National and international genetic evaluations for body condition score and related traits in Italian Holstein Friesian breed

Body condition score (BCS) has gained notable interest in the last decades as an important management tool in the dairy herd because it can be used as an indicator of overall energy status and of adipose stores mobilization during lactation. Moreover, BCS can be used as a predictor of fertility, health, and welfare status of cows. The Italian Holstein Breeder Association (ANAFI) started to collect data for BCS in 2007, but a national genetic evaluation for this trait is still not available. The increasing trade of dairy bull semen in the last thirty years has led to the increase of genetic links among countries. Nonetheless, using the genetic evaluations made by one country to evaluate bulls from another country without appropriate conversion is not a good way to compare animals. In 1983 the International Bull Evaluation Service (Interbull, Sweden) was established in response to the need for universal comparison criteria of dairy bulls across countries. The first international genetic evaluation for BCS was carried out in 2009 and involved 11 countries. Until now, Italian Holstein participated in the Interbull evaluation using angularity as the best predictor of BCS. When similar traits evaluated in 2 or more countries have different definitions, across-country genetic correlations are expected to be low and the ranking of bulls could be affected. Based on these considerations, it is important for the Italian Holstein Breeder Association to have a national evaluation for BCS and to participate in the Interbull evaluation with BCS as a direct trait. The aims of the thesis were to study the status of international genetic evaluation of BCS and overall type traits, to estimate genetic variance of BCS, to estimate the genetic correlations of BCS with production and type traits (in particular angularity and locomotion), and finally to analyse the results of the first international genetic evaluation with BCS as a direct trait in Italian Holstein bulls. The investigation performed among countries that participated in the Interbull evaluation showed that differences for overall traits were mostly due to the heterogeneity in trait definitions. For BCS, the differences were due to the use of best predictors. Overall traits are important in selection indices to improve functional traits, and their definition depends on the specific breeding goals in each country. Across-country genetic correlations were useful in evaluating differences among countries. The cluster analysis over the years showed that changes in the Interbull evaluation procedure and trait definition influenced the genetic correlations across countries. National genomic evaluation for type traits has been adopted by some countries, while at the international level, Interbull is developing the methodology required to provide international comparisons of genomically enhanced breeding values to member organizations. The additive genetic variances of BCS estimated in the Italian Holstein population were low but in agreement with estimates reported in literature. The genetic relationships of BCS with milk yield were moderate and indicated that high producing cows tend to be thinner. The correlations of BCS with fat and protein content and fat to protein ratio were almost negligible. BCS seemed to be genetically independent with most of type traits, except for chest width, rear leg set side view and rear udder height. BCS showed a strong genetic correlation with its predictor (angularity), although this correlation decreased over the years, due to the change in angularity definition that occurred in 2009. Locomotion showed low genetic variance, and favourable genetic correlations with production and type traits. Using BCS as a direct trait improved the Italian Holstein across-country genetic correlations, increasing the number of Italian bulls in the top positions of other countries’ ranks. At the same time, in the Italian rank, the number of bulls of countries using BCS increased as well. Clear unfavourable genetic trend was found in the Holstein Friesian breed from all countries that participated in the Interbull evaluation of BCS. The Italian bulls had an unfavourable genetic trend as well, which was negative for most of the years considered, even though it was in line with bulls from other countries.

Il punteggio di condizione corporea (BCS) è un indicatore dello stato energetico e della mobilizzazione del tessuto adiposo delle bovine durante la lattazione. Negli ultimi decenni il BCS è stato utilizzato come indicatore indiretto della fertilità, dello stato di salute e del benessere delle bovine da latte. L’Associazione Nazionale Allevatori di razza Frisona (ANAFI) registra i dati del BCS sulla popolazione bovina dal 2007, ma la valutazione genetica per questo carattere non è ancora ufficiale. La globalizzazione del mercato di seme dei tori da latte, iniziata negli anni ’80, ha portato ad un aumento a livello internazionale dei legami genetici (di parentela) tra animali, rendendo possibile la valutazione genetica internazionale dei tori. Utilizzare le valutazione genetiche nazionali per un toro in un Paese diverso da quello di origine o di produzione delle figlie porta a valutazioni genetiche fuorvianti, perciò, nel 1983 è stato fondato il centro di valutazione genetica internazionale dei tori da latte (Interbull). Lo scopo di Interbull è quello di consentire il confronto internazionale tra i tori provati in diversi Paesi. Il BCS è stato valutato per la prima volta da Interbull nel 2009. La prima valutazione ufficiale ha coinvolto 11 Paesi, tra cui l’Italia, che ha partecipato utilizzando il carattere angolosità come misura indiretta del BCS. Quando 2 o più Paesi partecipano alle valutazioni internazionali con caratteri simili, la correlazione genetica tra questi Paesi sarà bassa e di conseguenza le classifiche dei tori saranno influenzate. Risultano quindi importanti, per i Paesi che aderiscono ad Interbull, l’utilizzo di caratteri omogenei e la partecipazione alle valutazioni internazionali con la misura diretta dei diversi caratteri (nel caso della Frisona Italina l’utilizzo del BCS). I principali obiettivi della tesi sono stati: lo studio dello stato delle valutazioni internazionali per il carattere BCS e per i 3 caratteri morfologici complessivi, la stima delle componenti di varianza del BCS, le sue correlazioni genetiche con i caratteri produttivi e morfologici ed infine l’analisi dei risultati della prima valutazione internazionale per il BCS utilizzando la misura diretta del carattere nei tori valutati in Italia. La prima analisi ha messo in evidenza l’eterogeneità nel modo di definire i caratteri morfologici generali, dovuta ai diversi obiettivi di selezione genetica tra i Paesi aderenti ad Interbull. Le differenze per il BCS sono dovute principalmente all’utilizzo di caratteri indiretti, quali angolosità e muscolosità. Le correlazioni genetiche stimate da Interbull evidenziano le differenze tra i Paesi e l’utilizzo dell’analisi di raggruppamento (cluster analysis) ha evidenziato come i cambiamenti adottati a livello nazionale ed internazionale influenzano le correlazioni genetiche tra i Paesi. Diversi Paesi hanno inoltre reso ufficiale la valutazione genomica dei propri animali, mentre Interbull sta sviluppando la metodologia per fornire indici genomici internazionali ai Paesi membri. La varianza genetica additiva della Frisona Italiana per il BCS è bassa ma in linea con quanto riportato in letteratura. La correlazione genetica del BCS con la produzione di latte è moderata, indicando che vacche produttive tendono ad essere magre. Le correlazioni con il contenuto di grasso e proteina e il rapporto grasso/proteina sono invece trascurabili. Il BCS sembra essere indipendente dalla maggior parte dei caratteri morfologici, ad eccezione dei caratteri “forza e vigore”, “arti posteriori visti di lato” e “altezza attacco posteriore della mammella”. Il BCS ha una forte correlazione con l’angolosità, anche se negli anni l’intensità del legame è diminuita a causa del cambio di definizione dell’angolosità (2009). Anche per il carattere locomozione la varianza genetica stimata nella popolazione Frisona Italiana è bassa, ma le correlazioni con gli altri caratteri sono più forti e favorevoli. L’utilizzo del BCS nelle valutazioni internazionali permette di aumentare le correlazioni genetica della Frisona Italiana con gli altri Paesi aderenti ad Interbull per il BCS di questa razza, di conseguenza aumenta il numero dei tori italiani nelle classifiche estere. Allo stesso tempo, nella classifica italiana, aumenta il numero dei tori dei Paesi che utilizzano direttamente il BCS nella valutazione internazionale. Il trend genetico per il carattere BCS nella popolazione Frisona è sfavorevole per i tori di tutti i Paesi aderenti ad Interbull.