Evaluación de factores genéticos y ambientales que inciden sobre la mastitis en ganado lechero de Costa Rica

Abstract

La presente investigación se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de factores ambientales y genéticos sobre la incidencia de mastitis en ganado lechero de Costa Rica. En el primer estudio se realizó un análisis observacional de cohorte histórico que evaluó el efecto de los factores de riesgo relacionados con la vaca y su ambiente sobre la ocurrencia de eventos de mastitis clínica (MC) en ganado de lechero en Costa Rica. Se incluyeron en este análisis 313 406 lactancias, 101 125 vacas y 288 hatos. Con el fin de evaluar los posibles factores de riesgo que se asocian con la MC, se ajustaron dos modelos mixtos lineales generalizados (GLMM), con y sin efectos de lactancia previa. La prevalencia de MC a nivel poblacional fue de 11,6%, (rango = 0,3- 70,7%) y la tasa de incidencia poblacional fue de 4,7 casos por cada 10.000 días en riesgo (rango = 0,1- 5,7). Los factores fijos con efecto significativo sobre la MC fueron: zona agroecológica, grupo racial, año de parto, número de lactancias, mes de parto, periodo de lactancia, duración y producción de leche en lactancia previa e historial previo de MC. Las categorías de mayor propensión a contraer MC fueron: zona bosque seco tropical (OR:11,03), grupo racial Jersey×Pardo Suizo (OR:1,67), partos en años previos a 1995 (OR:2,19), número de lactancia 4 (OR:1,19), mes de parto Marzo (OR:1,25), periodo de lactancia 1-30 días (OR:104). Ajustando por otras covariables, un incremento de 30 días en duración de la lactancia anterior se asoció con un aumento en la probabilidad de MC (OR = 1,04; IC 95%). Un incremento de 1 000 kg en la producción previa de leche se asoció con un aumento en la probabilidad de MC de un 20% (IC 95%). Estos hallazgos son útiles para el desarrollo de protocolos preventivos enfocados a reducir la incidencia de mastitis en los grupos de mayor riesgo. En el segundo estudio, también un análisis observacional de cohorte histórico, se evaluó el efecto de factores genéticos y ambientales sobre el puntaje de células somáticas [SCS, por sus siglas en inglés, = log2 (RCS/1 000)] en ganado lechero de Costa Rica. Se analizaron 183 116 registros individuales de células somáticas provenientes de 39 883 lactancias, 21 880 vacas, 241 hatos y 2 razas. Se ajustó un modelo mixto con efectos fijos de hato, raza, número de lactancia, mes y año de registro y periodo de lactancia; y efectos aleatorios de ambiente permanente, hato×semental y vaca. A partir de este modelo, se estimaron los componentes de varianza para los efectos aleatorios y parámetros genéticos de heredabilidad (h2 ) y repetibilidad (r), así como los estimados de valor de cría (BLUP, por sus siglas en inglés) con su respectiva confiabilidad. El valor promedio de SCS fue 7,0 (DE = 1,9). Todos los efectos fijos, con excepción de la raza, se asociaron significativamente con el SCS. El SCS aumentó conforme aumentaron las lactancias. Además, se observó que las vacas que habían parido en enero presentaban mayores SCS, mientras que las que había parido en abril y mayo presentaron menores SCS; también se identificó una reducción en los SCS de las vacas que había parido después del año 2004. Se observó un patrón no lineal en SCS a lo largo de la lactancia, iniciando con valores altos de 7,5 en los primeros 30 días posparto, que se redujeron hasta alcanzar un mínimo de 6,6 en el día 60 posparto, y luego aumentaron progresivamente hasta un valor máximo de 8,1 en el día 365 posparto. Se obtuvo un índice de heredabilidad de 0,1 (DE = 0) y una repetibilidad de 0,3 (DE = 0) para SCS. El promedio de confiabilidad de los BLUP en vacas fue de 0,4 (DE = 0,2) y en toros fue de 0,4 (DE = 0,2). Estos resultados son útiles para la formulación de programas de control de SCS a nivel de hato basados en prevención o manejo adecuado de los factores de riesgo identificados y la optimización del descarte en vacas problema.

The present investigation was conducted with the objective of evaluating the effect of environmental and genetic factors on the incidence of mastitis in dairy cattle in Costa Rica. In the first study, a historical cohort observational analysis was conducted to evaluate the effect of risk factors related to the cow and her environment on the occurrence of clinical mastitis (CM) events in dairy cattle in Costa Rica. A total of 313 406 lactations, 101 125 cows and 288 herds were included in this analysis. In order to evaluate possible risk factors associated with CM, two generalized linear mixed models (GLMM) were fitted, with and without previous lactation effects. The population-level prevalence of CM was 11.6%, (range = 0.3- 70.7%) and the population incidence rate was 4.7 cases per 10,000 days at risk (range = 0.1- 5.7). The fixed factors with significant effect on CM were: agroecological zone, racial group, year of calving, number of lactations, month of calving, lactation period, duration and milk production in previous lactation and previous history of CM. The categories with the highest propensity for CM were: tropical dry forest zone (OR:11.03), Jersey×Swiss Brown breed group (OR:1.67), calving years prior to 1995 (OR:2.19), lactation number 4 (OR:1.19), calving month March (OR:1.25), lactation period 1-30 days (OR:104). Adjusting for other covariates, a 30-day increase in duration of previous lactation was associated with an increase in the probability of CM (OR = 1.04; 95% CI). A 1,000 kg increase in previous milk production was associated with an increase in the probability of CM of 20% (95% CI). These findings are useful for the development of preventive protocols aimed at reducing the incidence of mastitis in higher risk groups. In the second study, also a historical observational cohort analysis, the effect of genetic and environmental factors on somatic cell score [SCS = log2 (RCS/1 000)] in Costa Rican dairy cattle was evaluated. A total of 183 116 individual somatic cell records from 39 883 lactations, 21 880 cows, 241 herds and 2 breeds were analyzed. A mixed model was fitted with fixed effects of herd, breed, lactation number, month and year of recording and lactation period; and random effects of permanent environment, herd×sire and cow. From this model, variance components for random effects and genetic parameters of heritability (h2 ) and repeatability (r) were estimated, as well as breeding value estimates (BLUP) with their respective reliability. The mean SCS value was 7.0 (SD = 1.9). All fixed effects, with the exception of breed, were significantly associated with SCS. SCS increased as lactations increased. In addition, cows that had calved in January were observed to have higher SCS, while those that had calved in April and May had lower SCS; a reduction in SCS was also identified in cows that had calved after 2004. A nonlinear pattern in SCS was observed throughout lactation, starting with high values of 7.5 in the first 30 days postpartum, decreasing to a minimum of 6.6 at day 60 postpartum, and then progressively increasing to a maximum value of 8.1 at day 365 postpartum. A heritability index of 0.1 (SD = 0) and a repeatability of 0.3 (SD = 0) were obtained for SCS. The average reliability of BLUPs in cows was 0.4 (SD = 0.2) and in bulls was 0.4 (SD = 0.2). These results are useful for the formulation of SCS control programs at the herd level based on prevention or proper management of identified risk factors and optimization of culling in problem cows.