Genome-enabled prediction through quantile random forest for complex traits / Predição genômica por meio do random forest quantílitico para características complexas

ABSTRACT: Quantile Random Forest (QRF) is a non-parametric methodology that combines the advantages of Random Forest (RF) and Quantile Regression (QR). Specifically, this approach can explore non-linear functions, determining the probability distribution of a response variable and extracting information from different quantiles instead of just predicting the mean. This evaluated the performance of the QRF in the genomic prediction for complex traits (epistasis and dominance). In addition, compare the accuracies obtained with those derived from the G-BLUP. The simulation created an F2 population with 1,000 individuals and genotyped for 4,010 SNP markers. Besides, twelve traits were simulated from a model considering additive and non-additive effects, QTL (Quantitative trait loci) numbers ranging from eight to 120, and heritability of 0.3, 0.5, or 0.8. For training and validation, the 5-fold cross-validation approach was used. For each fold, the accuracies of all the proposed models were calculated: QRF in five different quantiles and three G-BLUP models (additive effect, additive and epistatic effects, additive and dominant effects). Finally, the predictive performance of these methodologies was compared. In all scenarios, the QRF accuracies were equal to or greater than the methodologies evaluated and proved to be an alternative tool to predict genetic values in complex traits.

RESUMO: Quantile Random Forest (QRF) é uma metodologia não paramétrica, que combina as vantagens do Random Forest (RF) e da Regressão Quantílica (QR). Especificamente, essa abordagem pode explorar funções não lineares, determinando a distribuição de probabilidade de uma variável resposta e extraindo informações de diferentes quantis em vez de apenas prever a média. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do QRF em predizer o valor genético genômico para características com arquitetura genética não aditiva (epistasia e dominância). Adicionalmente, as acurácias obtidas foram comparadas com aquelas advindas do G-BLUP. A simulação criou uma população F2 com 1.000 indivíduos genotipados para 4.010 marcadores SNP. Além disso, doze características foram simuladas a partir de um modelo considerando efeitos aditivos e não aditivos, com número de QTL (Quantitative trait loci) variando de oito a 120 e herdabilidade de 0,3, 0,5 ou 0,8. Para treinamento e validação foi usada a abordagem da validação cruzada 5-fold. Para cada um dos folds foram calculadas as acurácias de todos os modelos propostos: QRF em cinco quantis diferentes e três modelos do G-BLUP (com efeito aditivo, aditivo e epistático, aditivo e dominante). Por fim, o desempenho preditivo dessas metodologias foi comparado. Em todos os cenários, as acurácias do QRF foram iguais ou superiores às metodologias avaliadas e mostrou ser uma ferramenta alternativa para predizer valores genéticos em características complexas.

Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

ABSTRACT: The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

RESUMO: Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

Estimating Chicken Meat Productions of Leader Countries for 2019-2025 Years / Estimando a produção de carne de frango em países líderes para os anos 2019-2025

ABSTRACT: The study predicted chicken meat production in 2019-2025 period for the leading chicken-producing countries with the help of the 1961-2018 Food and Agriculture Organization (FAO) data since chicken meat consumption is so high worldwide. The USA ranks the first place while Brazil and China take second and third places, respectively. The analysis of the pioneer chicken meat-producing countries indicates that while the portion of the USA in world production decreases, the share, particularly Brazil and China, will approach that of the USA. World chicken meat production, which was 7.56 million tons in 1961, will increase to 139.19 million tons in 2025, and this production per capita is predicted to increase to 17.0 kg in 2025 from 2.4, 5.35, 9.80, and 15.0 kg in 1961, 1981, 2001, and 2018, respectively. Indonesia, Russia, Brazil, Japan, and India will run the highest increases in production. However, the share of countries in chicken meat production will decrease from 61% to 60% in 2019-2025 compared to the 2012-2018 periods. This condition showed that apart from some leading countries, the production will keep a rapid increase in production. The increase in chicken meat production and chicken meat import worldwide will improve human nutrition, especially in developing and underdeveloped countries. Countries that run cost advantages and high-quality life standards in line with technological innovations produce processed chicken products, strengthen animal health, hygiene, and transportation standards, and attach importance to advertising activities that increase consumer demand will be more advantageous in this market.

RESUMO: O estudo visa prever a produção de carne de frango no período de 2019-2025 para os principais países produtores de frango com a ajuda dos dados da Organização para Agricultura e Alimentação (FAO) de 1961-2018, uma vez que o consumo de carne de frango é tão alto emtodo o mundo. Os EUA ocupam o primeiro lugar, enquanto o Brasil e a China ficam com o segundo e o terceiro lugares, respectivamente. A análise dos países pioneiros na produção de carne de frango indica que enquanto a participação dos EUA na produção mundial diminui a participação, principalmente do Brasil e da China, se aproximará da dos EUA. A produção mundial de carne de frango, que era de 7,56 milhões de tonelada sem 1961, aumentará para 139,19 milhões de tonelada sem 2025, e esta produção per capita deve aumentar para 17,0 kg em 2025 de 2,4, 5,35, 9,80 e 15,0 kg em 1961, 1981, 2001 e 2018, respectivamente. Indonésia, Rússia, Brasil, Japão e Índia terão os maiores aumentos de produção. No entanto, a participação dos países na produção de carne de frango cairá de 61% para 60% em 2019-2025 em relação ao período de 2012-2018. Essa condição mostra que, além de alguns países líderes, a produção manterá um rápido aumento da produção. O aumento na produção e importação de carne de frango em todo o mundo melhorará a nutrição humana, especialmente nos países em desenvolvimento e subdesenvolvidos. Os países que possuem vantagens de custo e padrões de vida de alta qualidade alinhados às inovações tecnológicas produzem produtos processados de frango, fortalecemos padrões de saúde, higiene e transporte animal e atribuem importância a atividades de publicidade que aumentem a demanda do consumidor serão mais vantajosas neste mercado.

Novel technologies combined with osmotic dehydration for application in the conservation of fruits: an overview / Novas tecnologias combinadas com desidratação osmótica para aplicação na conservação de frutas: uma revisão

ABSTRACT: Osmotic dehydration (OD) is a technique used for the partial removal of water from foodstuff, including fruit and vegetables, with the aim of producing a desiccated product. The process involves placing the material in a hypertonic solution for several hours and allowing water to move from the cell compartment into the solution by osmosis. OD is influenced by various factors such as the concentration and composition of the osmotic solution, the solution temperature, the type of agitation and the time of exposure, as well as the size, shape and compactness of the food material. The main advantages of OD over conventional drying processes are the superior quality of the dried products and the minimization of shrinkage. In recent years, research effort has focused on the combination of OD with other technologies, such as ultrasound, cryogenic freezing with liquid nitrogen, pulsed electric field, gamma radiation and high hydrostatic pressure. The application of these methods prior to or concomitant with OD accelerates mass transfer and reduces the drying rate of fruit and vegetables by increasing the permeability of cell membranes. In this manner, combined processes tend to be more efficient and economical in comparison with conventional OD because they reduce operating times and; consequently, energy consumption. In addition, the dried products generated by such coupled processes typically exhibit improved nutritional and physicochemical characteristics. This review summarizes the basic principles and applications of OD in combination with other methods, with particular emphasis on the production of dried fruits.

RESUMO: A desidratação osmótica (DO) é uma técnica utilizada para remover parcialmente a água dos alimentos, incluindo frutas e vegetais, com vistas a produção de alimentos secos. O processo consiste em colocar o material em uma solução hipertônica por várias horas e deixar a água passar do compartimento celular para a solução por osmose. A DO é influenciada por vários fatores como a concentração e composição da solução osmótica, a temperatura da solução, o tipo de agitação e o tempo de exposição, assim como o tamanho, forma e compactação do material alimentar. As principais vantagens da DO em relação aos processos de secagem convencionais são que ela dá origem a produtos secos de qualidade superior e minimiza o encolhimento. Nos últimos anos, tem-se investigado a combinação da DO com outras tecnologias, tais como ultrassom, congelamento criogênico com nitrogênio líquido, campo elétrico pulsado, radiação gama e alta pressão hidrostática. A aplicação desses métodos antes ou simultaneamente com a DO acelera a transferência de massa e reduz a taxa de secagem de frutas e vegetais através do aumento da permeabilidade das membranas celulares. Assim, os processos combinados tendem a ser mais eficientes e econômicos do que a DO convencional, pois reduzem o tempo de operação e, consequentemente, o consumo de energia. Adicionalmente, os produtos desidratados gerados através de processos associados geralmente apresentam melhores características nutricionais e físico-químicas. Esta revisão sumariza os princípios básicos e aplicações da DO em combinação com outros métodos, com ênfase especial dada à produção de frutas secas.

Carpal valgus angle deviation in Thoroughbred foals corrected using single transphyseal screw implant / Correção de desvio angular valgo do carpo em potros Puro-sangue com implante de parafuso transfiseal único

The objective of this study was to demonstrate the effectiveness of the single transphyseal screw technique in foals diagnosed with carpal valgus deviation. This study included 22 thoroughbred animals of both sexes, with a mean age of 30 days. All animals had a carpal valgus deviation >5° with irregular development of the distal epiphysis of the radius. All animals were surgically treated to correct the carpal valgus deviation by creating a bridge using a single transphyseal screw. Surgical intervention was performed for 40 limbs, comprising 19 right and 21 left thoracic limbs. This corresponded to four animals with carpal valgus deviation >5° in only one of the limbs and 18 with the deviation in both limbs. It was observed that 38/40 treated limbs (95%) achieved normal angulation according to the literature, i.e., angulation between 0° and 5°. No statistical differences were observed between the affected limbs. The single transphyseal screw technique can be used for the correction of carpal valgus deviation in foals. It is indicated in animals with an average age of 30 days (20-55 days), as its main advantages are rapid application, simple execution, and limited trans- and post-surgical complications, making it an effective procedure in thoroughbred foals with carpal valgus angular deviation.

O objetivo do presente estudo foi demonstrar a viabilidade da aplicação da técnica de parafuso único transfiseal em potros, com diagnóstico de desvio valgo do carpo. Foram selecionados 22 animais, da raça PSI, com idade média de 30 dias, de ambos os sexos. Todos os animais apresentavam desvio valgo do carpo acima de cinco graus, com desenvolvimento irregular da epífise distal do rádio. Os animais foram submetidos à cirurgia corretiva para o desvio valgo do carpo por meio da realização de ponte com um único parafuso transfiseal. Foram submetidos à intervenção cirúrgica 40 membros, divididos entre membros torácicos direito e esquerdo 19 e 21, respectivamente, que corresponderam a quatro animais com desvio acima de 5 graus valgo do carpo em apenas um dos membros e 18 animais com o procedimento nos dois membros. Observou-se que 38 dos 40 membros tratados, ou seja, 95%, retornaram a uma angulação considerada normal, entre zero e cinco graus Dois animais apresentaram infecção do implante, de maneira que eles reduziram a angulação, porém não o suficiente para enquadrá-los na angulação normal estabelecida pela literatura. Não houve diferença estatística entre os membros acometidos. A técnica de aplicação do único parafuso transfiseal pode ser indicada para correção do desvio valgo do carpo em potros. Deve ser indicada em animais com idade média de 30 dias (20 a 55 dias de vida), por ter como principais vantagens aplicação rápida, execução simples e com limitadas intercorrências trans e pós-cirúrgicas.

O que análises avançadas do sêmen podem contribuir de fato para a os resultados da IA em suínos? / What advanced semen analyzes can contribute to AI results in pigs?

O controle da qualidade seminal produzido por centrais e unidades de disseminação genética permite a maximização da produção de doses inseminantes por ejaculado, bem como organiza o acompanhamento da produtividade de cada macho. Este acompanhamento é crítico tanto quando o reprodutor jovem é introduzido na rotina de coleta de sêmen quanto na determinação do momento do descarte e reposição. Essencialmente, a avaliação do sêmen em suínos é a mesma há décadas, porém novas metodologias de análise individual da célula como a citometria de fluxo e de constituintes de tecidos e fluídos como a proteômica e metabolômica já estão trazendo avanços na andrologia animal. Na presente revisão, são abordados os aspectos técnicos, vantagens e limitações destas três análises avançadas aplicadas ao sêmen suíno, discutindo a sua implementação e impactos no manejo reprodutivo da espécie.(AU)

The quality control of the semen doses produced by artificial insemination centers and allows the maximization of the production of inseminating doses per ejaculate, as well as organizes the monitoring of the productivity of each male. This follow-up is critical when the young male is initiated in routine semen collection and in determining the moment of male replacement. Essentially, semen evaluation in pigs has been the same for decades, but new methodologies for individual cell analysis such as flow cytometry and tissue and fluid constituents such as proteomics and metabolomics are already bringing advances in animal andrology. In this review, the technical aspects, advantages, and limitations of these three advanced analyzes applied to swine semen are addressed, discussing their implementation and impacts on the reproductive management of the species.(AU)

Estimating Chicken Meat Productions of Leader Countries for 2019-2025 Years / Estimando a produção de carne de frango em países líderes para os anos 2019-2025

The study predicted chicken meat production in 2019-2025 period for the leading chicken-producing countries with the help of the 1961-2018 Food and Agriculture Organization (FAO) data since chicken meat consumption is so high worldwide. The USA ranks the first place while Brazil and China take second and third places, respectively. The analysis of the pioneer chicken meat-producing countries indicates that while the portion of the USA in world production decreases, the share, particularly Brazil and China, will approach that of the USA. World chicken meat production, which was 7.56 million tons in 1961, will increase to 139.19 million tons in 2025, and this production per capita is predicted to increase to 17.0 kg in 2025 from 2.4, 5.35, 9.80, and 15.0 kg in 1961, 1981, 2001, and 2018, respectively. Indonesia, Russia, Brazil, Japan, and India will run the highest increases in production. However, the share of countries in chicken meat production will decrease from 61% to 60% in 2019-2025 compared to the 2012-2018 periods. This condition showed that apart from some leading countries, the production will keep a rapid increase in production. The increase in chicken meat production and chicken meat import worldwide will improve human nutrition, especially in developing and underdeveloped countries. Countries that run cost advantages and high-quality life standards in line with technological innovations produce processed chicken products, strengthen animal health, hygiene, and transportation standards, and attach importance to advertising activities that increase consumer demand will be more advantageous in this market.

O estudo visa prever a produção de carne de frango no período de 2019-2025 para os principais países produtores de frango com a ajuda dos dados da Organização para Agricultura e Alimentação (FAO) de 1961-2018, uma vez que o consumo de carne de frango é tão alto emtodo o mundo. Os EUA ocupam o primeiro lugar, enquanto o Brasil e a China ficam com o segundo e o terceiro lugares, respectivamente. A análise dos países pioneiros na produção de carne de frango indica que enquanto a participação dos EUA na produção mundial diminui a participação, principalmente do Brasil e da China, se aproximará da dos EUA. A produção mundial de carne de frango, que era de 7,56 milhões de tonelada sem 1961, aumentará para 139,19 milhões de tonelada sem 2025, e esta produção per capita deve aumentar para 17,0 kg em 2025 de 2,4, 5,35, 9,80 e 15,0 kg em 1961, 1981, 2001 e 2018, respectivamente. Indonésia, Rússia, Brasil, Japão e Índia terão os maiores aumentos de produção. No entanto, a participação dos países na produção de carne de frango cairá de 61% para 60% em 2019-2025 em relação ao período de 2012-2018. Essa condição mostra que, além de alguns países líderes, a produção manterá um rápido aumento da produção. O aumento na produção e importação de carne de frango em todo o mundo melhorará a nutrição humana, especialmente nos países em desenvolvimento e subdesenvolvidos. Os países que possuem vantagens de custo e padrões de vida de alta qualidade alinhados às inovações tecnológicas produzem produtos processados de frango, fortalecemos padrões de saúde, higiene e transporte animal e atribuem importância a atividades de publicidade que aumentem a demanda do consumidor serão mais vantajosas neste mercado.

International competitiveness of exports of forest products / Competitividade internacional das exportações de produtos florestais madeireiros

This article analyzed the international competitiveness of exports of forest products from 2008 to 2018. The information is available in the Food and Agriculture Organization (FAO) and the indicators used were: revealed comparative advantage (RCA), trade openness index (Oi) and the contribution to trade balance index (CTB). Results showed that the exportation of forest products are competitive, in addition gains in competitiveness have been observed by the RCA and in Europe, countries had losses in detriment of the financial crises and austerity measures adopted. All countries showed a low degree of openness by the Oi and had a comparative advantage by the CTB, except for China and Germany. It is concluded that the countries with bigger comparative advantages in the exportation of forest products were the ones that had contributed more for its commercial balance.

Este artigo analisou a competitividade internacional das exportações de produtos florestais, de 2008 e 2018. As informações estão disponíveis na Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimento (FAO) e os indicadores utilizados foram: vantagem comparativa revelada (RCA), o índice de abertura do comércio (Oi) e o índice de contribuição ao saldo comercial (CTB). Os resultados mostram que as exportações de produtos florestais são competitivas, ademais foram observados pelo RCA ganhos em competitividade e na Europa, os países tiveram perdas em detrimento das crises financeiras e medidas de austeridade adotadas. Todos os países apresentaram baixo grau de abertura pelo Oi e teve vantagem comparativa pelo CTB, com exceção da China e Alemanha. Conclui-se que os países com maiores vantagens comparativas nas exportações de produtos florestais foram os que mais contribuíram para o seu saldo comercial.

Genome-enabled prediction through quantile random forest for complex traits / Predição genômica por meio do random forest quantílitico para características complexas

Quantile Random Forest (QRF) is a non-parametric methodology that combines the advantages of Random Forest (RF) and Quantile Regression (QR). Specifically, this approach can explore non-linear functions, determining the probability distribution of a response variable and extracting information from different quantiles instead of just predicting the mean. This evaluated the performance of the QRF in the genomic prediction for complex traits (epistasis and dominance). In addition, compare the accuracies obtained with those derived from the G-BLUP. The simulation created an F2 population with 1,000 individuals and genotyped for 4,010 SNP markers. Besides, twelve traits were simulated from a model considering additive and non-additive effects, QTL (Quantitative trait loci) numbers ranging from eight to 120, and heritability of 0.3, 0.5, or 0.8. For training and validation, the 5-fold cross-validation approach was used. For each fold, the accuracies of all the proposed models were calculated: QRF in five different quantiles and three G-BLUP models (additive effect, additive and epistatic effects, additive and dominant effects). Finally, the predictive performance of these methodologies was compared. In all scenarios, the QRF accuracies were equal to or greater than the methodologies evaluated and proved to be an alternative tool to predict genetic values in complex traits.

Quantile Random Forest (QRF) é uma metodologia não paramétrica, que combina as vantagens do Random Forest (RF) e da Regressão Quantílica (QR). Especificamente, essa abordagem pode explorar funções não lineares, determinando a distribuição de probabilidade de uma variável resposta e extraindo informações de diferentes quantis em vez de apenas prever a média. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do QRF em predizer o valor genético genômico para características com arquitetura genética não aditiva (epistasia e dominância). Adicionalmente, as acurácias obtidas foram comparadas com aquelas advindas do G-BLUP. A simulação criou uma população F2 com 1.000 indivíduos genotipados para 4.010 marcadores SNP. Além disso, doze características foram simuladas a partir de um modelo considerando efeitos aditivos e não aditivos, com número de QTL (Quantitative trait loci) variando de oito a 120 e herdabilidade de 0,3, 0,5 ou 0,8. Para treinamento e validação foi usada a abordagem da validação cruzada 5-fold. Para cada um dos folds foram calculadas as acurácias de todos os modelos propostos: QRF em cinco quantis diferentes e três modelos do G-BLUP (com efeito aditivo, aditivo e epistático, aditivo e dominante). Por fim, o desempenho preditivo dessas metodologias foi comparado. Em todos os cenários, as acurácias do QRF foram iguais ou superiores às metodologias avaliadas e mostrou ser uma ferramenta alternativa para predizer valores genéticos em características complexas.

Overview of the use of genomic data in animal breeding / Panorama do uso de dados genômicos no melhoramento genético animal

The use of molecular information in breeding programs contributed to important advances in the improvement of traits of economic interest in livestock production. The advent of single nucleotide polymorphism (SNP) panels applied to genome-wide selection (GWS) and genome-wide association studies (GWAS), along with computational advances (e.g., use of powerful software and robust analyses) allowed a better understanding of the genetic architecture of farm animals and increased the selection efficiency. In this context, the statistic method single-step GBLUP has been frequently used to perform GWS, and more recently GWAS analyses, providing accurate predictions and QTL detection, respectively. Nevertheless, in developing countries, species such as sheep and goats, whose genomic data are more difficult to be obtained, the use of data simulation has been efficient in the study of the major factors involved in the selection process, such as size of training population, density of SNP chips, and genotyping strategies. The effects of these factors are directly associated with the prediction accuracy of genomic breeding values. In this review we showed important aspects of the use of genomics in the genetic improvement of production traits of animals, the main methods currently used for prediction and estimation of molecular marker effects, the importance of data simulation for validation of those methods, as well as the advantages, challenges and limitations of the use of GWS and GWAS in the current scenario of livestock production.

Em programas de melhoramento genético, o uso de informações moleculares garantiu importantes avanços para a melhoria de características de interesse econômico, no âmbito da produção animal. O advento da tecnologia de painéis de SNPs aplicados à seleção genômica ampla (GWS) e associação genômica ampla (GWAS), aliado ao avanço computacional, com o uso de softwares e análises robustas, permitiram melhor compreensão sobre a arquitetura genética dos animais de produção e, consequentemente, maior eficiência na seleção. Nesse contexto, o método estatístico single-step GBLUP tem sido utilizado, frequentemente, na execução da GWS e, mais recentemente, em GWAS, possibilitando predições acuradas e detecção de QTLs, respectivamente. No entanto, em países em desenvolvimento e, em espécies como os ovinos e caprinos, que existe maior dificuldade para a aquisição de dados genômicos, o uso da simulação de dados tem se mostrado eficiente para estudar os principais fatores envolvidos no processo de seleção, como o tamanho da população de treinamento, densidade de chipde SNPs e estratégias de genotipagem, cujos efeitos estão diretamente associados à acurácia da predição de valores genéticos genômicos. Nesta revisão, serão abordados pontos importantes sobre o uso da genômica no melhoramento genético de características produtivas em animais, principais métodos de predição e estimação de efeitos de marcadores moleculares na atualidade, a importância da simulação de dados para a validação desses métodos, bem como as vantagens, os desafios e as limitações no cenário atual da produção animal com o uso da seleção e associação genômica ampla.

Collecting information on estrus in cattle using the internet of things / Recolha de informações sobre o cio em bovinos utilizando a internet of things

Monitoring the movements of ruminant animals is one of the most challenging tasks. In animals that act according to their habits, it is difficult to label such movements and transfer them to farmers. Monitoring and recording the movement and behavior of animals on a farm is an adopted method for successfully determining the duration of the estrus cycle in ruminant animals. The Internet is a technology that offers remarkable solutions for such applications. The aim of this study is to determine the hourly step counts and to find the estrus period in the most accurate way with a circuit design applied to the ankles of animals using an IoT-supported microcontroller. The data is transferred to the web environment wirelessly and monitored via wi-fi communication signals. This wireless wearable and network equipment determines the step count and monitors the animal's abnormal body temperature. An IoT-supported microcontroller provides wireless communication, high-speed data transmission, and low power consumption. Insemination was ensured by testing different animals on the application farm. The data is monitored in real-time, and the system gives an alert. Low cost, high reliability, and being able to be watched over the internet are the advantages of the system. This study helped develop new techniques and provided a low-cost proposition for testing wearable technologies on animals.

A monitorização dos movimentos dos animais ruminantes é uma das tarefas mais difíceis. Em animais que agem de acordo com os seus hábitos, é difícil rotular esses movimentos e transferi-los para os agricultores. A monitorização e o registo dos movimentos e do comportamento dos animais numa exploração é um método adoptado para determinar com êxito a duração do ciclo de cio em animais ruminantes. A Internet é uma tecnologia que oferece soluções notáveis para tais aplicações. O objectivo deste estudo é determinar as contagens horárias de passos e encontrar o período de cio da forma mais precisa possível com um design de circuito aplicado aos tornozelos dos animais utilizando um microcontrolador suportado pela IoT. Os dados são transferidos para o ambiente Web sem fios e monitorizados através de sinais de comunicação wi-fi. Este equipamento vestível e de rede sem fios determina a contagem de passos e monitoriza a temperatura corporal anormal do animal. Um microcontrolador suportado pela IoT fornece comunicação sem fios, transmissão de dados a alta velocidade e baixo consumo de energia. A inseminação foi assegurada através de testes com diferentes animais na quinta de aplicação. Os dados são monitorizados em tempo real e o sistema emite um alerta. O baixo custo, a elevada fiabilidade e a possibilidade de ser observado através da Internet são as vantagens do sistema. Este estudo ajudou a desenvolver novas técnicas e forneceu uma proposta de baixo custo para testar tecnologias vestíveis em animais.

Sêmen refrigerado ­ estado da arte em diferentes espécies / Chilled semen ­ state of the art in different species

Na atual conjuntura da criação artificial de bovinos e bubalinos, o material genético masculino de qualidade superior de reprodutores é explorado ao máximo possível através da inseminação artificial em tempo fixo de um grande número de fêmeas com apenas um único ejaculado. Para isso, é necessário um sêmen de boa qualidade que desempenhe um papel indispensável na melhoria das taxas de fertilidade, independente de qual tipo seja utilizado (fresco, refrigerado e congelado). Porém, o processo de congelação/descongelação causa uma série de injúrias aos espermatozoides, ocasionando resultados inferiores para percentuais de viabilidade espermática, motilidade, membrana plasmática e integridade acrossomal, potencial de membrana mitocondrial, cinemática do esperma, quando comparado ao sêmen refrigerado. Assim, o objetivo desta revisão é disseminar o conhecimento sobre o uso sêmen refrigerado na preservação de germoplasma de reprodutores bovinos e bubalinos para melhorar as taxas de concepção em propriedades. Para isso, serão abordados comentários sobre o armazenamento do sêmen refrigerado, com ênfase nas diferenças entre curvas de refrigeração, suas vantagens e desvantagens relativas para procedimentos de uso na IATF, identificando o método mais indicado por diversos autores, o estado atual da biotécnica, seus méritos e possibilidades futuras.(AU)

In the current conjuncture of the artificial creation of bovines and buffaloes, the male genetic material of superior quality of sires is exploited to the maximum possible through the fixed-time artificial insemination of a large number of females with only a single ejaculate. For this, a good quality semen is needed that plays an indispensable role in improving fertility rates, regardless of which type is used (fresh, chilled and frozen). However, the freezing/thawing process causes a series of injuries to spermatozoa, causing lower results for percentages of sperm viability, motility, plasma membrane and acrosomal integrity, mitochondrial membrane potential, sperm kinematics, when compared to refrigerated semen. Thus, the objective of this review is to disseminate knowledge about the use of chilled semen in the preservation of germplasm of bovine and buffalo breeders to improve conception rates in properties. For this, comments on the storage of refrigerated semen will be addressed, with emphasis on the differences between refrigeration curves, their relative advantages and disadvantages for procedures for use in FTAI, identifying the method most indicated by several authors, the current state of biotechnics, its future merits and possibilities.(AU)

Pontos críticos na produção de embriões equinos com enfoque na doadora / Critical points in the production of equine embryos with a donor approach

Inúmeras são as vantagens da utilização da técnica de transferência de embriões (TE) em equinos. No entanto, alguns fatores podem afetar a taxa de recuperação embrionária: dia da colheita do embrião; condição uterina e idade da doadora; manejos reprodutivo, sanitário e nutricional; garanhão/qualidade do sêmen; habilidade do técnico; condições climáticas, número de ovulações e adaptação da doadora. O objetivo deste artigo é revisar os fatores que podem exercer influência sobre a taxa de recuperação embrionária tendo impacto direto nos índices reprodutivos de um programa de TE.(AU)

There are countless advantages of using the embryo transfer (ET) technique in horses. However, some factors may affect the embryonic recovery rate: day of embryo collection; uterine condition and donor age; reproductive, health and nutritional management; stallion/semen quality; skill of the technician; climatic conditions, number of ovulations and adaptation of the donor. The objective of this article is to review those factors that can influence the embryonic recovery rate, having a direct impact on the reproductive rates of an ET program.(AU)

Urea poisoning in cattle: a brief review and diagnostic approach / Intoxicação por ureia em bovinos: breve revisão e abordagem diagnóstica

Urea is an organic compound characterized as a white, solid, and hygroscopic substance. It is recognized as a source of non-protein nitrogen (NPN) and is widely used as a partial replacement for protein in cattle diets due to the ability of the ruminal microbiota to convert it into microbial protein. Despite the advantages of using urea, it also has limitations, particularly the proximity between metabolizable and toxic or fatal doses. Furthermore, for safe use, a period of adaptation is necessary for the animals. Poisoning is characterized by rapid and generally fatal development, which is frequent in non-adapted animals but can also occur in those with previous adaptations. The aim of this study was to characterize the clinical, epidemiological, and pathological aspects of urea poisoning through a brief review and a retrospective study. In addition, interviews were conducted with veterinarians who frequently send diagnostic material to the Laboratory of Anatomic Pathology of the "Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia" (LAP-FAMEZ) to assess their perception of the outbreaks of urea poisoning. The objective was to obtain a comparative scenario between published cases and those received by the laboratory while considering the real situation of this condition in the field. During this retrospective study, only four outbreaks were investigated; in one, the diagnosis was possible through experimental reproduction. Of 35 interviewees, 88.9% said they had seen more than one case compatible with urea poisoning, but 87.5% did not perform a necropsy and/or send material to confirm the diagnosis. The results show that the reality of urea poisoning may be very distant from that reported in previous studies due to the difficulty often observed in the diagnostic approach, so we developed a flowchart aiming to provide a useful guide for field veterinarians.

A ureia é um composto orgânico, que se apresenta como uma substância branca, sólida e higroscópica, e é reconhecida como fonte de nitrogênio não proteico (NNP), sendo amplamente utilizada como fertilizante e também como substituto parcial de proteína em bovinos devido à capacidade da microbiota ruminal de convertê-la em proteína microbiana. Apesar das vantagens que envolvem o uso da ureia, ela também apresenta limitações, a principal delas é a proximidade entre doses metabolizáveis e tóxicas ou fatais, e para que seja utilizada com segurança é necessário um período de adaptação dos animais. A intoxicação é caracterizada por evolução rápida e geralmente fatal, sendo frequente em animais não adaptados, mas pode ocorrer naqueles com adaptação prévia. O objetivo deste estudo é caracterizar os aspectos clínicos, epidemiológicos e patológicos da intoxicação por ureia por meio de uma breve revisão e um estudo retrospectivo. Adicionalmente foram realizadas entrevistas com médicos veterinários que frequentemente enviam material para diagnóstico no Laboratório de Anatomia Patológica da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia (LAP-FAMEZ) com o objetivo de avaliar a percepção dos mesmos em relação aos surtos de intoxicação por ureia, na expectativa de se obter um quadro comparativo entre os casos recebidos pelo laboratório e levantamentos publicados e a real situação desta condição a campo. No período do estudo retrospectivo, foram acompanhados apenas quatro surtos, sendo que em um deles foi possível diagnosticar por reprodução experimental. Dos 35 entrevistados, 88,9% afirmaram ter atendido mais de um caso compatível com intoxicação por ureia, mas 87,5% deles não realizaram necropsia e/ou envio de material para confirmação do diagnóstico. Foi possível observar que a realidade da intoxicação por ureia pode estar muito distante daquela relatada em estudos anteriores, e devido à dificuldade muitas vezes observada na abordagem diagnóstica, desenvolvemos um fluxograma na expectativa de que ele constitua um guia útil para veterinários de campo.

Uso da termografia e ultrassonografia power dopplerpara avaliação da resposta tecidual em falhas ósseas preenchidas com biomaterial em ovinos / Termography and power doppler sonography assessment for tissue response evaluation in sheep bone defects filled with biomaterial

Biomateriaistem diversas indicações como auxiliares no processo de reparação óssea, além de terem função de substituto ósseo em perdas extensas. Diversas são as vantagens de sua utilização, como por exemplo, auxílio na osteocondutividade, estímulo de neovascularização, potencial antimicrobiano, entre outros. Falhas ósseas foram realizadas nas tíbias de seis ovinos da raça Santa Inês e preenchidas com biomaterial à base de quitosana, colágeno e hidroxiapatita. Um membro foi considerado controle e outro membro tratado segundo estudo randomizado. Foram realizadas avaliações termográficas e por ultrassonografia Power Dopplerem todos os animais do estudo, semanalmente, nos dias D0, D7, D14, D21, D28, D35, D42 e D56. Não houve diferenças significativas com relação à temperatura mínima, máxima e média entre os grupos com biomaterial e controle nas imagens termográficas. Houveram variações com relação ao tempo dentro de ambos os grupos. Com relação à presença de vasos na ultrassonografia Power Dopplernão houve diferenças estatísticas entre os grupos, exceto no dia 21 (P=0,031). Dentro das possibilidades de avaliação que os exames de imagem fornecem, a termografia e a ultrassonografia Power Dopplermostraram-se ferramentas não invasivas de avaliação pós-operatória de processo inflamatório e neovascularização, sendo realizadas semanalmente, permitindo acompanhamento fidedigno e detalhado ao longo do experimento, sem gerar desconforto ou estresse aos animais. Não houve indícios de complicações relacionadas ao biomaterial.(AU)

Biomaterials have several indications supporting the bone repair process, besides having bone substitute function in extensive losses. There are several advantages of its use, such as contribution in osteoconductivity, stimulation of neovascularization, antimicrobial potential, among others.Tibial bone defects was performed in six Santa Inês breed ewes and implanted with chitosan, collagen and hydroxyapatite biomaterial. One limb was considered the control limb and the other one the biomateriallimb, chosenrandomly. Thermographic and Power Dopplersonography was performed in all animals, weekly for 56 days. The thermography showed no significant differences related to low, high and mean temperature between the control and the biomaterial groups. Statisticalvariations were found between time in both groups. The visualization of neovascularization with the Power Dopplersonography did not present statistical differences, except for day 21 (P=0,031). Within the possibilities provided by imaging exams, thermography and Power Doppler sonography demonstrate to be non-invasive methods for post-operative evaluation of inflammatory process and neovascularization. The weekly management allowed reliable and detailed monitoring throughout the experiment, without causingdiscomfort or stress to the animals. There was no evidence of biomaterial complications.(AU)

Potential of Kazakhstan's grain export trade / O potencial do comércio de exportação de grãos do Cazaquistão

ABSTRACT: Kazakhstan is located in the hinterland of Central Asia. Its virtuous geographical advantages and huge grain production potential make it one of the most important grain exporters in the world. The research on the problem of the grain trade in Kazakhstan is of great significance for food security. This study measured its international competitiveness using the International Market Share Index, the Revealed Comparative Advantage Index, Trade competitiveness index and calculated the international competitiveness and analyzed the influencing factors of grain export by constructing an extended gravity model and measured its export potential. Results showed that Kazakhstan has a low share of the international grain market; however, wheat, barley, and buckwheat have strong export advantages; the level of economic development and economic distance has significantly promoted the scale of grain exports. While geographical distance, the difference in GDP per capita, and the fact whether trading partner countries have joined the Eurasian Economic Union have caused obstacles to grain exports. Kazakhstan's export potential to 6 countries including Russia, Kyrgyzstan and China shows an upward" trend, its export potential to 6 countries including Tajikistan and Ukraine showing a "stable" trend, and its export to 9 countries included Poland and Germany. The potential showed a "declining" trend.

RESUMO: O Cazaquistão está localizado no interior da Ásia Central. Suas virtuosas vantagens geográficas e grande potencial de produção de grãos a tornam um dos exportadores de grãos mais importantes do mundo. A pesquisa sobre o problema do comércio de grãos no Cazaquistão é de grande importância para a segurança alimentar. Este estudo mede sua competitividade internacional por meio do índice IMS, índice RCA, índice TC e calcula a competitividade internacional e analisa os fatores influenciadores da exportação de grãos por meio da construção de um modelo gravimétrico estendido e mede seu potencial exportador. Os resultados mostram que o Cazaquistão tem uma baixa participação no mercado internacional de grãos; no entanto, trigo, cevada e trigo sarraceno têm fortes vantagens de exportação; o nível de desenvolvimento econômico e a distância econômica têm promovido significativamente a escala das exportações de grãos. Embora a distância geográfica, a diferença no PIB per capita e o fato de os países parceiros comerciais terem aderido à União Econômica da Eurásia têm causado obstáculos às exportações de grãos. O potencial de exportação do Cazaquistão para seis países, incluindo Rússia, Quirguistão e China mostra uma tendência de "alta", seu potencial de exportação para seis países, incluindo Tajiquistão e Ucrânia, mostra uma tendência" estável "e sua exportação para nove países, incluindo Polônia e Alemanha. O potencial mostra uma tendência de "declínio".

Physicochemical techniques for determining the composition of canine and feline uroliths: a literature review / Técnicas físico-químicas para determinação da composição de urólitos em caninos e felinos: uma revisão de literatura

ABSTRACT: Urinary lithiasis has been reported as a problem that affects humankind since ancient times and has been described in several animal species. The condition is a consequence of other diseases that may be present in the urinary system or related to other body disorders. The stone composition needs to be analyzed to identify the possible causes that led to the formation and development of uroliths. For this, several techniques are currently available, some of which are promptly accessible, while others are not. Thus, this literature review aimed to perform a brief introduction on urolithiasis, present the most used techniques in the analysis of the composition of canine and feline uroliths and point out the advantages and disadvantages of each technique.

RESUMO: A litíase urinária foi reportada como um problema que atinge a humanidade desde a antiguidade e já foi descrita em diversas espécies de animais. A doença é considerada consequência de outras enfermidades que podem estar presentes no sistema urinário, ou relacionados com outros distúrbios do organismo. Para identificar as possíveis causas que levaram à formação e desenvolvimento de urólitos é importante analisar a composição dos cálculos. Para isso, existem várias técnicas disponíveis atualmente, algumas de mais fácil acesso e outras, nem tanto. Dessa forma, objetiva-se com a presente revisão realizar uma breve introdução sobre a urolitíase e apresentar as técnicas mais utilizadas na análise da composição de urólitos, em caninos e felinos, bem como apontar as vantagens e desvantagens de cada uma das técnicas.

Potential of Kazakhstan’s grain export trade / O potencial do comércio de exportação de grãos do Cazaquistão

Kazakhstan is located in the hinterland of Central Asia. Its virtuous geographical advantages and huge grain production potential make it one of the most important grain exporters in the world. The research on the problem of the grain trade in Kazakhstan is of great significance for food security. This study measured its international competitiveness using the International Market Share Index, the Revealed Comparative Advantage Index, Trade competitiveness index and calculated the international competitiveness and analyzed the influencing factors of grain export by constructing an extended gravity model and measured its export potential. Results showed that Kazakhstan has a low share of the international grain market; however, wheat, barley, and buckwheat have strong export advantages; the level of economic development and economic distance has significantly promoted the scale of grain exports. While geographical distance, the difference in GDP per capita, and the fact whether trading partner countries have joined the Eurasian Economic Union have caused obstacles to grain exports. Kazakhstan’s export potential to 6 countries including Russia, Kyrgyzstan and China shows an upward” trend, its export potential to 6 countries including Tajikistan and Ukraine showing a “stable” trend, and its export to 9 countries included Poland and Germany. The potential showed a “declining” trend.

O Cazaquistão está localizado no interior da Ásia Central. Suas virtuosas vantagens geográficas e grande potencial de produção de grãos a tornam um dos exportadores de grãos mais importantes do mundo. A pesquisa sobre o problema do comércio de grãos no Cazaquistão é de grande importância para a segurança alimentar. Este estudo mede sua competitividade internacional por meio do índice IMS, índice RCA, índice TC e calcula a competitividade internacional e analisa os fatores influenciadores da exportação de grãos por meio da construção de um modelo gravimétrico estendido e mede seu potencial exportador. Os resultados mostram que o Cazaquistão tem uma baixa participação no mercado internacional de grãos; no entanto, trigo, cevada e trigo sarraceno têm fortes vantagens de exportação; o nível de desenvolvimento econômico e a distância econômica têm promovido significativamente a escala das exportações de grãos. Embora a distância geográfica, a diferença no PIB per capita e o fato de os países parceiros comerciais terem aderido à União Econômica da Eurásia têm causado obstáculos às exportações de grãos. O potencial de exportação do Cazaquistão para seis países, incluindo Rússia, Quirguistão e China mostra uma tendência de “alta”, seu potencial de exportação para seis países, incluindo Tajiquistão e Ucrânia, mostra uma tendência“ estável ”e sua exportação para nove países, incluindo Polônia e Alemanha. O potencial mostra uma tendência de “declínio”.

Potential of Kazakhstans grain export trade / O potencial do comércio de exportação de grãos do Cazaquistão

Kazakhstan is located in the hinterland of Central Asia. Its virtuous geographical advantages and huge grain production potential make it one of the most important grain exporters in the world. The research on the problem of the grain trade in Kazakhstan is of great significance for food security. This study measured its international competitiveness using the International Market Share Index, the Revealed Comparative Advantage Index, Trade competitiveness index and calculated the international competitiveness and analyzed the influencing factors of grain export by constructing an extended gravity model and measured its export potential. Results showed that Kazakhstan has a low share of the international grain market; however, wheat, barley, and buckwheat have strong export advantages; the level of economic development and economic distance has significantly promoted the scale of grain exports. While geographical distance, the difference in GDP per capita, and the fact whether trading partner countries have joined the Eurasian Economic Union have caused obstacles to grain exports. Kazakhstans export potential to 6 countries including Russia, Kyrgyzstan and China shows an upward” trend, its export potential to 6 countries including Tajikistan and Ukraine showing a “stable” trend, and its export to 9 countries included Poland and Germany. The potential showed a “declining” trend.(AU)

O Cazaquistão está localizado no interior da Ásia Central. Suas virtuosas vantagens geográficas e grande potencial de produção de grãos a tornam um dos exportadores de grãos mais importantes do mundo. A pesquisa sobre o problema do comércio de grãos no Cazaquistão é de grande importância para a segurança alimentar. Este estudo mede sua competitividade internacional por meio do índice IMS, índice RCA, índice TC e calcula a competitividade internacional e analisa os fatores influenciadores da exportação de grãos por meio da construção de um modelo gravimétrico estendido e mede seu potencial exportador. Os resultados mostram que o Cazaquistão tem uma baixa participação no mercado internacional de grãos; no entanto, trigo, cevada e trigo sarraceno têm fortes vantagens de exportação; o nível de desenvolvimento econômico e a distância econômica têm promovido significativamente a escala das exportações de grãos. Embora a distância geográfica, a diferença no PIB per capita e o fato de os países parceiros comerciais terem aderido à União Econômica da Eurásia têm causado obstáculos às exportações de grãos. O potencial de exportação do Cazaquistão para seis países, incluindo Rússia, Quirguistão e China mostra uma tendência de “alta”, seu potencial de exportação para seis países, incluindo Tajiquistão e Ucrânia, mostra uma tendência“ estável ”e sua exportação para nove países, incluindo Polônia e Alemanha. O potencial mostra uma tendência de “declínio”.(AU)

Physicochemical techniques for determining the composition of canine and feline uroliths: a literature review / Técnicas físico-químicas para determinação da composição de urólitos em caninos e felinos: uma revisão de literatura

Urinary lithiasis has been reported as a problem that affects humankind since ancient times and has been described in several animal species. The condition is a consequence of other diseases that may be present in the urinary system or related to other body disorders. The stone composition needs to be analyzed to identify the possible causes that led to the formation and development of uroliths. For this, several techniques are currently available, some of which are promptly accessible, while others are not. Thus, this literature review aimed to perform a brief introduction on urolithiasis, present the most used techniques in the analysis of the composition of canine and feline uroliths and point out the advantages and disadvantages of each technique.

A litíase urinária foi reportada como um problema que atinge a humanidade desde a antiguidade e já foi descrita em diversas espécies de animais. A doença é considerada consequência de outras enfermidades que podem estar presentes no sistema urinário, ou relacionados com outros distúrbios do organismo. Para identificar as possíveis causas que levaram à formação e desenvolvimento de urólitos é importante analisar a composição dos cálculos. Para isso, existem várias técnicas disponíveis atualmente, algumas de mais fácil acesso e outras, nem tanto. Dessa forma, objetiva-se com a presente revisão realizar uma breve introdução sobre a urolitíase e apresentar as técnicas mais utilizadas na análise da composição de urólitos, em caninos e felinos, bem como apontar as vantagens e desvantagens de cada uma das técnicas.