Review Article

Selection methods for resistance to and tolerance of helminths in livestock

Méthodes de sélection du bétail pour la résistance et la tolérance aux helminthes

¹ Vice-Coordinator INCT-Pecuaria, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Departamento de Zootecnia, Av. Bento Gonçalves, CEP 91540-000 Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil
² Universidade de Brasília, Campus Darcy Ribeiro, 70910-900 Asa Norte, Brasilia, Distrito Federal, Brazil
³ INCT – Pecuaria, Universidade Federal de Minas Gerais, 30161-970 Belo Horizonte, Brazil
⁴ Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano – Campus Iporá, Avenida Oeste s/n, saída para Piranhas, CEP 76.200-000 Iporá, Goiás, Brazil
⁵ EMBRAPA Agroenergia, Final W3 Norte, 70770-901 Brasília, Brazil
⁶ Secretaria de Relações Internacionais, Embrapa, Final W5 Norte, 70770-901 Brasília, Brazil
⁷ EMBRAPA Recursos Genéticos e Biotecnologia, Final W5 Norte, 70770-901 Brasília, Brazil

^* Corresponding author: concepta@unb.br

Received: 19 February 2014
Accepted: 15 October 2014

Abstract

Helminthiases are among the most important livestock diseases worldwide, in particular for small ruminants, which are the focus of this review. Resource Allocation Theory implies that high-productivity farm animals proportionate insufficient resources for adequate coping with stressful conditions. Significant differences between breeds and within breeds are seen, as well as genotype vs. environment interactions. With improvement of genetic host resistance to infection, transmission of infection will be impacted. On the other hand, genetic improvement of resilience can lead to a reduction in clinical signs of disease, but not necessarily reduce transmission of infection to other animals. Faecal egg count (FEC) is the main measurement used to evaluate helminthiasis load, despite the fact that the protocols and analytical methods can affect the results, and the FEC data frequently shows aggregative, negative skewed distribution, and a high coefficient of variation. Mass selection where heritability is generally medium to low generally produces slow results and low economic returns. Many studies have been published linking resistance to nematodes in livestock to Quantitative Trait Loci and most studies have concentrated on chromosomes where the major histocompatibility complex region is located. Nevertheless, these complex traits have been seen to be affected by thousands of variants that each has a small effect. More recent studies have shown that genome-wide selection strategies can be useful in selecting animals for improved production and resistance traits in this case.

Résumé

Les helminthiases sont parmi les maladies les plus importantes de l’élevage dans le monde entier, en particulier pour les petits ruminants, qui font l’objet de cette synthèse. La théorie d’allocation des ressources implique que les animaux d’élevage à forte productivité répartissent des ressources insuffisantes pour faire face de manière adéquate aux conditions stressantes. Des différences significatives entre les races et au sein des races sont observées, ainsi que les interactions entre génotype et environnement. Avec l’amélioration de la résistance génétique de l’hôte à l’infection, la transmission de l’infection sera impactée. D’autre part, l’amélioration génétique de la résistance peut conduire à une réduction des signes cliniques de la maladie, mais pas nécessairement une réduction de la transmission de l’infection aux autres animaux. Le dénombrement des œufs dans les selles (FEC) est la mesure principale utilisée pour évaluer la charge des helminthiases, bien que les protocoles et les méthodes d’analyse puissent affecter les résultats, et les données FEC montrent fréquemment des distributions agrégatives de type dissymétrie négative et un coefficient de variation élevé. La sélection quantitative, où l’héritabilité est généralement moyenne à faible, apporte généralement des résultats lents et de faibles rendements économiques. Des études innombrables ont été publiées, liant la résistance contre les nématodes chez les ruminants à des loci de traits quantitatifs, et la plupart des études se sont concentrées sur les chromosomes où se trouve la région du complexe majeur d’histocompatibilité. Néanmoins, il a été observé que ces traits complexes sont affectés par des milliers de variants dont chacun a un petit effet. Des études plus récentes ont montré que des stratégies de sélection génomique peuvent être utiles dans le choix des animaux pour la production et l’amélioration des traits de résistance dans ce cas.