INVESTIGATION ON GENETIC CONTRIBUTION TO ANIMAL STRESS RESPONSE

Animal welfare and production efficiency are threatened by chronic stress. Stress has detrimental effects on dairy cattle, including immune suppression, decreased feed intake, altered liver function, impaired reproductive hormone release, which affects fertility, and even results in an increase in mortality rates. In the short term, mitigating the effects of stress caused by environmental conditions and physiological status is feasible by exploiting advances in livestock housing, management, and feed. However, ongoing climate change is further challenging animal health and farm viability, calling for sustainable and long-term interventions to ensure food security globally. Dairy cattle are exposed to stressors from the environment, physiology, and management, which can be mitigated but not entirely avoided (Chapter 1). Moreover, Breeding individuals that develop an effective stress response could be a key strategy towards resilient animal production systems (Chapter 2). Animal stress response is a complex trait involving several biological pathways and changes in the concentration of specific metabolites. Such metabolites are biomarkers of animal adaptation to stressors and can be used as endophenotypes of stress response in genome-wide association studies (GWAS). In chapter 3 and 4, plasma biomarkers related to dairy cattle metabolism, immunity, inflammation, oxidative stress, and liver function were used as endophenotypes of stress responses with a GWAS approach.

Il benessere degli animali e l'efficienza produttiva sono minacciati dallo stress cronico. Lo stress ha effetti dannosi sulle bovine da latte, tra cui l'immunosoppressione, la diminuzione dell'ingestione, l'alterazione della funzione epatica, l'alterazione del rilascio degli ormoni riproduttivi, che influisce sulla fertilità, e persino l'aumento del tasso di mortalità. A breve termine, è possibile mitigare gli effetti degli stressor ambientali e fisiologici sfruttando i progressi in materia di stabulazione, management e alimentazione del bestiame. Tuttavia, i cambiamenti climatici in corso stanno mettendo ulteriormente a dura prova la salute degli animali e la redditività degli allevamenti, richiedendo interventi sostenibili e a lungo termine per garantire la sicurezza alimentare a livello globale. I bovini da latte sono esposti a fattori di stress derivanti dall'ambiente, dalla fisiologia e dal management, che possono essere mitigati ma non del tutto evitati (Capitolo 1). Allevare bovine capaci di sviluppare una risposta efficace allo stress potrebbe essere una strategia chiave per ottenere sistemi di produzione animale resilienti (Capitolo 2). La risposta allo stress degli animali è un carattere complesso che coinvolge diverse vie biologiche e cambiamenti nella concentrazione di metaboliti specifici. Tali metaboliti sono biomarcatori dell'adattamento degli animali ai fattori di stress e possono essere utilizzati come endofenotipi della risposta allo stress negli studi di associazione genomica (GWAS). Nei capitoli 3 e 4, i biomarcatori plasmatici relativi al metabolismo, all'immunità, all'infiammazione, allo stress ossidativo e alla funzione epatica dei bovini da latte sono stati utilizzati come endofenotipi della risposta allo stress con un approccio GWAS.