética multirracial para fertilidad de vaquillas (FERT) en las poblaciones Simmental-Simbrah y Charolais-Charbray. Se utilizó información de 49,943 hembras Simmental-Simbrah, nacidas entre 1984 y 2011 (EvSim) y de 49,871 hembras Charolais-Charbray, nacidas entre 1990 y 2011 (EvChar). Para el análisis, a FERT se le asignó un uno cuando la vaquilla parió antes de los 1,281 días de edad y un cero en caso contrario. Los estimadores de los componentes de varianza y los valores genéticos se obtuvieron ajustando un modelo lineal mixto para una sola característica. Los estimadores de heredabilidad fueron similares, 0.07 ± 0.008 y 0.06 ± 0.008, para EvSim y EvChar, respectivamente. La mediana del número de hembras por grupo contemporáneo fue 10, en un rango intercuartil de 5 a 20, en ambos casos, EvSim y EvChar. La mediana del número de hembras por familia de medias hermanas paternas fue 5 en ambos casos, EvSim y EvChar. Las diferencias esperadas en la progenie (DEP) de FERT variaron de: -5.79 a 8.72, -9.56 a 8.84, -7.94 a 8.22, y -7.29 a 6.14, para Simmental, Simbrah, Charolais y Charbray, respectivamente. Las heredabilidades estimadas indican que puede haber respuesta genética a la selección de FERT en las poblaciones evaluadas. Las tendencias genéticas estimadas muestran un cambio genético favorable en fertilidad de las cuatro razas durante el período 2007-2011. Los rangos de las DEP permiten identificar sementales sobresalientes para FERT.

In order to fulfill this study, a total of 130,111 records of accumulated milk production, up to 305 days (L305), from three Cuban genetic enterprises and between 1984 and 2013, were used. Out of a total of 61,471 cows, 12,496 belonged to Mambí de Cuba breed (3/4 Holstein ¼ Zebu), 17,178 Siboney de Cuba breed (5/8 Holstein 3/8 Zebu) and 31,797 Holstein. The purpose of the study was to compare the multibreed genetic evaluation for milk production with genetic evaluations of each breed. To estimate the genetic indicators and breeding values of L305, a univariate animal model was used, which included, as fixed effects, the combination herd-year-four-month period of parturition. The age at parturition was used as linear and square covariable, random effects of the animal, the effect of the environment and residues. Breed was also included as fixed effect in the multibreeding genetic evaluation. Heritabilities and repetitions were 0.31 ± 0.01 y 0.40 ± 0.01 for the multibreeding genetic evaluation, and 0.18 ± 0.05 and 0.41±0.02, 0.14± 0.05 and 0.41 ± 0.02, 0.12 ± 0.01 and 0.25 ± 0.01 for the independent racial evaluations of Mambí de Cuba, Siboney de Cuba and Holstein, respectively. In the multibreeding genetic evaluation, the estimation of heritability and the accuracy of breeding values for milk production of the three studied breeds increased regarding the evaluations of each individual breed, mainly because of a higher amount of information and higher connectivity among breeds, which contribute to decrease the environmental variance. It can be concluded that the inclusion of multibreeding genetic evaluations on the program of genetic improvement of Cuban milking bovines allows to obtain a better accuracy of breeding values, which will also contribute to the increase of the genetic progress for milk production

Se utilizaron 130 111 registros de producción de leche acumulada hasta los 305 días (L305), procedentes de tres empresas genéticas cubanas, durante los años 1984 al 2013. De un total de 61 471 vacas, 12 496 fueron de la raza Mambí de Cuba (3/4 Holstein ¼ Cebú), 17 178 Siboney de Cuba (5/8 Holstein 3/8 Cebú) y 31 797 Holstein. El propósito del estudio fue comparar la evaluación genética multirracial para la producción de leche con las evaluaciones genéticas para cada raza de manera independiente. Para estimar los parámetros genéticos y valores genéticos (VG) de L305 se empleó un modelo animal univariado que incluyó como efectos fijos la combinación rebaño-año-cuatrimestre de parto, la edad al parto como covariable lineal y cuadrática, los efectos aleatorios del animal, el efecto del ambiente permanente y los residuales. En la evaluación genética multirracial se incluyó además como efecto fijo la raza. Las heredabilidades y repetibilidades fueron: 0.31 ± 0.01 y 0.40 ± 0.01 para la evaluación genética multirracial, y de 0.18 ± 0.05 y 0.41 ± 0.02, 0.14 ± 0.05 y 0.41 ± 0.02, 0.12 ± 0.01 y 0.25 ± 0.01 para las evaluaciones raciales independientes del Mambí de Cuba, Siboney de Cuba y Holstein, respectivamente. En la evaluación genética multirracial se incrementó el estimado de heredabilidad y la exactitud de los VG para la producción de leche de las tres razas estudiadas con respecto a las evaluaciones de cada raza independiente, debido fundamentalmente a la mayor cantidad de información y mayor conectividad entre las razas, que contribuye a disminuir la varianza ambiental. Se concluye que la incorporación de las evaluaciones genéticas multirraciales, en el programa de mejoramiento genético de los bovinos lecheros cubanos, permite obtener mayor exactitud de los VG, lo cual contribuirá al incremento del progreso genético para la producción de leche

El objetivo de este estudio fue estimar las heredabilidades, correlaciones genéticas, heterosis y tendencias genéticas para características reproductivas en una población bovina multirracial Angus-Brahman en el trópico bajo colombiano. Se evaluaron registros de edad al primer parto (EPP), primer intervalo entre partos (PIEP) y segundo intervalo entre partos (SIEP), desde el año 1993 hasta 2009. Los datos fueron analizados mediante un modelo tricarácter que incluyó los efectos fijos de grupo contemporáneo (año-época para EPP; año-época-sexo para PIEP y SIEP), efectos fijo genético aditivo directo de raza, heterosis individual; y los efectos aleatorios genéticos aditivos directos del animal y residual. Los componentes de varianza se estimaron por el método de máxima verosimilitud restringida, mediante el programa AIREML. Las medias estimadas fueron de 38,5 ± 6,0, 18,4 ± 3,7 y 17,6 ± 2,77 meses para EPP, PIEP y SIEP, respectivamente. Las heredabilidades estimadas fueron 0,32 ± 0,09 para EPP, 0,04 ± 0,01 para PIEP y 0,14 ± 0,05 para SIEP. Se encontró una baja correlación genética negativa entre efectos directos para EPPSIEP (-0,07 ± 0,23). Las tendencias genéticas para EPP y SIEP fueron no significativas (p>0,05), mientras que para PIEP fue significativa (p≤0,05), pero cercana a cero. El estimativo de heredabilidad para EPP, sugiere que a través de la selección en pocas generaciones se puede lograr progreso genético para esta característica en la población estudiada. Las tendencias genéticas indican que, la intensidad de selección aplicada a esta población multirracial no fue suficiente para influir sobre los valores de cría durante los años de estudio.

The aim of this study was to estimate heritabilities, genetic correlations, heterosis and genetic trends for reproductive traits in a multiracial Angus-Brahman cattle population in the Colombian tropics. Records of age at first calving (EPP), first calving interval (PIEP) and second calving interval (SIEP) were evaluated from years 1993 to 2009. Data were analyzed using a tree-characteristic model that included the fixed effects of contemporary group (year-season for EPP, year-season-sex for PIEP and SIEP), direct additive genetic fixed effects of breed, individual heterosis; and direct additive genetic random effect of the animal, as well as the residual random effect. The variance components were estimated by the restricted maximum likelihood method, using the AIREML program. The estimated means were 38.5 ± 6.0, 18.4 ± 3.7, and 17.6 ± 2.77 months for EPP, PIEP and SIEP, respectively. The estimated heritabilities were 0.32 ± 0.09 for EPP, 0.04 ± 0.01 for PIEP, and 0.14 ± 0.05 for SIEP. A low and negative genetic correlation between direct effects for EPP and SIEP (-0.07 ± 0.23) was found. Genetic trend for EPP and SIEP was not significant (p>0.05), while it was significant (p≤0.05) for PIEP, although close to zero. The EPP heritability estimate suggests that genetic progress can be achieved for this feature through selection in few generations. Genetic trends indicate that the selection intensity applied to this multiracial population was not enough to influence its breeding values during the studied period.

O objetivo desse estudo foi estimar as herdabilidades, correlações genéticas, heterose e tendências genéticas para características reprodutivas em uma população bovina multirracial Angus-Brahman no trópico baixo colombiano. Avaliaram-se registros de idade ao primeiro parto (EPP), primeiro intervalo entre partos (PIEP) e segundo intervalo entre partos (SIEP), desde 1993 até 2009. Os dados foram analisados mediante um modelo tricaráter que incluiu os efeitos fixos do grupo contemporâneo (anoépoca para EPP, ano-época-sexo para PIEP e SIEP), efeito fixo genético aditivo direto da raça, heterose individual e os efeitos aleatórios genéticos aditivos diretos do animal e residual. Os componentes de variância estimaram-se pelo método de máxima verossimilhança restrita, mediante o programa AIREML. As medias estimadas foram de 38,5 ± 6,0, 18,4 ± 3,7 e 17,6 ± 2,77 meses para EPP, PIEP e SIEP, respectivamente. As herdabilidades estimadas foram, EPP= 0,32 ± 0,09; PIEP= 0,04 ± 0,01; SIEP= 0,14 ± 0,05. Encontrou-se uma correlação genética negativa baixa entre os efeitos diretos para EPP-SIEP (-0,07 ± 0,23). As tendências genéticas para EPP e SIEP foram não significativas (p>0,05), enquanto que para PIEP foi significativa (p≤0,05), mas perto de cero. O estimativo de herdabilidade para EPP, sugere que a través da seleção em poucas gerações é possível lograr progresso genético para esta característica na população estudada. As tendências genéticas indicam que, a intensidade de seleção aplicada a esta população multirracial não foi suficiente para influir sob os valores de cria durante os anos de estudo.

En este trabajo presentamos una aplicación de modelos de regresión aleatoria (RRM) para obtener estimadores de máxima verosimilitud restringida de funciones de covarianza y predicciones del valor genético para datos longitudinales de área de ojo del lomo medidos por ultrasonido (REA) en una población bovina multirracial en Colombia. El conjunto de datos contenía 708 registros de 340 animales descendientes de 37 toros de 9 razas apareados con hembras Brahman Gris. Los modelos mixtos empleados fueron RRM que usaron polinomios de Legendre (LP) de orden 1 a 3. Los efectos fijos fueron edad del animal, número de partos de la madre, grupo contemporáneo (hacienda*año*época*sexo), efectos genéticos aditivos de raza y heterosis, mientras que los efectos genéticos aditivos directos y maternos y de ambiente permanente materno fueron aleatorios. Las varianzas residuales se modelaron como constantes o cambiantes a través de la trayectoria de crecimiento. Los modelos fueron comparados mediante el criterio de información de Akaike corregido y el de información bayesiana de Schwartz. Según esos criterios, el mejor modelo fue aquel con LP de orden 1 y varianza residual constante. Dado que con este modelo las estimaciones de las funciones de covarianza genética aditiva materna y de ambiente permanente materno indicaron que estos dos efectos no se separaron adecuadamente, un modelo más parsimonioso sin los efectos genéticos aditivos maternos fue empleado para obtener parámetros y valores genéticos. La varianza genética aditiva directa decreció hasta 150 días y luego aumentó. La varianza de ambiente permanente materno aumentó con la edad. Las estimaciones de heredabilidad directa para REA a los 4 meses, destete, 12 y 15 meses (consideradas como edades de referencia) fueron 0.003, 0.007, 0.034 y 0.058, respectivamente. Las correlaciones aditivas directas variaron de -0.7 a 1. Las correlaciones de ambiente permanente materno fueron cercanas a la unidad a través de todo el rango de edades. Las estimaciones de componentes de (co)varianza mostraron la necesidad de validar los resultados con poblaciones multirraciales multigeneracionales mayores antes de implementar RRM en procedimientos de evaluación genética regionales o nacionales en Colombia.

In this paper we present an application of random regression models (RRM) to obtain restricted maximum likelihood estimates of covariance functions and predictions of breeding values for longitudinal records of rib eye area measured by ultrasound (REA) in a Colombian multibreed cattle population. The dataset contained 708 records from 340 calves progeny of 37 sires from nine breeds mated to Gray Brahman Cows. The mixed model was a RRM that used Legendre polynomials (LP) of order 1 to 3. Fixed effects were age of animal, dam parity, contemporary group (herd*year*season*sex), breed additive genetic and heterosis, whereas direct and maternal additive genetic and maternal permanent environment were random effects. Residual variances were modeled either as constant or changing across the growth trajectory. Models were compared with two Information Criteria, the corrected Akaikes and the Schwartzs Bayesian. According to these criteria the best model was the one with first order LP and constant residual variance. Given that with this model estimated maternal additive genetic and permanent environment covariance functions showed that these effects were not accurately disentangled, a parsimonious model without maternal additive genetic effects was used to obtain genetic parameters and breeding values. Direct additive genetic variance decreased until 150 days and then increased. Maternal permanent environment variance increased with age. Direct heritability estimates for REA at 4 months, weaning, 12 and 15 months (considered as target ages), were 0.003, 0.007, 0.034 and 0.058, respectively. Direct additive correlations ranged from -0.7 to 1. Maternal permanent environmental correlations were close to unity across the entire range of ages. Estimates of (co)variance components showed the need to validate results with larger multigenerational multibreed populations before implement RRM in regional or national genetic evaluation procedures in Colombia.

Los modelos de evaluación genética multirracial permiten la obtención de los valores genéticos de animales perteneciente a una población de diferente composición racial. La estructura de este tipo de modelo va a depender de la característica a evaluar y de la población multirracial a ser analizada, obteniendose al final de la evaluación valores genéticos aditivos y no aditivos, los cuales permiten tomar decisiones y direccionar los apareamientos de una forma más acertada.

Multibreed genetic evaluation models allow the prediction of animal breeding values in a population of animals of various breed compositions. The structure of this type of model depends on the traits to be evaluated and the multibreed population to be analyzed, and they eventually yield additive and nonadditive animal genetic values, which allow more precise selection decisions and mating plans.