Genetic parameters of colostrum qualitative traits in dairy cows

The main objective of this study was to assess the genetic background of colostrum quality traits in Holstein dairy cows. The study was conducted in 10 commercial dairy herds. A total of 1,074 cows were used. All cows were clinically examined on the day of calving and only clinically healthy cows were included in the study. Body condition score was also assessed. Αll 4 udder quarters were completely milked and a composite, representative sample was collected and examined. Colostrum total solids (TS) content was determined on farm using a digital Brix refractometer. Colostrum fat (F), protein (PROT) and lactose (LACT) contents were determined using an infrared milk analyzer (MilkoScan™ Minor, Foss, Denmark) and energy content (EC) was calculated using National Research Council (2001) equations. Pedigree information and date of birth was recorded for all cows. Information regarding date and time of calving, parity number, milk yield in previous 305-d lactation, dry period length, time interval between calving and colostrum collection and colostrum yield (CY) were also recorded. Dependent variables were analyzed using a series of univariate mixed models. Also, each trait was analyzed with a univariate mixed model (ASREML). All available pedigrees records were included in the analysis, bringing the total number of animals used in the genetic analysis to 5,662. Estimates of (co) variance components (genetic, phenotypic and residual) were used to estimate heritability for each trait. Genetic and phenotypic correlations among colostrum traits were estimated with bivariate analyses using the same model. Mean content (±SD) of colostrum F, PROT, LACT and TS contents were 6.4±3.3%, 17.8±4.0%, 2.2±0.7% and 25.8±4.7%, respectively. Mean EC was 1.35±0.3 Mcal/kg and mean CY was 6.2±3.8 kg. Parity number had a significant positive effect on PROT, TS and CY. Time interval between calving and colostrum collection had a significant negative effect on F, PROT, TS and EC. CY had a significant negative effect on PROT and. Heritability estimates for F, PROT, LACT, TS, EC and CY were 0.21, 0.19, 0.15, 0.27, 0.22 and 0.04, respectively. The genetic correlation of TS measured on-farm with colostrum PROT was practically unity, whereas the correlation with EC was moderate. F had no genetic correlation with TS; their phenotypic correlation was positive but low. Genetic and phenotypic correlations of LACT with PROT and TS were negative. The phenotypic correlations of CY with PROT and TS were negative whereas with LACT was positive. In conclusion, results of the present study indicate that colostrum quality traits are heritable and therefore improvement with genetic selection is feasible.Ο σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η γενετική μελέτη των ποιοτικών χαρακτηριστικών του πρωτογάλατος σε γαλακτοπαραγωγές αγελάδες της φυλής Holstein. Η έρευνα διενεργήθηκε σε 10 εκτροφές. Χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 1.074 αγελάδες. Την ημέρα του τοκετού γινόταν κλινική εξέταση των αγελάδων και συμπεριλήφθηκαν στην έρευνα μόνο όσες ήταν κλινικά υγιείς. Εκτιμήθηκε επίσης ο δείκτης θρεπτικής κατάστασης. Οι αγελάδες αρμέγονταν και συλλεγόταν ολόκληρη η ποσότητα πρωτογάλατος, από το οποίο λαμβανόταν αντιπροσωπευτικό δείγμα. Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας του πρωτογάλατος σε ολικά στερεά (ΟΣ BRIX) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση του ψηφιακού διαθλασίμετρου κλίμακας BRIX. Ο προσδιορισμός της περιεκτικότητας του πρωτογάλατος σε λίπος (ΛΙΠ), πρωτεΐνες (ΠΡΩΤ) και λακτόζη (ΛΑΚΤ) έγινε με τη βοήθεια αυτόματης αναλυτικής συσκευής (MilkoScan™ Minor, Foss, Denmark). Η ενεργειακή αξία (ΕΑ) του υπολογίστηκε με βάση το μοντέλο του NRC (2001). Για κάθε αγελάδα υπήρχε καταγεγραμμένη η ημερομηνία γέννησης και η γενεαλογία της. Επίσης, καταγράφηκαν η ημερομηνία και ώρα τοκετού, ο αριθμός της γαλακτικής περιόδου, το ύψος της γαλακτοπαραγωγής της προηγούμενης γαλακτικής περιόδου στις 305 ημέρες, η διάρκεια της ξηρής περιόδου, το χρονικό διάστημα μεταξύ τοκετού και συλλογής και η ποσότητα του πρωτογάλατος που συλλέχθηκε. Η εκτίμηση της επίδρασης των διαφόρων παραγόντων στις εξαρτημένες μεταβλητές έγινε με τη χρήση μικτών προτύπων στατιστικής επεξεργασίας. Επιπλέον, κάθε χαρακτηριστικό του πρωτογάλατος αναλύθηκε με τη χρήση μικτού προτύπου με το λογισμικό ASREML. Η τελική βάση δεδομένων περιείχε γενεαλογικά στοιχεία των τελευταίων έξι γενεών και συμπεριέλαβε συνολικά 5.662 ζώα. Εκτιμήθηκαν οι συντελεστές κληρονομησιμότητας της περιεκτικότητας του πρωτογάλατος σε ΛΙΠ, ΠΡΩΤ, ΛΑΚΤ, ΟΣ BRIX, της ΕΑ του και της ΠΟΣ του. Επίσης, εκτιμήθηκαν οι γενετικές και φαινοτυπικές συσχετίσεις μεταξύ όλων των χαρακτηριστικών του πρωτογάλατος. Η μέση περιεκτικότητα του πρωτογάλατος σε ΛΙΠ, ΠΡΩΤ, ΛΑΚΤ, ΟΣ BRIX ήταν 6,4±3,3%, 17,8±4,0%, 2,2±0,7%, 25,8±4,7%, αντίστοιχα. Η μέση ΕΑ του ήταν 1,35±0,3 Mcal/kg και η μέση συλλεγόμενη ΠΟΣ του 6,2±3,8 kg. Ο αριθμός της γαλακτικής περιόδου είχε στατιστικά σημαντική θετική επίδραση στην περιεκτικότητα σε ΠΡΩΤ, ΟΣ BRIX. Το χρονικό διάστημα μεταξύ τοκετού – συλλογής πρωτογάλατος είχε στατιστικά σημαντική αρνητική επίδραση στην περιεκτικότητα σε ΛΙΠ, ΠΡΩΤ, ΟΣ BRIX και στην ΕΑ. Οι συντελεστές κληρονομησιμότητας για την περιεκτικότητα του πρωτογάλατος σε ΛΙΠ, ΠΡΩΤ, ΛΑΚΤ, ΟΣ BRIX, την ΕΑ και την ΠΟΣ ήταν 0,21, 0,19, 0,15, 0,27, 0,22 (P0,05), αντίστοιχα. Η γενετική συσχέτιση της περιεκτικότητας του πρωτογάλατος σε ΟΣ BRIX με την περιεκτικότητα σε ΠΡΩΤ ήταν σχεδόν ίση με τη μονάδα, ενώ η συσχέτιση με την ΕΑ ήταν μέτρια. Οι γενετικές και φαινοτυπικές συσχετίσεις της περιεκτικότητας του πρωτογάλατος σε ΛΑΚΤ με την περιεκτικότητα σε ΠΡΩΤ και ΟΣ BRIX ήταν αρνητικές. Οι φαινοτυπικές συσχετίσεις της ΠΟΣ με την περιεκτικότητα σε ΛΑΚΤ ήταν θετική. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι τα χαρακτηριστικά του πρωτογάλατος είναι κληρονομήσιμα και συνεπώς μπορεί να γίνει μελλοντικά γενετική βελτίωση με επιλογή

Evaluation of Factors Affecting Colostrum Quality and Quantity in Holstein Dairy Cattle

SIMPLE SUMMARY: Administration of high-quality colostrum is vital for short and long-term health of newborn calves. It ensures the passive transfer of immunity and covers the high energy requirements during the first hours of calf’s life. Colostrum composition and factors affecting it have not been evaluated in large scale studies. Several factors affecting colostrum quality and yield were revealed. The digital BRIX refractometer proved quite useful. Colostrum quality can be maximized by management practices accounting for factors affecting its composition. ABSTRACT: The objective of this study was to conduct a large-scale investigation of colostrum composition and yield and an evaluation of factors affecting them. In this study, 1017 clinically healthy Holstein cows from 10 farms were used. The colostrum TS were measured using a digital Brix refractometer. Fat, protein and lactose content were determined using an infrared Milk Analyzer. Statistical analysis was conducted using a series of univariate general linear models. The mean (±SD) percentage of colostrum fat, protein, lactose and TS content were 6.37 (3.33), 17.83 (3.97), 2.15 (0.73) and 25.80 (4.68), respectively. Parity had a significant positive effect on the protein and TS content and a negative one on fat content. The time interval between calving and colostrum collection had a significant negative effect on the fat, protein and TS contents and a positive one on lactose. Colostrum yield had a significant negative effect on the protein and TS content, and it was affected by all factors considered. In addition to TS, the evaluation of the colostrum fat content appears essential when neonates’ energy needs are considered. The Brix refractometer, an inexpensive and easy to use devise, can be used effectively in colostrum quality monitoring

Genetic Parameters of Serum Total Protein Concentration Measured with a Brix Refractometer in Holstein Newborn Calves and Fresh Cows

The objective was to estimate the genetic parameters of serum total protein concentration in newborn calves (calfSTP) and post parturient dairy cows (cowSTP). The study included 1013 calves and 989 cows from 10 dairy farms. Calf blood samples were collected 24–48 h after parturition while cow blood and colostrum samples were collected in the first 24 h after calving. Blood serum total protein and colostrum total solids content were determined using a Brix refractometer. Chemical analysis of colostrum was performed with Milkoscan. Univariate mixed linear models were used to estimate the heritability of calfSTP and cowSTP and their genetic and phenotypic correlations with colostrum traits. The heritability estimates of calfSTP and cowSTP were 0.21 and 0.20 (p < 0.05), respectively. Strong genetic correlations (r > 0.90) were detected between calfSTP and colostrum total solids and protein content (p < 0.05). Corresponding phenotypic correlations were 0.31–0.33 (p < 0.05). No genetic or phenotypic correlations were detected with colostrum fat content while the respective correlations with lactose were negative (−0.82 and −0.19, p < 0.05). No genetic correlations were detected between cowSTP and colostrum traits and only a low negative phenotypic one with lactose was detected. The results confirm that genetic selection aiming to improve the passive transfer of immunity in newborn calves and general fresh cow health would be feasible