Logros, retos y perspectivas de la investigación en mejoramiento genético de bovinos productores de carne en el INIFAP

The National Institute of Forestry, Agricultural and Livestock Research in Mexico has been active for decades in researching genetic improvement in beef cattle. This review uses master theses, congress papers and scientific articles published from 1987 to 2020 to summarize much of the relevant research, and addresses research challenges and outlook over the     short-, medium- and long-term in this area. Research done over the last 34 yr has evaluated the productive and reproductive performance of Bos indicus and Bos taurus x Bos indicus beef cattle raised under tropical conditions. Multibreed genetic evaluations have been done for Simmental-Simbrah and Charolais-Charbray populations in Mexico. Analyses have quantified the importance of maternal effects on growth traits, and estimated heritability and genetic correlations for growth and reproductive traits in male and female Bos taurus and Bos indicus animals. The genotype-environment interaction has been confirmed to influence expression of weaning weight in Simmental cattle. Age adjustment factors have been developed for maternal age for weights at birth and weaning, and prototypes of national genetic evaluation were developed for stayability and heifer fertility. Genetic diversity has been quantified for Simmental, Charolais and Simbrah populations, and SNPs identified that are associated with growth traits in Simmental and Simbrah populations. Short-term goals include development of selection indices and prediction of the genetic merit of carcass traits. Over the medium-term, emphasis is needed on genomic evaluations for tolerance to heat stress, residual feed intake and health traits, while in the long-term the goal is to make inter-breed genomic predictions.El objetivo fue presentar resultados de investigación sobre mejoramiento genético de bovinos productores de carne realizados por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, así como los retos y perspectivas de investigación a corto, mediano y largo plazo en dicha área del conocimiento. Se utilizaron tesis de maestría, trabajos de congresos y artículos científicos publicados de 1987 a 2020. En los últimos 34 años, se logró caracterizar productiva y reproductivamente animales Bos indicus y Bos taurus x Bos indicus en condiciones tropicales, implementar evaluaciones genéticas multirraciales para las poblaciones Simmental-Simbrah y Charolais-Charbray, determinar la importancia de los efectos maternos en características de crecimiento y estimar la heredabilidad y correlaciones genéticas para características de crecimiento y reproductivas de machos y hembras en animales Bos taurus y Bos indicus, comprobar que la interacción genotipo-ambiente es un factor importante en la expresión de peso al destete en Simmental, desarrollar factores de ajuste de edad de la madre para pesos al nacimiento y destete, desarrollar un prototipo de evaluación genética nacional para permanencia productiva y otro para fertilidad de vaquillas, estimar la diversidad genética de las poblaciones Simmental, Charolais y Simbrah, e identificar SNP asociados a características de crecimiento en Simmental y Simbrah. En el corto plazo, se espera desarrollar índices de selección y predecir el mérito genético de características de canal; en el mediano, realizar evaluaciones genómicas para tolerancia al estrés calórico, consumo de alimento residual y características de salud; y a largo plazo, realizar predicciones genómicas a través de razas

Estimadores de parámetros genéticos para características de crecimiento de ganado Charolais mexicano

Charolais calf records provided by the Mexican Charolais Breeders Association for an eight year period (1997-2005) were analyzed to estimate genetic and phenotypic parameters for birth weight (n=39,821), weaning weight adjusted to 205 d (n=39,556), and postweaning gain (n=21,831). Estimates of (co)variance components were obtained by REML with an EM algorithm and single-trait animal models. Maternal permanent environmental effects were unimportant for birth weight and postweaning gain and were not included in the final model. Estimates of direct heritability were 0.22, 0.33, and 0.45 for birth weight, adjusted weaning weight and postweaning gain, respectively. Estimates for the corresponding maternal component were 0.16, 0.17, and 0.14. Estimates of total heritability and direct-maternal genetic correlation were 0.12 and -0.65, 0.16 and -0.72, and 0.20 and -0.84 for birth weight, adjusted weaning weight and postweaning gain, respectively. For adjusted weaning weight, the estimated maternal permanent environmental variance (28.93 kg2) accounted for 4 % of the estimated total phenotypic variance (765.43 kg2). Expected response to single-trait selection for growth traits of Mexican Charolais cattle would be lessened due to highly negative direct-maternal genetic correlations.Registros de becerros Charolais, proporcionados por la Charolais Herd Book de México y generados en un periodo de ocho años (1997-2005), se analizaron para estimar parámetros genéticos y fenotípicos para peso al nacer (n=39,821), peso al destete ajustado a 205 días (n=39,556) y ganancia posdestete (n=21,831). Estimadores de componentes de (co)varianza se obtuvieron usando Máxima Verosimilitud Restringida con el algoritmo Esperanza-Maximización y modelos animal para una sola característica. Los efectos del ambiente materno permanente no fueron importantes para peso al nacimiento y ganancia posdestete, por lo que no se incluyeron en el modelo final. Los estimadores de heredabilidad directa fueron 0.22, 0.33 y 0.45 para peso al nacimiento, peso al destete ajustado a 205 días y ganancia posdestete, respectivamente. Los estimadores de heredabilidad para el efecto genético materno fueron 0.16, 0.17 y 0.14. Los estimadores de heredabilidad total y de correlación genética entre efectos directos y maternos fueron 0.12 y -0.65, 0.16 y -0.72, y 0.20 y -0.84 para peso al nacimiento, peso al destete ajustado a 205 días y ganancia posdestete, respectivamente. Para peso al destete ajustado a 205 días, el estimador de la varianza del ambiente materno permanente (28.93 kg2) explicó un 4 % del estimador de la varianza fenotípica (765.43 kg2). La respuesta esperada a la selección para una sola característica de crecimiento de ganado Charolais mexicano, podría ser menor debido a las altas y negativas correlaciones entre efectos genéticos directos y maternos

Análisis reproductivo de vacas Suizo Pardo x Cebú y Simmental x Cebú en condiciones tropicales

Objective. Compare the fertility of Brown Swiss x Zebu and Simmental x Zebu crossbred cows reared in a tropical environment. Materials and methods. Reproductive traits of 185 Brown Swiss x Zebu and Simmental x Zebu crossbred cows with diverse percentages of European breed were evaluated. Grazing of cows was rotational. The milking was twice daily with the help (suckling) of the calf, which was kept tied next to the dam while she was milked. Traits were evaluated fitting a repeated measures model (except for age at first calving). Calving interval, age at first calving, days open, interval from calving to first service, and weight at calving were analyzed with PROC MIXED of SAS. Pregnancy rate at first service and services per conception were analyzed with PROC GENMOD of the same software. Results. Simmental x Zebu cows started to re-bred 39 days earlier after calving (p<0.05) and had 47 fewer days open (p<0.05) than Brown Swiss x Zebu cows. The calving interval of the Simmental x Zebu cows was 45 days shorter (p<0.05) than that of the Brown Swiss x Zebu cows. Simmental x Zebu cows were 34 kg heavier at calving (p<0.05) than Brown Swiss x Zebu cows. Conclusions. Simmental x Zebu cows had better fertility than Brown Swiss x Zebu cows.Objetivo. Comparar la fertilidad de vacas cruzadas Suizo Pardo x Cebú y Simmental x Cebú criadas en un ambiente tropical. Materiales y métodos. Se evaluaron características reproductivas de 185 vacas cruzadas Suizo Pardo x Cebú y Simmental x Cebú con diversos porcentajes de raza europea. El pastoreo de las vacas fue rotacional. El ordeño fue dos veces al día con la ayuda (amamantamiento) del becerro, el cual se mantuvo atado cerca de la vaca mientras ella se ordeñaba. Las características se evaluaron ajustando un modelo de mediciones repetidas (excepto para edad a primer parto). Periodo interparto, edad a primer parto, días abiertos, periodo parto-primer servicio y peso al parto fueron analizados con PROC MIXED de SAS. Tasa de gestación a primer servicio y servicios por concepción, se analizaron con PROC GENMOD del mismo programa. Resultados. Las vacas Simmental x Cebú se sirvieron después del parto 39 días antes (p<0.05) y tuvieron 47 días abiertos menos (p<0.05) que las Suizo Pardo x Cebú. El periodo interparto de las vacas Simmental x Cebú fue 45 días más corto (p<0.05) que el de las Suizo Pardo x Cebú. Las vacas Simmental x Cebú pesaron 34 kg más al parto (p<0.05) que las Suizo Pardo x Cebú. Conclusiones. Las vacas Simmental x Cebú tuvieron mejor fertilidad que las Suizo Pardo x Cebú

Estimación de parámetros genéticos para características de crecimiento en borregos Katahdin usando diferentes modelos

Genetic parameters for growth traits of Katahdin lambs were estimated using six variants of the animal model. Data on birth weight (BW; n= 13,099), weaning weight adjusted to 75 d (WW; n=11,509) and postweaning weight adjusted to 120 d (AW; n=6,886) were collected for seven years (2004-2010) in 20 states across Mexico. Analyses were carried out by ignoring or including maternal effects. The simplest model included the direct additive genetic effect as the only random effect. The most complete model included direct and maternal genetic effects, their covariance, and the maternal permanent environmental effect. Selection of the best model was based on likelihood-ratio test. When maternal effects were not taken into account, estimates of direct heritability and direct genetic variance were overestimated for all traits. Direct heritability estimates for the best model were 0.18 ± 0.03, 0.30 ± 0.04, and 0.20 ± 0.05 for BW, WW and AW, respectively. Maternal heritability estimates also varied depending on the model; estimates ranged from 0.05 to 0.23, 0.00 to 0.12, and 0.09 to 0.25 for BW, WW and AW. Ignoring maternal effects in the model would result in inaccurate genetic evaluation for growth traits in Katahdin sheep.Se estimaron parámetros genéticos para características de crecimiento en corderos Katahdin, usando seis variantes del modelo animal. Se usó información de pesos al nacimiento (BW; n= 13,099), al destete ajustado a 75 d (WW; n= 11,509) y posdestete ajustado a 120 d (AW; n= 6,886) tomada durante 7 años (2004-2010) en 20 estados de la República Mexicana. Los análisis se hicieron ignorando o incluyendo efectos maternos. El modelo más sencillo incluyó el efecto genético aditivo directo como el único efecto aleatorio. El modelo más completo incluyó los efectos genéticos directo y materno, la covarianza entre ellos, y el efecto del ambiente permanente materno. Para seleccionar el mejor modelo se usó la prueba de razón de verosimilitud. Cuando los efectos maternos no fueron incluidos en el modelo, los estimadores de la heredabilidad directa y de la varianza genética directa resultaron sobreestimados. Las heredabilidades directas con el mejor modelo fueron 0.18 ± 0.03, 0.30 ± 0.04 y 0.20 ± 0.05 para BW, WW y AW, respectivamente. Las heredabilidades maternas también variaron dependiendo del modelo, de 0.05 a 0.23, 0.00 a 0.12, y 0.09 a 0.25 para BW, WW y AW. El ignorar los efectos maternos en el modelo resultaría en una evaluación genética equivocada para las características de crecimiento en borregos Katahdin

Milk composition in Criollo, Guzerat and F1 cows and its influence on weaning weight of calves

Se utilizaron 619 registros productivos generados entre 2001 y 2003 por vacas Guzerat (G), Criollo (C), Guzerat x Criollo (GC) y Criollo x Guzerat (CG). Las variables estudiadas fueron porcentaje de grasa (%G), proteína (%P), lactosa (%L) y sólidos no grasos (%SNG) contenidos en la leche y kilogramos de grasa (GP), proteína (PP), lactosa (LP) y sólidos no grasos (SNGP) producidos por lactancia.Data were collected between 2001 and 2003 from Guzerat (G), Criollo (C), Criollo*Guzerat (CG) and Guzerat*Criollo (GC) cows (n=619 records). Variables analyzed were fat (G%), protein (P%), lactose (L%), non fat solids (SNG%) content in milk expressed as percentages, and total fat (GP), protein (PP), lactose (LP) and non fat solids (SNGP) expressed in kg produced in each lactation

Efectos genéticos aditivos y no aditivos para características reproductivas en dialelo Holstein-Suizo Pardo en clima subtropical húmedo

Crossbreeding allows taking advantage of additive genetic differences between breeds, they also allow making use of heterosis and complementarity. Therefore, it is necessary to generate information on the efficacy of crosses compared to pure breeds under the conditions of interest. The objective was to quantify the impact of additive and non-additive genetic effects for days to first estrus (DFE), days to first service (DFS), days open (DO), services per conception (SPC), calving interval (CI) and gestation length (GL). The productive and genealogical information of females from a diallel between Holstein (HO) and Brown Swiss (BS), a total of 148 cows of the breeds HO (n=43), BS (n=64) and their reciprocal crosses HO-BS (n=20) and BS-HO (n=21), was used. Contrasts were used to estimate individual heterosis and differences between direct genetic effects and between maternal genetic effects based on Dickerson models. The results showed that heterosis and differences between maternal effects were not significant (P>0.05) for any of the traits studied. Differences between direct genetic effects were only important (P0.05) para ninguna de las características estudiadas. Las diferencias entre efectos genéticos directos solo fueron importantes (P<0.05) para SPC y DG. En conclusión, la heterosis generada por el cruzamiento entre HO y SP no influyó sobre la eficiencia reproductiva de las hembras. Los efectos maternos no fueron diferentes entre HO y SP. Los efectos genéticos directos para SPC y DG favorecieron a la raza SP

Proteína de choque térmico HSC70 en el cultivo de embriones bovinos sometidos a estrés calórico: Proteína de choque térmico HSC70 na cultura de embriões bovinos submetidos a estresse térmico

Existe una gran posibilidad de mejorar la producción de embriones in vitro al enriquecer los medios de cultivo adicionando moléculas que regulen las condiciones óptimas de los gametos. El objetivo de este estudio fue adicionar la proteína de choque térmico recombinante HSC70, para evaluar su efecto en la producción de embriones in vitro. Se adicionaron 25 ng/mL de la proteína HSC70 al cultivo de embriones sometidos a estrés térmico, formando cuatro tratamientos T1= medio adicionado con HSC70 a 41 °C, T2= medio sin HSC70 a 41 °C, T3= medio adicionado con HSPC70 a 38.5 °C y T4= medio sin HSC70 a 38.5 °C. Bajo el protocolo de producción in vitro de embriones bovino en los medios de cultivo temprano (CDM1) y tardío (CDM2), con la finalidad de evaluar el desarrollo embrionario a través de las variables, porcentaje de división embrionaria, embriones de seis células o más y blastocistos al día 7 u 8 y número de células en blastocisto al día 7. El conteo de las células en los blastocitos al día 7 del cultivo, se llevó a cabo a través del protocolo de tinción diferencial de Hoescht 33342. Los datos se sometieron a un análisis de varianza con un arreglo factorial con el procedimiento GLM de SAS (2013), que incluyó los factores de proteína, temperatura y su interacción. El número de células se analizó asumiendo una distribución Poisson por tratarse de un conteo. Los resultados mostraron que el factor proteína fue significativa (p= 0.01) para todas las variables de respuesta y existe un efecto positivo de la proteína HSC70, agregada al medio de cultivo, sin importar la temperatura a la que fueron cultivados; este efecto se expresó tanto en un mayor porcentaje de embriones, como en una mayor tasa (p&lt;0.05) de proliferación celular. Se concluye que la adición de HSC70 al medio de cultivo de embriones sometidos a estrés calórico obtuvo un mayor porcentaje de blastocistos, un mayor número de sus células y disminuyó significativamente el estrés mecánico durante el cultivo de embriones no sometidos a estrés calórico al encontrarse un menor número de blastocistos en los grupos control

Morfometría del cerdo de traspatio en áreas rurales de México

Data from 241 interviews collected in 2013 was analyzed to characterize populations of pigs (Mexican Hairless Pig  (MH), Cuino Pig (CU) and Crossbred Pig (UD)). Variables were body weight (BW), head length (HL), body length (BL), thoracic perimeter (CG), height at withers (HW), croup width (RW), number of nipples (TC), dense or sparse hair (HD), presence or absence of tusks (TU), short or long snout (ST), upright or floppy ears (ER), calm or restless temperament (TM), proportionality index (PI), body index (BI) and relative weight index (RWI). Analyses were carried out with GLM and GENMOD of SAS. Models included state and population. Population was significant (P<0.05) for BW, BL, CG, HW, RW, TU, TM, PI, BI and RWI. Coefficients of variation (VC) showed the minor and major values for BW (18.8 %) and CG (27.8 %). VC were 13.0, 14.6 and 45.8 % for PI, BI and RWI. Least squares means for MH, CU and UD were: 48.06±6.17a, 35.93±3.04b and 61.11±7.42a kg (BW); 77.81±3.65ab, 69.56±2.02ª and 88.52±4.93b  cm (BL); 80.55±3.98ab, 71.72±2.20a and 93.23±5.37b cm (CG); 56.88±2.45ab, 51.26±1.36a and 60.32±3.31b cm (HW); 57±4a, 71±19b and 62±34a % (HD); 68±31ab, 70±14a and 61±27b% (TU); 65±30a, 56±12b and 62±3a% (TM). The MH and UD populations were similar in morphometry and different from the CU population. The CU population showed lower weight, smaller size and calmer temperament. The characterization of these populations is important for designing strategies for their conservation and efficient use.Data from 241 interviews collected in 2013 was analyzed to characterize populations of pigs (Mexican Hairless Pig  (MH), Cuino Pig (CU) and Crossbred Pig (UD)). Variables were body weight (BW), head length (HL), body length (BL), thoracic perimeter (CG), height at withers (HW), croup width (RW), number of nipples (TC), dense or sparse hair (HD), presence or absence of tusks (TU), short or long snout (ST), upright or floppy ears (ER), calm or restless temperament (TM), proportionality index (PI), body index (BI) and relative weight index (RWI). Analyses were carried out with GLM and GENMOD of SAS. Models included state and population. Population was significant (P<0.05) for BW, BL, CG, HW, RW, TU, TM, PI, BI and RWI. Coefficients of variation (VC) showed the minor and major values for BW (18.8 %) and CG (27.8 %). VC were 13.0, 14.6 and 45.8 % for PI, BI and RWI. Least squares means for MH, CU and UD were: 48.06±6.17a, 35.93±3.04b and 61.11±7.42a kg (BW); 77.81±3.65ab, 69.56±2.02ª and 88.52±4.93b  cm (BL); 80.55±3.98ab, 71.72±2.20a and 93.23±5.37b cm (CG); 56.88±2.45ab, 51.26±1.36a and 60.32±3.31b cm (HW); 57±4a, 71±19b and 62±34a % (HD); 68±31ab, 70±14a and 61±27b% (TU); 65±30a, 56±12b and 62±3a% (TM). The MH and UD populations were similar in morphometry and different from the CU population. The CU population showed lower weight, smaller size and calmer temperament. The characterization of these populations is important for designing strategies for their conservation and efficient use.  Para caracterizar a las poblaciones del cerdo Pelón Mexicano (PPM), cerdo Cuino (PCU) y cerdos                   cruzados (PCI) se analizó información de 241 entrevistas realizadas durante 2013. Las variables analizadas fueron: peso corporal (Peco), longitud de cabeza (Loca), longitud del cuerpo (Locu), circunferencia del pecho (Circu), altura a la cruz         (Acruz), ancho de pelvis (Anpe), número de pezones (Nupe), pelo denso o escaso (Cape), presencia o ausencia de colmillos (Colm), hocico corto o largo (Hoc), orejas erguidas o no erguidas (Posio), temperamento tranquilo o inquieto (Tem),  índice de proporcionalidad (IP), índice corporal (IC) e índice de peso relativo (IPR). Los datos se analizaron con GLM y GENMOD del SAS. Los modelos estadísticos incluyeron Estado y Población. Población influyó (P<0.05) Peco, Locu, Circu, Acruz, Cape, Colm, Tem IP, IC e IPR. Los coeficientes de variación (CV) mostraron a Peco y Anpe como las características con menor y mayor variación (18.8 y 27.8 %). Para IP, IC e IPR los CV fueron 13.0, 14.6 y 45.8 %.Las medias de cuadrados mínimos para PPM, PCU y PCI fueron 48.06±6.17a, 35.93±3.04b y 61.11±7.42a kg (Peco); 77.81±3.65ab, 69.56±2.02a y 88.52±4.93b cm (Locu); 80.55±3.98ab, 71.72±2.20a y 93.23±5.37b cm (Circu); 56.88±2.45ab, 51.26±1.36a y 60.32±3.31b cm (Acruz); 57±4a, 71±19b y 62±34a% (Cape); 68±31ab, 70±14a y 61±27b% (Colm); 65±30a, 56±12b y 62±3a% (Tem). PPM y PCI fueron similares en morfometría pero diferentes de PCU. La población PCU mostró menor peso, menor talla y temperamento más inquieto. Caracterizar a estas poblaciones es importante para diseñar estrategias para su conservación y uso eficiente

Análisis de variables morfológicas de pavos de traspatio mexicanos (Meleagris gallopavo gallopavo)

El objetivo fue evaluar algunas características morfológicas de pavos de traspatio (n=248) provenientes de 126 unidades rurales de producción localizadas en 75 municipios de 24 estados de la República Mexicana. El modelo estadístico incluyó sexo, estado y municipio anidado en estado. Las tres variables explicativas afectaron a todas las variables de respuesta (P0.05). Los machos tuvieron mayor (P0.05). El peso corporal aumentó 143 g (P<0.01) en machos y 113 g en hembras (P<0.01) por cada centímetro que aumentó la circunferencia de la pechuga. Los colores predominantes en el plumaje, la piel y el tarso fueron negro, blanco y café, respectivamente. El pavo de traspatio mexicano presentó dimorfismo sexual significativo y alta correlación fenotípica entre circunferencia de la pechuga y peso corporal

Herd life, stayability and lifetime production in beef cattle

Herd life, stayability, cumulative number of calves born and weaned, and cumulative 200-d weight of calves weaned were analyzed to estimate differences between 16 breeds of sires, heterosis and breed direct and maternal effects, and to estimate genetic parameters between stayability traits and traits measured early in a cow\u27s life and to evaluate the importance of the method of analysis on prediction of genetic values of selected sires. Record from the Germplasm Evaluation project at the U.S. Meat Animal Research Center were used. Performance with (1) actual culling of cows nonpregnant in two consecutive years or with (2) imposed annual culling of any non-pregnant cows was analyzed. Herd life was analyzed using a Weibull regression model, stayability to various ages with a mixed threshold model, and cumulative traits with linear mixed models. Similar rankings of the sire breeds were found with the actual and imposed culling policies. Breed groups differed in survival with a range of .72 to .96 in the probability of survival from the beginning of the first breeding season of the cows to 7 yr of age. The range in probability of a cow weaning five calves given that she had already calved as a 2-yr-old was from .54 to .89. Cumulative 200-d weaning weight of calves ranged from 814.8 kg to 1016.8 kg by 6 yr of age. Breeds that have been selected for milk production tended to rank better for cumulative number of calves born, weaned and cumulative 200-d weaning weight. Evaluation of herd life, stayabilities and life-time production traits up to 8 yr of age of cows from a four-breed diallel involving Brown Swiss, Red Poll, Hereford and Angus breeds revealed that crossbred cows had less risk of being culled, and a correspondingly greater (30%) probability of having and weaning six calves given that the cows had weaned one calf Crossbred cows accumulated more calves born (7.6%), more calves weaned (9.7%) and more kg of calf weaned (13.5%) than purebred cows, mainly due to less mortality and less culling for physical impairments. The moderate association of weaning weight with stayability, stayability to calving and stayability to weaning suggests that selection for heavier weaning weight of females may be positively associated with survival of the cows and their potential to produce and wean more calves. The efficacy of using weaning weight or age at puberty as early selection criteria for stayability traits is dubious, because genetic correlations were not in agreement. The small estimates of heritability, however, suggest that genetic influence on stayability is small, which further suggest that genetic gain would be very slow if direct selection were applied for stayability