Genotype by environment interaction for feed efficiency in growing-finishing pigs in Brazil versus the Netherlands

Abstract

One of the main goals of modem pig breeding 1s to improve feed efficiency of crossbred (CB) pigs across the diverse, and often challenging, environments in commercial farms. The main aim of this thesis was to investigate the existence and magnitude of genotype by environment interaction for feed efficiency im CB pigs kept under Brazilian commercial production circumstances and purebred (PB) pigs kept under Dutch circumstances. In pig breeding programs, PB boars are selected 1n a nucleus, and mated with crossbred dams to produce CB growing-finishing pigs used for pork production in commercial farms. In this thesis, I investigate the possible causes of a lower than 1 genetic correlation for feed efficiency between the PB performance in the nucleus level and the CB performance mn the commercial level (rpc), and compare the properties of different traits to represent feed efficiency and the implications of their adoption by pig breeding programs. In Chapter 2, I estimated the genetic correlations between feed efficiency traits, growth performance, and carcass traits in PB and CB pigs, and compared three different traits representing feed efficiency: feed conversion rate (FCR), residual energy intake (RED), and residual feed intake (RFI). The results show that the inclusion of phenotypes recorded on CB pigs mn commercial farms mn the prediction of breeding values for PB, has the potential to increase genetic progress for the performance of CB. Given the genetic correlations with growth performance traits and the rpc, REI is an attractive feed efficiency parameter for a pig breeding program.In Chapter 3, I investigated the presence of a genotype by feed interaction (GxF) for feed efficiency and growth performance traits 1n different growth phases (starter, grower and finisher) of CB pigs fed one of two diets. The diets were based on corn/soy or wheat/barley co-products. I found that GxF was absent for average daily feed intake, growth, and FCR, but present for lipid deposition, REI, and RFI. The magnitudes of GxF for REI and RFI depended on the phase of the pigs” growth. Breeding pigs for feed efficiency under lower-input diets such as wheat/barley/co-products 1s recommended as feed efficiency will become more important, and lower-mput diets will become more widespread 1n the near future. In Chapter 4, I fitted feed intake and growth curves of CB pigs fed two diets, investigated the presence of GxF, and estimated genetic parameters for both curves. I found that GxF was absent for the curves” parameters. Given their medium to high heritabilities, these traits are a feasible alternative for pig breeding programs that are aiming to change the shape of feed intake and growth curves in CB pigs. Selection for feed efficiency by changing the trajectory of curves that describe feed intake as a function of body weight seems to be a good alternative to selecting for average feed intake parameters. I recommend selecting pigs with flatter curves (as they will have better feed efficiency) and selecting pigs with higher feed intake precocity. Higher feed intake precocity means a higher feed intake m early stages of growth associated with a higher growth maturation rate and a consequently lower feed intake later in the finishing period. In Chapter 5, I estimated the genetic correlations between growth performance and carcass traits of both PB and CB pigs in a temperate climate (the Netherlands, France and Canada) and a tropical climate (Brazil). To improve these traits m a tropical climate, higher genetic progress will be made by including phenotypes collected locallyin CB pigs. This 1s true even though the high rc would not require combined crossbred- purebred selection (CCPS) schemes. Ih Chapter 6, I placed my work m a broader context, discussed the implications and formulated recommendations for future breeding for feed efficiency im growing- finishing pigs, with special attention to feed efficiency 1n the tropics, and recommended future research. I concluded that mn the future, the biggest challenge facing pig breeding programs would be to routinely generate data on pigs” feed efficiency that allows the improvement of feed efficiency across the diverse and often challenging environments where CB pigs are farmed around the globe.Um dos mais relevantes objetivos dos programas modernos de melhoramento genético de suínos é a melhoria da eficiência alimentar de suínos cruzados (CB) observada nas mais diversas, e muitas vezes desafiadoras, condições ambientais das granjas comerciais. O objetivo geral desta tese foi investigar a existência e a magnitude da interação genótipo x ambiente na eficiência alimentar de suínos CB mantidos sob condições brasileiras de produção comercial, e suínos de linhas puras (PB) mantidos sobre condições holandesas. Em programas de melhoramento genético de suínos, varrões PB são selecionados nas granjas-núcleo e posteriormente acasalados com marrãs cruzadas (F1) com o intuito de produzir leitões CB destinados à terminação em granjas comerciais para produção da carne suína. Nesta tese, investiguel possíveis causas de uma correlação genética para eficiência alimentar abaixo de 1 entre os desempenhos dos PB nas granjas-núcleo e dos CB nas granjas comercias (rpc), e comparei as propriedades de diferentes representações para a característica eficiência alimentar e as implicações de suas inclusões nos programas de melhoramento genético de suínos. No Capítulo 2, estimei correlações genéticas entre características de eficiência alimentar, de crescimento e de qualidade de carcaça em populações de suínos PB e CB, e comparei três diferentes representações da característica eficiência alimentar: conversão alimentar (CA), consumo energético residual (CER), e consumo alimentar residual (CAR). Os resultados mostram que a inclusão de fenótipos coletados em suínos CB em granjas comerciais nas predições de valores genéticos para PB, tem o potencial de aumentar o progresso genético para o desempenho de CB. Dadas as suas correlações genéticas com características de crescimento e a rpc, posso concluir que CER é uma representação da eficiência alimentar atrativa para inclusão em programas de melhoramento genético de suínos. No Capítulo 3, investiguei a presença de interação genótipo x dieta (IGD) para características de crescimento e eficiência alimentar nas diferentes fases do crescimento (inicial, crescimento e terminação) de suínos CB alimentados com uma de duas dietas comerciais. As dietas foram formuladas a base de milho/soja ou trigo/cevada/subprodutos. Observei a ausência de IGD para o consumo médio diário de dieta, para o crescimento, e para a CA. Observei a presença de IGD para a deposição de lipídios, para o CER e para o CAR. A magnitude da IGD para CER e CAR foi dependente da fase de crescimento dos animais. O melhoramento genético de suínos para eficiência alimentar sob dietas formuladas à base de insumos com menor valor nutricional como trigo/cevada/coprodutos é recomendável, já que a característica eficiência alimentar se tornará mais importante e dietas formuladas à base de insumos com menor valor nutricional se tornarão mais usuais no futuro próximo. No Capítulo 4, ajustei curvas de consumo alimentar e de crescimento de suínos CB alimentados com uma de duas dietas, investiguei a presença de IGD e estimei parâmetros genéticos para ambas as curvas. Observer ausência de IGD para os parâmetros de ambas curvas. Por apresentarem estimativas de herdabilidade médias ou altas, esses parâmetros se mostram uma alternativa viável para programas de melhoramento genético de suínos alterarem as curvas de consumo alimentar e de crescimento de suínos CB. A seleção para eficiência alimentar através da alteração da trajetória de curvas que descrevem a consumo alimentar como função do peso corporalaparenta ser uma alternativa interessante à seleção utilizando parâmetros baseados no consumo alimentar médio. Recomendo a seleção de animais com curvas mais planas (porque estes apresentarão melhor eficiência alimentar) e a seleção de animais com maior precocidade no consumo alimentar [maior precocidade no consumo alimentar significa um maior consumo alimentar nos estágios iniciais de crescimento associada a uma maior taxa de crescimento (maturidade) e consequentemente a um menor consumo alimentar na fase de terminação). No Capítulo 5, estimei correlações genéticas entre características de crescimento e qualidade de carcaça em suínos PB e CB, em clima temperado (Holanda, França e Canadá) e em clima tropical (Brasil). Para a melhoria genética das características em clima tropical, maior progresso genético será obtido com a inclusão de fenótipos coletados localmente em suínos CB. Essa recomendação é válida, ainda que a alta rp não demande esquema de seleção combinada puro-cruzado (CCPS). No Capítulo 6, coloco meu trabalho em contexto amplo, discuto as implicações e formulo recomendações para futuro melhoramento genético da eficiência alimentar de suínos CB, com especial atenção para eficiência alimentar nos trópicos, e recomendo futura pesquisa científica dentro deste tema. Eu concluo que, no futuro, o maior desafio a ser enfrentado pelos programas de melhoramento genético de suínos será a geração rotineira de dados que permitam a melhoria genética da eficiência alimentar nas condições ambientais diversas e comumente desafiadoras onde suínos CB são criados ao redor do globo.