Γενετική και επιδημιολογική μελέτη των χωλοτήτων στα γαλακτοπαραγωγά βοοειδή

Abstract

The study consisted of two parts; a retrospective and a perspective one, each containing an epidemiological and a genetic approach. The retrospective study was based on an available database that included 497 first lactation Holstein cows. First lameness case for each cow and weekly measurements of body condition score (BCS), body weight, milk production, reproduction data and blood parameters [glucose, β-hydroxybutyrate (BHBA) and non-esterified fatty acids (NEFA)], before calving and for the first three months of lactation were included in this database. The same data and measurements were also available on a monthly basis thereafter until the end of the 305-d lactation. Statistical analysis was based on random regression models. BCS, body weight and NEFA proved to be statistically significant risk factors for lameness. Statistically significant genetic correlations between lameness and BCS (negative) and body weight (positive) were derived. The perspectivestudy investigated the profile of lameness and locomotion score of 303 Holsteincows (237 first and 66 second lactation cows) raised on a commercialfarm. Weekly heritability estimates of lameness and locomotion score, andtheir genetic and phenotypic correlations with milk yield, BCS, body weightand reproduction traits were derived. Daughter future lameness and locomotionscore predictions from their sires’ breeding values for conformationtraits were also calculated. First lactation cows were monitored weekly from6 weeks before calving to the end of lactation. Second lactation cows weremonitored weekly throughout lactation. Cows were locomotion scored on ascale from one (sound) to five (severely lame); a score greater than or equalto two defined presence of lameness and the cow was hoof trimmed. Alllesions were recorded in a designated sheet. Cows’ weekly body conditionscore and body weight was also recorded. These records were matched tocorresponding milk yield records, where the latter were seven-day averageson the week of inspection. Total number of repeated records amounted to12,221. Data were also matched to the farm’s reproduction database, fromwhich five traits were derived. Statistical analyses were based on uni- and bivariate random regression models. The profile analysis showed that lamenessand locomotion problems in first lactation were fewer before and immediatelyafter calving, and increased as lactation progressed. The profileof the two traits remained relatively constant across the second lactation.Lesions were categorized into contagious diseases and claw horn disorders.Most frequent contagious diseases were digital dermatitis and interdigital hyperplasia.Most frequent claw horn disorders were laminitis, sole ulcers andwhite line disease. Highest heritability estimates were observed in the weeksbefore first calving (0.54 for lameness and 0.66 for locomotion score). Statisticallysignificant genetic correlations were found for first lactation weekly locomotionscore and lameness with body condition score, ranging from -0.31to -0.65 and from -0.44 to -0.76, respectively, suggesting that cows geneticallypredisposed for high body condition score have fewer locomotion andlameness issues. Negative (favourable) phenotypic correlations between firstlactation weekly locomotion score/lameness and milk yield averaged -0.27and -0.17, respectively, and were attributed to management factors. Also aphenotypic correlation between lameness and conception rate of -0.19 indicatedthat lame cows were associated with lower success at conceiving. First lactation daughter locomotion score and/or lameness predictions from sires’estimated breeding values for conformation traits revealed a significant lineareffect of rear leg side view, rear leg rear view, overall conformation, bodycondition score and locomotion, and a quadratic effect of foot angle. Resultssuggest that risk factors of lameness are present and should be consideredwhen calculating its prevalence. Moreover the fact that the heritability oflameness appears to be much higher around first calving i.e., when mostmanagement issues related with lactation stress have not been raised, yet,could prove a useful tool, in genetic selection. If a “lameness index” is to beconstructed, it seems that it should include properly weighted feet and legconformation traits, body condition scores and claw health traits.

Στην παρούσα έρευνα μελετήθηκε το πρόβλημα της χωλότητας στις γαλακτοπαραγωγές αγελάδες σε μία μεγάλου μεγέθους εκτροφή. Χρησιμοποιήθηκαν 237 αγελάδες που βρίσκονταν στην 1η γαλακτική περίοδο και 66 αγελάδες που βρίσκονταν στη 2η γαλακτική περίοδο. Έγινε εβδομαδιαία εκτίμηση της ευχέρειας κίνησης των αγελάδων, χρησιμοποιώντας πενταβάθμια κλίμακα για μία τυπική γαλακτική περίοδο (45 εβδομάδες). Σε όσες αγελάδες δινόταν βαθμολογία ≥2 στην πενταβάθμια κλίμακα, γινόταν ποδοκομία και καταγραφή των αλλοιώσεων του κατωτέρου τμήματος του άκρου. Επιπλέον, κατά τους πρώτους 3 μήνες της γαλακτικής περιόδου γινόταν εκτίμηση του δείκτη θρεπτικής κατάστασης (Δ.Θ.Κ) και του σωματικού βάρους, ενώ στη συνέχεια η συχνότητα των μετρήσεων αυτών ήταν μηνιαία. Επίσης, υπήρξε και μία τουλάχιστον εκτίμηση των παραπάνω χαρακτηριστικών πριν από τον τοκετό. Καταγράφηκαν οι μέσες ημερήσιες αποδόσεις γάλατος σε εβδομαδιαία βάση για κάθε αγελάδα, για μία γαλακτική περίοδο. Επιπλέον, υπήρχε και μία βάση δεδομένων από προηγούμενη μελέτη στην ίδια εκτροφή, για αγελάδες στην 1η γαλακτική περίοδο, όπου ήταν καταγεγραμμένη η πρώτη εμφάνιση χωλότητας, μαζί με εκτιμήσεις του Δ.Θ.Κ., του σωματικού βάρους και βιοχημικών δεικτών του αίματος (γλυκόζη, β-υδροξυβουτυρικό οξύ και μη εστεροποιημένα λιπαρά οξέα). Για όλες τις αγελάδες υπήρχε καταγεγραμμένη η γενεαλογία και οι εκτιμώμενες γενετικές αξίες (Ε.Γ.Α.) των ταύρων-γεννητόρων ως προς τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των άκρων. Με τη χρήση στατιστικών μικτών προτύπων παλινδρόμησης, εκτιμήθηκαν οι παράγοντες κινδύνου εμφάνισης χωλότητας. Με τη χρήση στατιστικών πρότυπων παλινδρόμησης εκτιμήθηκε η καμπύλη πρόβλεψης των χαρακτηριστικών της εμφάνισης χωλότητας (Ε.Χ.), του δείκτη ευχέρειας κίνησης (Δ.Ε.Κ.), της γαλακτοπαραγωγής (ΓΑΛ), του Δ.Θ.Κ. και του σωματικού βάρους (Σ.Β.), κατά τη διάρκεια της γαλακτικής περιόδου. Επιπρόσθετα, εκτιμήθηκε η γενετική διακύμανση, η υπολειμματική διακύμανση και η διακύμανση του μόνιμου περιβάλλοντος. Ξεχωριστές τιμές προέκυψαν για την κάθε εβδομάδα της γαλακτικής περιόδου και από αυτούς τους συντελεστές διακύμανσης εκτιμήθηκε και ο δείκτης κληρονομησιμότητας για τα χαρακτηριστικά αυτά.Υπολογίστηκαν οι γενετικές συσχετίσεις των χαρακτηριστικών Ε.Χ. και Δ.Ε.Κ.με τη ΓΑΛ, το Δ.Θ.Κ. το Σ.Β. και με αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά. Με στα-τιστικό πρότυπο γραμμικής και τετραγωνικής παλινδρόμησης, εκτιμήθηκεη επίδραση των Ε.Γ.Α. των ταύρων στην Ε.Χ. και στο Δ.Ε.Κ. Οι μήνες κατάτους οποίους η Ε.Χ. και ο Δ.Ε.Κ. ήταν αυξημένοι ήταν ο Νοέμβριος και οΔεκέμβριος, ενώ τα χαμηλότερα ποσοστά εμφανίζονται τους μήνες Απρίλιοκαι Μάιο. Η συχνότερη αλλοίωση από αυτές της μεταδοτικής αιτιολογίαςήταν η δακτυλική δερματίτιδα και στη συνέχεια η μεσοδακτύλια υπερπλα-σία. Από τις αλλοιώσεις της διαταραχής κερατινοποίησης συχνότερη ήταν ηενδονυχίτιδα και ακολουθούσαν τα έλκη πέλματος και η νόσος της λευκήςγραμμής. Η αύξηση του Δ.Θ.Κ. μειώνει την πιθανότητα εμφάνισης χωλότη-τας, ενώ αντίθετα η αύξηση του Σ.Β. και της περιεκτικότητας του αίματοςσε γλυκόζη και σε Μ.Ε.Λ.Ο. σχετίζεται με αύξηση της πιθανότητας εμφάνι-σης χωλότητας. Η κληρονομησιμότητα της Ε.Χ. και του Δ.Ε.Κ., 0,54 και 0,66αντίστοιχα, ήταν υψηλότερη κατά τις εβδομάδες πριν και αμέσως μετά απότον τοκετό. Οι γενετικές συσχετίσεις μεταξύ της Ε.Χ. και του Δ.Ε.Κ. με τοΔ.Θ.Κ. κυμάνθηκαν από -0,44 έως -0.76 και από -0,31 έως -0,65 αντίστοιχα. Αρνητική ήταν και η φαινοτυπική συσχέτιση της Ε.Χ. και Δ.Ε.Κ. με τη γα-λακτοπαραγωγή και ήταν κατά μέσο όρο -0,17 και -0,27 αντίστοιχα. Η Ε.Χ.είχε αρνητική φαινοτυπική συσχέτιση (-0,19) με το ποσοστό σύλληψης. Ση-μαντικές, επιθυμητές γενετικές συσχετίσεις προέκυψαν και με τις Ε.ΓΑ. τωνταύρων. Η επιλογή ταύρων-γεννητόρων με βάση τις Ε.Γ.Α. ως προς τη γωνίαχηλής, την πλάγια όψη των οπισθίων άκρων, την ευχέρεια της κίνησης και τοΔ.Θ.Κ. θα έχει επιθυμητά αποτελέσματα, σε ό,τι αφορά την ανθεκτικότητατων θυγατέρων τους στη χωλότητα. Τα αποτελέσματα της μελέτης υποδει-κνύουν ότι υπάρχουν παράγοντες κινδύνου εμφάνισης της χωλότητας πουθα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την εκτίμηση του επιπολασμού τηςκαι της προσπάθειας αντιμετώπισης και πρόληψης του προβλήματος. Τέ-λος, υπάρχει σαφής δυνατότητα για τη γενετική βελτίωση των αγελάδων,όσον αφορά την ανθεκτικότητά τους στη χωλότητα. Θα πρέπει να ορισθείένας «δείκτης χωλότητας» για τους ταύρους που να συμπεριλάβει σωστάυπολογισμένα μορφολογικά χαρακτηριστικά των άκρων, χαρακτηριστικάυγείας των άκρων και εκτίμηση του Δ.Θ.Κ.