Evaluation of genotype-environment interaction in poultry

Abstract

This thesis investigates genotype-by-environment interaction (GEI) in poultry, aiming to understand how different genotypes change across to environmental variation. GEI occurs when the performance of animals changes depending on the environment, which may lead to reranking of selection candidates. Although GEI has already been studied in commercial chickens, species such as quails and turkeys remain underexplored. This research aims to fill this gap by analyzing two important traits: body weight in meat quails and walking ability in turkeys, both influenced by environment and related to animal performance and welfare. The first study evaluated body weight from 7 to 42 days of age in meat quails raised under two classes of temperature-humidity index (THI). Genetic correlations between THI classes were low to moderate at early ages, indicating the presence of GEI and reranking of individuals. From 28 days, high genetic correlations were observed, suggesting more stable genetic expression under thermal stress. The second study assessed GEI for walking ability in turkeys using data from over 190,000 birds. Environmental gradients were defined based on contemporary group effects for body weight. Reaction norm models with different residual variances were compared. The best-fitting model indicated genetic variation in walking ability across environments and reranking of individuals across the environmental gradient. An inverse relationship between body weight and walking ability was also observed, reinforcing the importance of considering GEI in selection strategies. The results highlight the relevance of including GEI in genetic evaluations. This thesis contributes to expanding knowledge on GEI in poultry and supports the development of breeding programs focused on both productivity and animal welfare. Keywords: genotype-by-environment interaction; poultry; quails; turkeysEsta tese investiga a interação genótipo x ambiente (GEI) em aves, com o objetivo de compreender como diferentes genótipos respondem à variação ambiental. A GEI ocorre quando o desempenho dos animais varia conforme o ambiente, o que pode causar reclassificação dos candidatos à seleção. Embora a GEI já tenha sido estudada em frangos comerciais, espécies como codornas e perus ainda são pouco exploradas. Esta pesquisa busca preencher essa lacuna ao analisar duas características importantes: o peso corporal em codornas de corte e a habilidade de locomoção em perus, ambas influenciadas por fatores ambientais e relacionadas ao desempenho e bem-estar animal. O primeiro estudo avaliou o peso corporal entre 7 e 42 dias de idade em codornas de corte sob duas classes de índice de temperatura e umidade (THI). As correlações genéticas entre as classes de THI foram baixas a moderadas nas idades iniciais, indicando presença de GEI e mudanças no ranqueamento dos animais. A partir dos 28 dias, observaram-se correlações genéticas altas, sugerindo maior estabilidade na expressão genética frente ao estresse térmico. O segundo estudo avaliou a GEI para a habilidade de locomoção em perus, utilizando dados de mais de 190 mil aves. Os gradientes ambientais foram definidos com base nos efeitos de grupos contemporâneos para o peso corporal. Modelos de norma de reação com diferentes variâncias residuais foram comparados. O modelo com melhor ajuste indicou variação genética na habilidade de locomoção entre os ambientes e reclassificação de indivíduos ao longo do gradiente ambiental. Também foi observada uma relação inversa entre peso corporal e habilidade de locomoção, reforçando a importância de considerar a GEI nas estratégias de seleção. Os resultados obtidos destacam a relevância da inclusão da GEI nas avaliações genéticas. Esta tese contribui para ampliar o conhecimento sobre GEI em aves e apoia o desenvolvimento de programas de melhoramento focados tanto na produtividade quanto no bem estar animal Palavras-chave: interação genótipo x ambiente; aves; codornas; perus