Genomic selection in Nellore cattle: new approaches for reproductive traits and polled character

Abstract

Genetic improvement programs focused on the Nellore breed are essential for promoting productivity gains and ensuring the sustainability of the livestock sector. Using data from the National Association of Breeders and Researchers (ANCP), this study had two main objectives. The first was to estimate genetic parameters and assess the influence of the phenotypic classification of horn development, animal sex, and the inclusion of non-autosomal SNP markers on the genomic prediction of the polled trait in Nellore cattle, using the single-step genomic best linear unbiased prediction (ssGBLUP) method. Two, three, and four phenotypic categories for horn development were analyzed, in a total of 12 statistical models. Heritability estimates ranged from 0.44 to 0.83. The inclusion of non-autosomal SNPs in models with four phenotypic categories resulted in a 5.26% improvement in prediction accuracy, a 37% reduction in bias, and a 4.55% improvement in dispersion compared to models that only considered autosomal SNPs. These results suggest that the use of genomic information in selection for the polled trait is a feasible strategy, representing a non-invasive and low-cost approach to increasing the frequency of polled animals. The second objective of the study was to evaluate the use of metafounders (MF) and unknown parent groups (UPGs) in the genomic evaluation of traits related to sexual precocity, fertility, longevity, and productivity. Records for scrotal circumference at 365 days (SC365), age at first calving (AFC), and accumulated cow productivity (ACP) were used. Four models were implemented, taking into account UPGs and MF based on different criteria: commercial and registered herds, uncertain paternity, and patriarchs (animals born in Brazil from imported sires). Heritability estimates ranged from 0.07 to 0.40. The accuracy and bias of predictions were assessed using the linear regression method. Although the models with MF showed small improvements in accuracy, the results suggest that increasing the number of genotypes and phenotypes available may help improve MF estimates and, consequently, predictive accuracy.

Os programas de melhoramento genético focados na raça Nelore são essenciais para promover ganhos de produtividade e garantir a sustentabilidade do setor pecuário. Utilizando dados da Associação Nacional de Criadores e Pesquisadores (ANCP), o presente estudo teve dois objetivos principais. O primeiro foi estimar parâmetros genéticos e avaliar a influência da classificação fenotípica do desenvolvimento de cornos, do sexo dos animais e da inclusão de marcadores SNPs não autossômicos na predição genômica do caráter mocho em bovinos Nelore, utilizando o método de predição linear não viesada genômica de etapa única (ssGBLUP). Foram analisadas duas, três e quatro categorias fenotípicas para o desenvolvimento de cornos, em um total de 12 modelos estatísticos. As estimativas de herdabilidade variaram de 0,44 a 0,83. A inclusão de SNPs não autossômicos nos modelos com quatro categorias fenotípicas resultou em uma melhoria de 5,26% na acurácia da predição, redução de 37% no viés e aprimoramento de 4,55% na dispersão, em comparação com os modelos que consideraram apenas SNPs autossômicos. Esses resultados sugerem que a utilização de informações genômicas na seleção para a ausência de cornos é uma estratégia viável, representando uma abordagem não invasiva e de baixo custo para aumentar a frequência de animais mochos. O segundo objetivo do estudo foi avaliar o uso de metafundadores (MF) e grupos de pais desconhecidos (UPGs) na avaliação genômica de características relacionadas com precocidade sexual, fertilidade, longevidade e produtividade. Foram utilizados registros de circunferência escrotal aos 365 dias de idade (CE365), idade ao primeiro parto (IPP) e produtividade acumulada de matrizes (PAC). Quatro modelos foram implementados, levando em consideração UPGs e MF com base em diferentes critérios: rebanhos comerciais e registrados, paternidade incerta e patriarcas (animais nascidos no Brasil de pais importados). As estimativas de herdabilidade variaram de 0,07 a 0,40. A acurácia e o viés das predições foram avaliados utilizando o método de regressão linear. Embora os modelos com MF tenham apresentado pequenas melhorias na acurácia, os resultados indicam que o aumento da quantidade de genótipos e fenótipos disponíveis pode contribuir para aprimorar as estimativas de MF e, consequentemente, a acurácia preditiva.