Genetic diversity of 16S rRNA and mcrA genes from methanogenic archaeas

Methanogenic archaeas are found in aquatic and terrestrial environments and are fundamental in the conversion of organic matter into methane, a gas that has a potential use as renewable source of energy, which is also considered as one of the main agents of the greenhouse effect. The vast majority of microbial genomes can be identified by a conservative molecular marker, the 16S ribosomal gene. However, the mcrA gene have been using in studies of methanogenic archaea diversity as an alternative marker, highly conserved and present only in methanogens. This gene allows the expression of the enzyme Methyl-coenzyme M reductase, the main agent in converting by-products of anaerobic digestion into methane. In this context, we aimed to study the genetic diversity of mcrA and 16S rRNA genes sequences available in databases. The nucleotide sequences were selected from the NCBI. The heterozygosity and molecular diversity indexes were calculated using the Arlequin 3.5 software, with plots generated by package R v3.0. The diversity and heterozygosity indices for both genes may have been influenced by the number and size of the sequences. Descriptive analysis of genetic diversity generated by sequences deposited in databases allowed a detailed study of these molecules. It is known that the organisms in a population are genetically distinct, and that, despite having similarities in their gene composition, the differences are essential for their adaptation to different environments.

Genetic diversity of 16S rRNA and mcrA genes from methanogenic archaeas

Methanogenic archaeas are found in aquatic and terrestrial environments and are fundamental in the conversion of organic matter into methane, a gas that has a potential use as renewable source of energy, which is also considered as one of the main agents of the greenhouse effect. The vast majority of microbial genomes can be identified by a conservative molecular marker, the 16S ribosomal gene. However, the mcrA gene have been using in studies of methanogenic archaea diversity as an alternative marker, highly conserved and present only in methanogens. This gene allows the expression of the enzyme Methyl-coenzyme M reductase, the main agent in converting by-products of anaerobic digestion into methane. In this context, we aimed to study the genetic diversity of mcrA and 16S rRNA genes sequences available in databases. The nucleotide sequences were selected from the NCBI. The heterozygosity and molecular diversity indexes were calculated using the Arlequin 3.5 software, with plots generated by package R v3.0. The diversity and heterozygosity indices for both genes may have been influenced by the number and size of the sequences. Descriptive analysis of genetic diversity generated by sequences deposited in databases allowed a detailed study of these molecules. It is known that the organisms in a population are genetically distinct, and that, despite having similarities in their gene composition, the differences are essential for their adaptation to different environments.(AU)

Genetic variability in a population of Astyanax scabripinnis: recent bottleneck and the possible influence of individuals with B chromosomes

Access the genetic variability of endangered and isolated populations has become an important conservation tool. Astyanax scabripinnis is a well-known fish model for genetic studies, forming very isolated populations in headwaters. Besides that, this species frequently presents supernumerary chromosomes, which elevates the interest on genetic studies. Genetic diversity of an Astyanax scabripinnispopulation from the Atlantic Forest (Serra da Mantiqueira region, Brazil) was assessed with microsatellite markers for the first time. Since microsatellite markers are not described for this species, we tested markers described for a related species for transferability to A. scabripinnis. Six polymorphic loci were sufficiently reliable for population genetic analysis. We found that this population passed through a recent bottleneck because of the presence of an excess of heterozygotes, low allelic diversity, heterozygosity excess, and small effective population size. Individuals with and without B chromosomes were previously identified in this population and our study found private alleles in the individuals without B chromosomes. Furthermore, when individuals without B chromosomes were removed from the analysis, the population did not present heterozygosity excess, suggesting that the bottleneck event was driven by individuals with B chromosomes. Our results provide an insight into the value of microsatellite markers as molecular tools and is the first genetic study using molecular data of A. scabripinnis from this area.

Probability of beef tenderness in confined cows - a meta-analytic approach / Probabilidade de maciez na carne de vacas confinadas - abordagem meta-analítica

This study aimed to assess the probability of meat tenderness in confined cows. For this purpose, CAPES and SciELO platforms were searched for papers under this subject published in Brazil between 2000 and 2015. A total of 43 articles were found, of which eleven were used. Those selected approached the finishing of confined cows and specified animal genetic group, breed, and age at experiment start. Moreover, all these studies evaluated sensory and organoleptic characteristics of meat, following the same method. Each variable was analyzed by logistic regression, using the LOGISTIC procedure of SAS. The factors were evaluated by odds ratio (OR), in which changes in the probability of meat tenderness were estimated by means of an add-on function in regression variable units. Animal age at the beginning of termination, percentages of zebuine blood and heterozygosity, and marbling score are factors that affect (p < 0.30) the chance of beef tenderness. The probabilities of obtaining a tender meat increase when age at termination beginning and zebuine genotype participation are reduced, as well as when heterozygosity (via crosses) and meat marbling score increases.(AU)

Objetivou-se avaliar a probabilidade de maciez da carne de vacas confinadas. Para isso foram avaliados todos os artigos publicados no Brasil entre os anos de 2000 a 2015 com acesso via plataforma CAPES e SciELO. Ao total foram localizados 43 artigos dos quais foram utilizados onze, que envolveram a terminação de vacas em confinamento; além de informar o grupo genético e raça dos animais, a idade das vacas ao início do período experimental e que tivessem estudado características sensoriais e organolépticas da carne seguindo a mesma metodologia. Para análise de cada variável foi utilizada a regressão logística, por meio do procedimento LOGISTIC, disponível no SAS. Os parâmetros foram avaliados pela estatística de razão de chances (odds ratio), em que a mudança nas chances de maciez foi estimada a partir da função de acréscimos nas unidades das variáveis regressoras. A idade em que as vacas iniciam a terminação, assim como o percentual de sangue zebuíno e heterozigose juntamente com o marmoreio são fatores que afetam (p < 0,30) a chance de maciez da carne das vacas. Reduzir a idade ao início da terminação e a participação de zebuíno no genótipo das vacas, aliado a aumento na heterozigose por meio de cruzamentos e incremento no marmoreio da carne, aumenta a probabilidade de vacas de descarte demonstrarem carne macia.(AU)

Probability of beef tenderness in confined cows - a meta-analytic approach / Probabilidade de maciez na carne de vacas confinadas - abordagem meta-analítica

This study aimed to assess the probability of meat tenderness in confined cows. For this purpose, CAPES and SciELO platforms were searched for papers under this subject published in Brazil between 2000 and 2015. A total of 43 articles were found, of which eleven were used. Those selected approached the finishing of confined cows and specified animal genetic group, breed, and age at experiment start. Moreover, all these studies evaluated sensory and organoleptic characteristics of meat, following the same method. Each variable was analyzed by logistic regression, using the LOGISTIC procedure of SAS. The factors were evaluated by odds ratio (OR), in which changes in the probability of meat tenderness were estimated by means of an add-on function in regression variable units. Animal age at the beginning of termination, percentages of zebuine blood and heterozygosity, and marbling score are factors that affect (p < 0.30) the chance of beef tenderness. The probabilities of obtaining a tender meat increase when age at termination beginning and zebuine genotype participation are reduced, as well as when heterozygosity (via crosses) and meat marbling score increases.

Objetivou-se avaliar a probabilidade de maciez da carne de vacas confinadas. Para isso foram avaliados todos os artigos publicados no Brasil entre os anos de 2000 a 2015 com acesso via plataforma CAPES e SciELO. Ao total foram localizados 43 artigos dos quais foram utilizados onze, que envolveram a terminação de vacas em confinamento; além de informar o grupo genético e raça dos animais, a idade das vacas ao início do período experimental e que tivessem estudado características sensoriais e organolépticas da carne seguindo a mesma metodologia. Para análise de cada variável foi utilizada a regressão logística, por meio do procedimento LOGISTIC, disponível no SAS. Os parâmetros foram avaliados pela estatística de razão de chances (odds ratio), em que a mudança nas chances de maciez foi estimada a partir da função de acréscimos nas unidades das variáveis regressoras. A idade em que as vacas iniciam a terminação, assim como o percentual de sangue zebuíno e heterozigose juntamente com o marmoreio são fatores que afetam (p < 0,30) a chance de maciez da carne das vacas. Reduzir a idade ao início da terminação e a participação de zebuíno no genótipo das vacas, aliado a aumento na heterozigose por meio de cruzamentos e incremento no marmoreio da carne, aumenta a probabilidade de vacas de descarte demonstrarem carne macia.

Genetic variability and evidence of founder effect in Hemiodus orthonops (Characiformes: Hemiodontidae) from the upper Paraná River basin, Brazil / Variabilidade genética e evidência do efeito do fundador em Hemiodus orthonops(Characiformes: Hemiodontidae) da bacia do alto rio Paraná, Brasil

Hemiodus orthonops is a small fish of the Hemiodontidae family, order Characiformes, with a maximum of 25 cm standard length. Until recently, H. orthonops was an endemic species from the Paraná-Paraguay basin and it was absent from the upper Paraná River basin. Since 2008, it has started to be collected in the upper Paraná River, representing up to 10% of catches. Two population samples of H. orthonops from two localities of the upper Parana River basin (Porto Camargo and Porto Figueira) were analyzed using the allozymes electrophoresis technique. Twenty-one enzymatic loci were detected. The population sample from Porto Camargo displayed a genetic variability (He = 0.1061) higher than that from Porto Figueira (He = 0.0580) and homozygote excess in both of them. The FST value (0.2081) indicated genetic structure. The excess of homozygotes in both samples was probably due to founder effect in the population.(AU)

Hemiodus orthonops é um pequeno peixe da família Hemiodontidade da Ordem Characiformes com um comprimento padrão máximo de 25 cm. Até recentemente, H. orthonops estava ausente da bacia do alto rio Paraná. Desde 2008 ele passou a ser coletado na bacia do alto rio Paraná, representando até 10% das coletas. Duas amostras populacionais de H. orthonops provenientes de duas localidades da bacia do alto rio Paraná (Porto Camargo e Porto enzimáticos foram detectados. A amostra proveniente de Porto Camargo revelou uma variabilidade genética (He = 0,1017) superior à amostra de Porto Figueira (He = 0,0558) e excesso de homozigotos em ambas as amostras. O valor de FST entre elas (0,2081) indica que há estruturação genética. O excesso de homozigotos nas duas amostras é provavelmente devido ao efeito do fundador.Figueira) foram analisadas pela técnica de eletroforese de aloenzimas. Vinte um loci enzimáticos foram detectados. A amostra proveniente de Porto Camargo revelou uma variabilidade genética (He = 0,1017) superior à amostra de Porto Figueira (He = 0,0558) e excesso de homozigotos em ambas as amostras. O valor de FST entre elas (0,2081) indica que há estruturação genética. O excesso de homozigotos nas duas amostras é provavelmente devido ao efeito do fundador.(AU)

"Modelos genômicos não aditivos na avaliação de vacas leiteiras"

Na pecuária leiteira, o interesse em selecionar animais com alto potencial genético para produção e qualidade do leite, pode causar um decréscimo na variabilidade genotípica, devido à intensa pressão de seleção. Neste contexto, as avaliações genéticas têm considerado apenas os efeitos genéticos aditivos, não sendo incluídos efeitos de dominância nos modelos de predição, por exemplo. O objetivo deste trabalho foi verificar a contribuição dos efeitos genéticos não-aditivos nos modelos de predição genômica e inferir a heterozigose molecular e a heterose genômica. Foram testadas a habilidade e o viés na predição dos valores genéticos genômicos (GEBVs) por um modelo puramente aditivo e outro aditivo-dominante. Estes foram comparados e as estimativas de variância computadas e avaliadas de acordo com o modelo proposto. Uma segunda fase compreendeu estimar a heterozigosidade e a heterose genômica, e realizar uma adaptação da associação ampla do genoma (GWAS) para capturar as variâncias não-aditivas, identificar regiões do genoma com possível vantagem heterozigótica e de marcadores moleculares associados ao fenótipo. Em ambas as fases foram utilizados dados simulados e registros fenotípicos reais de bovinos leiteiros da raça Holandesa. As proporções da variância de dominância em relação ao fenótipo foram de 2,9 a 5,2% em dados simulados, e de 0,08 a 3,8% para as características produção e qualidade do leite. A maior acurácia foi de 0,79 e 0,36 no modelo aditivo e aditivo-dominante simulado, respectivamente. Para os dados reais, as estimativas foram semelhantes entre os modelos. O melhor desempenho do modelo foi para gordura e ácido graxo, com maior vantagem para ácido graxo quando incluído os efeitos de dominância na avaliação. Em média, para o cenário de menor herdabilidade (h2 = 0,10), a taxa de heterozigosidade foi de 35,6%, e níveis próximos foram encontrados para os demais cenários (35,4 e 35,7%). O cenário de maior herdabilidade apresentou os maiores valores médios de heterose genômica (17,0%), comparado aos demais (3,02 a 11,0%). Os coeficientes de regressão revelaram que a heterozigosidade tem impacto positivo sobre a heterose genômica para a maioria das populações simuladas. A heterozigosidade avaliada de forma empírica e por meio de dados reais revelou resultados otimistas quanto à possibilidade de selecionar os animais de raça pura, para gerar maior e melhor heterose genômica. Incluir os efeitos de dominância no modelo de GWAS adaptado pode contribuir para a identificação de marcadores associados ao fenótipo, de forma semelhante ou superior ao modelo aditivo adaptado. Conclui-se que incluir os efeitos de dominância deve beneficiar uma melhor estimativa dos componentes de variância genética, principalmente para as características de menor herdabilidade e altamente influenciadas pelo ambiente. Além disso, sugere-se que a heterose genômica em populações de raça pura pode ser acessada se considerado os fatores de heterozigosidade molecular e suas associações com o fenótipo de interesse.

In dairy farming, the interest in selecting animals with high genetic potential for milk production and quality may cause a decrease in phenotypic and genotypic variability, due to intense selective pressure. Furthermore, genetic evaluations have been limited to additive genetic effects, not including dominance effects in genomic prediction models, for example. The aim of this study was to verify the contribution of non-additive genetic effects in genomic prediction models and to infer molecular heterozygosity and genomic heterosis. Two main lines of research were followed. Two main lines of research were followed. Initially, the ability and bias in predicting genomic breeding values by a purely additive model and an additive-dominant model were tested. The models were compared for ability and bias to genomic estimated breeding values (GEBVs) and the estimates of variance computed and evaluated according to the proposed model. The second phase involved inferring genomic heterozygosity and heterosis, and performing an adaptation of genome-wide association (GWAS) to capture non-additive variances, identify regions of the genome with possible heterozygous advantage, and molecular markers associated with the phenotype. In both phases, simulated data and real phenotypic records of Holstein dairy cattle were used. The proportions of dominance variance in relation to phenotype were 2.9 to 5.2% in simulated data, and from 0.08 to 3.8% for the milk yield and quality traits. The highest accuracy was 0.79 and 0.36 in the simulated additive and additivedominant model. The estimates were similar across models for the real data. Higher variance estimates were found for fat and fatty acid, with a greater advantage for fatty acid when dominance effects were included in the assessment. On average, for the lower heritability scenario, heterozygosity was 35.6%, and similar levels were found for the other scenarios (35.4 and 35.7%). The high heritability scenario presented the highest mean values of genomic heterosis (17.0%), compared to the others (3.02 to 11.0%). Regression coefficients revealed that heterozygosity has a positive impact on genomic heterosis for most simulated populations. The heterozygosity evaluated empirically and through real data revealed optimistic results regarding the possibility of selecting purebred animals to genomic heterosis. Including dominance effects in the adapted GWAS model can contribute to the identification of markers associated with the phenotype in a similar or superior way to the adapted additive model. We conclude that accounting for dominance effects in genomic prediction models should benefit better estimates of genetic variance components, especially for traits with lower heritability and highly influenced by the environment. Furthermore, it is suggested that genomic heterosis in purebred populations can be accessed if molecular heterozygosity factors and their associations with the phenotype of interest are considered.

Evidence of heterozygosity and recombinant alleles in single cysts of Giardia duodenalis / Evidência de heterozigose e alelos recombinantes em cistos individualizados de Giardia duodenalis

Giardia duodenalis is divided into eight assemblages (named A to H). Isolates of assemblage A are divided into four sub-assemblages (AI, AII, AIII and AIV). While isolates of sub-assemblage AII are almost exclusively detected in human hosts, isolates of assemblage B are encountered in a multitude of animal hosts and humans. Here, we isolated single cysts of G. duodenalis from a human stool sample and found that one of them had overlaps of assemblage AII and B alleles and an unexpectedly high number of variants of the beta-giardin (Bg) and GLORF-C4 (OrfC4) alleles. In addition, one of the Bg alleles of that cyst had a fragment of sub-assemblage AII interspersed with fragments of assemblage B, thus indicating that this allele may be a recombinant between sequences A and B. Our results are unprecedented and put a check on the statement that different assemblages of G. duodenalis represent species with different host specificities.(AU)

A espécie Giardia duodenalis é dividida em oito grupos (nomeados de A a H). Isolados do grupo A são divididos em quatro subgrupos (AI, AII, AIII and AIV). Enquanto isolados do subgrupo AII são detectados quase exclusivamente em hospedeiros humanos, isolados do subgrupo B são encontrados em uma grande variedade de hospedeiros entre animais e humanos. Neste trabalho, foi constatado que, dentre diversos cistos individualizados de G. duodenalis provenientes de fezes de origem humana, um cisto continha os alelos AII e B e um número inesperado de variantes de alelos codificadores de beta giardina e GLORF-C4. Ainda, um dos alelos beta giardina desse cisto possuía fragmentos AII intercalando um fragmento B, indicando que esse alelo pode ser um recombinante entre alelos AII e B. Os resultados aqui apresentados são inéditos e colocam em dúvida o conceito atual de que os diferentes grupos de G. duodenalis representam espécies distintas com diferentes graus de especificidade por hospedeiros.(AU)

Genetic variability in Oligosarcus paranensis (Teleostei: Characiformes) from the São Francisco river, Ivaí river basin Paraná State, Brazil / Variabilidade Genética em Oligosarcus paranensis do rio São Francisco, Bacia do rio Ivaí Estado do Paraná, Brasil

The genetic variability of Oligosarcus paranensis was estimated from a population collected in São Francisco river, Prudentópolis county in Paraná State (Brazil) using the electrophoresis in starch gel technique. Eleven enzymatic systems were analyzed: Aspartate aminotransaminase (AAT; E. C. 2.6.1), Alcohol dehydrogenase (ADH; E. C. 1.1.1.1), Esterase (EST; E. C. 3.1.1.1), Glucose-6-phosphate isomerase (GPI; E. C. 5.3.1.9), Glycerol-3-Phosphate dehydrogenase (G3PDH; E. C. 1.1.1), Isocitrate dehydrogenase (IDH; E. C. 1.1.1.42), L-lactate dehydrogenase (LDH; E. C. 1.1.1.27), Malate dehydrogenase (MDH; E. C. 1.1.1.37 ), Malate dehydrogenase NADP (ME; E. C. 1.1.1.40), Phosphoglucomutase (PGM; E. C. 5.4.2.2) and Sorbitol dehydrogenase (SORB; E.C. 1.1.1.14). Twenty loci were identified through 15% corn starch gel electrophoresis of which nine (45%) were polymorphic. The average expected heterozygosity was estimated as 0.1229 ± 0.1728, and the observed was 0.0586 ± 0.1069, indicating high genetic variability. The average value of FIS = 0.5145 indicates homozygote excess.(AU)

A variabilidade genética de Oligosarcus paranensis foi estimada a partir de uma população coletada no rio São Francisco, município de Prudentópolis no Estado do Paraná (Brasil) utilizando a técnica de eletroforese em gel de amido. Onze sistemas enzimáticos foram analisados: Aspartato aminotransaminase (AAT; E.C. 2.6.1.1), Álcool desidrogenase (ADH; E.C. 1.1.1.1), Esterase (EST; E.C. 3.1.1.1), Glicose-6-fosfato isomerase (GPI; E.C. 5.3.1.9), Glicerol-3-fosfato desidrogenase (G3PDH; E.C. 1.1.1.8), Isocitrato desidrogenase (IDH; E.C. 1.1.1.42), L-Lactato desidrogenase (LDH; E.C. 1.1.1.27), Malato desidrogenase (MDH; E.C. 1.1.1.37), Malato desidrogenase NADP+ (ME; E.C. 1.1.1.40), Fosfoglicomutase (PGM; E.C. 5.4.2.2) e Sorbitol desidrogenase (SORB; E.C. 1.1.1.14). Foram identificados vinte loci por eletroforese em gel de amido de milho 15% dos quais nove (45%) foram polimórficos. A heterozigosidade média esperada foi estimada em 0,1229 ± 0,1728, e a observada foi de 0,0586 ± 0,1069, indicando uma alta variabilidade genética. O valor médio de FIS = 0,5145 indica excesso de homozigotos.(AU)

Allozyme analysis of the four species of Hypostomus (Teleostei: Loricariidae) from the Ivaí river, upper Paraná river basin, Brazil / Análise aloenzimática de quatro espécies de Hypostomus (Teleostei: Loricariidae) do rio Ivaí, bacia do alto rio Paraná, Brasil

Allozyme electrophoresis analysis were performed in four species of Hypostomus (Loricariidae), H. albopunctatus, H. hermanni, H. regani, and Hypostomus sp. 1/NUP 5612 from the Ivaí river, a tributary of the upper Paraná river. The study of 14 loci revealed diagnostic characters and exclusive alleles in a low frequency. The heterozygosity ranged from 0.000 in H. albopunctatus to 0.199 in H. hermanni, which was higher than the heterozygosity in other samples of Hypostomus in literature, as well as in other fish groups. Hypostomus albopunctatus and H. regani revealed higher similarity (I = 0.804), while H. hermanni and Hypostomus sp. 1/NUP 5612 showed the least genetic identity (I = 0.569). All samples were genetically distinguished, despite there were several shared alleles. The FST value was 0.671, showing a high genetic differentiation among the samples. Hypostomus sp. 1/NUP 5612 was genetically distinguished from the three congeners by the loci Adh-A and G3pdh-B and by present rare exclusive alleles in other six enzymatic systems.

Análises aloenzimáticas foram realizadas em quatro espécies de Hypostomus (Loricariidae), H. albopunctatus, H. hermanni, H. regani e Hypostomus sp. 1/NUP 5612 coletadas no rio Ivaí, um tributário da bacia do alto rio Paraná, através da técnica de eletroforese. O estudo de 14 loci gênicos revelou alelos diagnósticos e alelos exclusivos com uma baixa frequência. A heterozigosidade variou de 0,000 em H. albopunctatus a 0,199 em H. hermanni, a qual foi maior que a média para outras espécies de Hypostomus, como também para outros grupos de peixes já estudadas. Hypostomus albopunctatus e H. regani revelaram maior similaridade (I = 0,804), enquanto que H. hermanni e Hypostomus sp. 1/NUP 5612 mostraram a menor identidade genética (I = 0,569). Todas as populações foram geneticamente distintas apesar de apresentarem muitos alelos em comum. O teste de FST resultou em um valor de 0,671, indicando uma diferenciação significativa entre as populações. Hypostomus sp. 1/NUP 5612 foi geneticamente diferenciada das três congêneres pelos loci Adh-A e G3pdh-B e por apresentar alelos raros exclusivos em outros seis sistemas enzimáticos.

Diversidade genética e identificação de polimorfismos de DNA associados com produção in vitro de embriões em vacas doadoras de oócitos

Métodos de seleção artificial para características de interesse na pecuária podem acarretar fixação de alelos e consequentemente, perda da diversidade genética em populações sob seleção artificial. Na pecuária bovina mundial, o Brasil é atualmente o país com maior produção embrionária. Com a progressão do segmento comercial da produção in vitro de embriões, também se tornaram evidentes algumas lacunas acadêmicas relacionadas a variabilidade nos resultados dos diferentes trabalhos no que se refere aos índices de produção oocitária e taxas de prenhez. O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética em populações de vacas doadoras de oócitos atuantes em programas comerciais de produção de embriões, assim como analisar via sequenciamento, variantes de DNA em diferentes regiões do gene da aromatase bovina (CYP19A1) e sua associação com características de produção in vitro de embriões. Utilizando abordagens da genética e ecologia de populações baseadas em marcadores microssatélites, foi avaliada a diversidade genética entre e dentro de populações de vacas participantes em programas comercias de produção de embriões. A endogamia dentro de populações variou de zero até 8%. Análise molecular da variância mostrou variação de 1% entre populações, 8% entre indivíduos e 91% dentro de indivíduos. O método de redução da dimensionalidade utilizado indicou falta de estrutura nas populações analisadas, identificando dois grupos principais nas três populações. Foram avaliadas via sequenciamento de Sanger regiões codificadoras e não codificadoras de proteína no gene CYP19A1 bovino. Duas mutações tipo SNP de efeito significativo associadas com produção e viabilidade oocitária, desenvolvimento embrionário e taxa de prenhez aos 30 dias foram encontradas (T>C na região flanqueadora do exon alternativo 1 ([GenBank: AJ250379.1]: rs718446508 T>C), e T>C na região 5´ do promotor 1.1) ([GenBank: AC_000167.1]: rs41651668 T>C). O papel dos sítios de ligação de fatores de transcrição criados devido à variação da sequência de DNA e seu possível efeito na expressão gênica também foram avaliados via abordagem In silico. Baixa diversidade genética entre populações foi evidenciada. Níveis de endogamia variáveis dentro das populações foram observados. Abordagens da genética populacional assim como de diversidade ecológica podem ser implementadas na tentativa de estimar, de maneira mais abrangente, a diversidade genética em populações animais de interesse na pecuária. O gene CYP19A1 pode contribuir para a variação genética de características de produção in vitro embriões em bovinos, as mutações identificadas podem ser utilizadas na melhora dos índices de produção embrionária em escala comercial, no entanto sua utilização esta sujeita à comprovação do efeito via estudos de expressão génica e ou em populações de validação nos seguintes passos da seleção assistida por marcadores.

Methods of artificial selection for characteristics of interest in livestock can lead to allele fixation and, consequently, loss of genetic diversity in populations under artificial selection. In world cattle ranching, Brazil is currently the country with the highest embryo production. As the commercial segment of the in vitro production of embryos, have also been evident some academic gaps related to variability in the results of the different studies on oocyte production of pregnancy. The objective of the present study was to evaluate the genetic populations of oocyte-donor cows that are active in commercial production of embryos, as well as to analyze via sequencing, DNA variants in different regions of the bovine aromatase (CYP19A1) gene and its association with characteristics of in vitro production of embryos. Using genetics and ecology of populations based on microsatellite markers, was evaluated the genetic diversity between and within populations of cows participating in commercial programs for the production of embryos. Inbreeding within population ranged from zero to 8%. Molecular analysis of variance showed variation of 1% among populations, 8% between individuals and 91% within individuals. The method of the dimensionality used indicated a lack of structure in the populations analyzed, identifying two main groups in the three populations. Were evaluated by sequencing of Sanger coding and non-coding regions of protein in the bovine CYP19A1 gene. Two effect SNP type mutations associated with oocyte production and viability, development embryonic and pregnancy rate at 30 days were found (T> C in the region flanking the alternative exon 1 ([GenBank: AJ250379.1]: rs718446508 T> C), and T> C in the 5'-region of the promoter 1.1) ([GenBank: AC_000167.1]: rs41651668 T> C). O role of transcription factor binding sites created due to the variation of the DNA sequence and its possible effect on the gene expression were also evaluated using the In silico approach. Low genetic diversity among populations was evidenced. Variable levels of inbreeding within the populations were observed. Approaches to population genetics as well as diversity can be implemented in an attempt to estimate, in a more genetic diversity in animal populations of livestock. The CYP19A1 gene may contribute to the genetic variation of characteristics of in vitro embryos production in bovines, the mutations identified can be used to improve the rates of embryo production at scale commercial use, however its use is subject to proof of effect via gene expression studies and / or in validation populations in the following steps of marker-assisted selection.

Genetic variability in three species of Gymnotus Linnaeus, 1758 (Gymnotiformes: Gymnotidae) from Caracu stream of the upper Paraná River basin, Brazil

The genetic variability of three Gymnotus species from the Caracu stream, a small tributary of the left margin of Paraná River (Brazilian upper Paraná River floodplain), was estimated with data of 17 putative allozyme loci, which were obtained by using corn starch gel electrophoresis of 10 enzymatic systems: Aspartate aminotransferase (E. C. 2.6.1.1), Alcohol dehydrogenase (E. C. 1.1.1.1), Esterase (E. C. 3.1.1.1), Glucose dehydrogenase (E. C. 1.1.1.118), Glycerol-3-phosphate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.8), Isocitrate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.42), L-Lactate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.27), Malate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.37), Superoxide dismutase (E. C. 1.15.1.1) and Sorbitol dehydrogenase (E. C. 1.1.1.14). The genetic diversity was estimated as He = 0.3458 for G. pantanal, He = 0.2481 for G. inaequilabiatus, and He = 0.3152 for G. sylvius. The most divergent species were G. sylvius and G. pantanal (D = 0.117), and the most similar were G. inaequilabiatus and G. pantanal (D = 0.051). The data indicates that the observed genetic variability was very low and the expected variability estimated for these three species is very high, and the genetic differences among them are small. The data suggest that the process of speciation which produced these three species is recent.(AU)

A variabilidade genética de três espécies de Gymnotus do riacho Caracu, um pequeno afluente da margem esquerda do rio Paraná (planície de inundação do alto rio Paraná) foi estimada com base em 17 loci aloenzimáticos, os quais foram obtidosutilizando eletroforese em gel de amido de milho em 10 sistemas enzimáticos: Aspartato aminotransferase (E. C. 2.6.1.1), Álcool desidrogenase (E. C. 1.1.1.1), Esterase (E. C. 3.1.1.1), Glicose desidrogenase (E. C. 1.1.1.118), Glicerol-3-fosfato desidrogenase (E. C. 1.1.1.8), Isocitrato desidrogenase (E. C. 1.1.1.42), L-Lactato desidrogenase (E. C. 1.1.1.27), Malato desidrogenase (E. C. 1.1.1.37), Superóxido dismutase (E. C. 1.15.1.1) e Sorbitol desidrogenase (E. C. 1.1.1.14). A diversidade genética foi estimada em He = 0.3458 para G. pantanal, He = 0,2481 para G. inaequilabiatus, e He = 0,3152 para G. sylvius. As espécies mais divergentes foram G. sylvius e G. pantanal (D = 0,117), e as mais semelhantes foram G. inaequilabiatus e G. pantanal (D = 0,051). Os dados mostram que a variabilidade genética observada é muito baixa, mas a esperada é muito alta e que as diferenças genéticas entre elas são pequenas. Os dados sugerem que o processo de especiação que originou as três espécies é recente.(AU)

Genetic variability in three species of Gymnotus Linnaeus, 1758 (Gymnotiformes: Gymnotidae) from Caracu stream of the upper Paraná River basin, Brazil

The genetic variability of three Gymnotus species from the Caracu stream, a small tributary of the left margin of Paraná River (Brazilian upper Paraná River floodplain), was estimated with data of 17 putative allozyme loci, which were obtained by using corn starch gel electrophoresis of 10 enzymatic systems: Aspartate aminotransferase (E. C. 2.6.1.1), Alcohol dehydrogenase (E. C. 1.1.1.1), Esterase (E. C. 3.1.1.1), Glucose dehydrogenase (E. C. 1.1.1.118), Glycerol-3-phosphate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.8), Isocitrate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.42), L-Lactate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.27), Malate dehydrogenase (E. C. 1.1.1.37), Superoxide dismutase (E. C. 1.15.1.1) and Sorbitol dehydrogenase (E. C. 1.1.1.14). The genetic diversity was estimated as He = 0.3458 for G. pantanal, He = 0.2481 for G. inaequilabiatus, and He = 0.3152 for G. sylvius. The most divergent species were G. sylvius and G. pantanal (D = 0.117), and the most similar were G. inaequilabiatus and G. pantanal (D = 0.051). The data indicates that the observed genetic variability was very low and the expected variability estimated for these three species is very high, and the genetic differences among them are small. The data suggest that the process of speciation which produced these three species is recent.(AU)

A variabilidade genética de três espécies de Gymnotus do riacho Caracu, um pequeno afluente da margem esquerda do rio Paraná (planície de inundação do alto rio Paraná) foi estimada com base em 17 loci aloenzimáticos, os quais foram obtidosutilizando eletroforese em gel de amido de milho em 10 sistemas enzimáticos: Aspartato aminotransferase (E. C. 2.6.1.1), Álcool desidrogenase (E. C. 1.1.1.1), Esterase (E. C. 3.1.1.1), Glicose desidrogenase (E. C. 1.1.1.118), Glicerol-3-fosfato desidrogenase (E. C. 1.1.1.8), Isocitrato desidrogenase (E. C. 1.1.1.42), L-Lactato desidrogenase (E. C. 1.1.1.27), Malato desidrogenase (E. C. 1.1.1.37), Superóxido dismutase (E. C. 1.15.1.1) e Sorbitol desidrogenase (E. C. 1.1.1.14). A diversidade genética foi estimada em He = 0.3458 para G. pantanal, He = 0,2481 para G. inaequilabiatus, e He = 0,3152 para G. sylvius. As espécies mais divergentes foram G. sylvius e G. pantanal (D = 0,117), e as mais semelhantes foram G. inaequilabiatus e G. pantanal (D = 0,051). Os dados mostram que a variabilidade genética observada é muito baixa, mas a esperada é muito alta e que as diferenças genéticas entre elas são pequenas. Os dados sugerem que o processo de especiação que originou as três espécies é recente.(AU)

Genotypic characterization of microsatellite markers in broiler and layer selected chicken lines and their reciprocal F1s

Chicken experimental populations have been developed worldwide for QTL mapping, but their genotypic characterizations are not usually discussed. The objective of this study was to characterize genotypically two F1 reciprocal generations and their parental lines based on the estimation of genotypic parameters. These F1 generations originated two Brazilian reference populations to map QTL. The evaluated parameters were polymorphic information content (PIC), observed and expected heterozygosities and number of alleles at microsatellite loci on chromosomes 1, 3 and 4. All parental and F1 chickens from both populations were used totalling of 83 chickens: 14 from a broiler (TT) and 14 from a layer line (CC) and 55 from their reciprocal F1 generations. The chicken lines and the resource populations were developed at the National Research Center for Swine and Poultry (EMBRAPA), Brazil. Genotypes from all animals were obtained from 34 loci on chromosomes 1 (13), 3 (12) and 4 (9). Based on the sampling, we found that the two lines exhibited a total of 163 different alleles, of which 31 (31.1%) and 44 (33.0%) alleles were unique in CC and TT lines, respectively, with allelic frequencies ranging from 0.03 to 0.82. The observed heterozygosity was higher (0.68-0.71) in both F1 generations than in their founder lines due to linkage disequilibrium. Finally, the two chicken lines used as founders created two F1 reciprocal generations with high levels of PIC (0.50-0.52) and observed heterozygosity, as well as satisfactory number of alleles per locus (4.06-4.32). Our results will allow to compare and select families with highly informative microsatellite markers for QTL studies, reducing genotyping costs.

Populações experimentais de frangos tem sido desenvolvidas pelo mundo para mapeamento de QTLs, mas a caracterização genotípica delas não é normalmente apresentada. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipicamente duas gerações F1 recíprocas e suas linhagens parentais com base na estimação de parâmetros genotípicos. Estas gerações F1 originaram duas populações brasileiras referências para mapear QTLs. Os parâmetros avaliados foram: conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada e esperada e número de alelos por loco nos cromossomos 1, 3 e 4. Todos os animais parentais e F1 de ambas as populações foram usados, em um total de 83 animais: 14 de uma linhagem de corte (TT) e 14 de uma linhagem de postura (CC), e 55 de suas gerações recíprocas F1. Tanto as linhagens como as populações referências foram desenvolvidas no Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves (EMBRAPA), Brasil. Os genótipos de todos os animais foram obtidos a partir de 34 marcadores microssatélites localizados nos cromossomos 1 (13), 3 (12) e 4 (9). Com base na amostragem realizada, as duas linhagens exibiram um total de 163 alelos, dos quais 31 (31,1%) e 44 (33,0%) foram oriundos exclusivamente de CC e TT, respectivamente, com freqüências alélicas que variaram de 0,03 a 0,82. A heterozigosidade observada foi maior (0,68-0,71) em ambas as gerações F1 do que em suas linhagens fundadoras devido ao desequilíbrio de ligação. Finalmente, as duas linhagens parentais possibilitaram a obtenção de gerações recíprocas F1 com valores elevados de PIC (0,50-0,52) e heterozigosidade observada, bem como com um número satisfatório de alelos por loco (4,06-4,32). Estes resultados permitirão comparar e selecionar famílias e marcadores microssatélites mais informativos em estudos de QTLs, reduzindo os custos de genotipagem.

Genotypic characterization of microsatellite markers in broiler and layer selected chicken lines and their reciprocal F1s

Chicken experimental populations have been developed worldwide for QTL mapping, but their genotypic characterizations are not usually discussed. The objective of this study was to characterize genotypically two F1 reciprocal generations and their parental lines based on the estimation of genotypic parameters. These F1 generations originated two Brazilian reference populations to map QTL. The evaluated parameters were polymorphic information content (PIC), observed and expected heterozygosities and number of alleles at microsatellite loci on chromosomes 1, 3 and 4. All parental and F1 chickens from both populations were used totalling of 83 chickens: 14 from a broiler (TT) and 14 from a layer line (CC) and 55 from their reciprocal F1 generations. The chicken lines and the resource populations were developed at the National Research Center for Swine and Poultry (EMBRAPA), Brazil. Genotypes from all animals were obtained from 34 loci on chromosomes 1 (13), 3 (12) and 4 (9). Based on the sampling, we found that the two lines exhibited a total of 163 different alleles, of which 31 (31.1%) and 44 (33.0%) alleles were unique in CC and TT lines, respectively, with allelic frequencies ranging from 0.03 to 0.82. The observed heterozygosity was higher (0.68-0.71) in both F1 generations than in their founder lines due to linkage disequilibrium. Finally, the two chicken lines used as founders created two F1 reciprocal generations with high levels of PIC (0.50-0.52) and observed heterozygosity, as well as satisfactory number of alleles per locus (4.06-4.32). Our results will allow to compare and select families with highly informative microsatellite markers for QTL studies, reducing genotyping costs.

Populações experimentais de frangos tem sido desenvolvidas pelo mundo para mapeamento de QTLs, mas a caracterização genotípica delas não é normalmente apresentada. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipicamente duas gerações F1 recíprocas e suas linhagens parentais com base na estimação de parâmetros genotípicos. Estas gerações F1 originaram duas populações brasileiras referências para mapear QTLs. Os parâmetros avaliados foram: conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada e esperada e número de alelos por loco nos cromossomos 1, 3 e 4. Todos os animais parentais e F1 de ambas as populações foram usados, em um total de 83 animais: 14 de uma linhagem de corte (TT) e 14 de uma linhagem de postura (CC), e 55 de suas gerações recíprocas F1. Tanto as linhagens como as populações referências foram desenvolvidas no Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves (EMBRAPA), Brasil. Os genótipos de todos os animais foram obtidos a partir de 34 marcadores microssatélites localizados nos cromossomos 1 (13), 3 (12) e 4 (9). Com base na amostragem realizada, as duas linhagens exibiram um total de 163 alelos, dos quais 31 (31,1%) e 44 (33,0%) foram oriundos exclusivamente de CC e TT, respectivamente, com freqüências alélicas que variaram de 0,03 a 0,82. A heterozigosidade observada foi maior (0,68-0,71) em ambas as gerações F1 do que em suas linhagens fundadoras devido ao desequilíbrio de ligação. Finalmente, as duas linhagens parentais possibilitaram a obtenção de gerações recíprocas F1 com valores elevados de PIC (0,50-0,52) e heterozigosidade observada, bem como com um número satisfatório de alelos por loco (4,06-4,32). Estes resultados permitirão comparar e selecionar famílias e marcadores microssatélites mais informativos em estudos de QTLs, reduzindo os custos de genotipagem.

Investigation of genetic variability in the Mantiqueira herd through protein polymorphism. I - Genetic characterization and comparative studies / Investigação da variabilidade genética do rebanho mantiqueira através de polimorfismos protéicos I. caracterização genética e estudos comparativos

The Mantiqueira cattle has recently been considered a Brazilian native breed, resultant from one of the selection programs of the Instituto de Zootecnia for milk production on pasture. The characterization of genetic variability was accomplished by electrophoretic analysis of proteins. Some loci were chosen for showing alleles which appeared in specific frequencies or exclusive alleles in breeds belonging to groups Bos indicus and Bos taurus , such as CaZ, Pep-B1 e AlbC and alleles CaF e Pep-B3, respectively. To the Mantiqueira herd the respective frequencies of alleles HbA, HbB, CaS, CaF, Pep-B1, Pep-B2, Pep-B3 Am-I B, Am-Ic, AlbA , A!bB, TfA TfD and TfE were 0.962 ± 0.013 and 0.038 ± 0.013; 0.890 ± 0.022 and 0.110 ± 0.022; 0.118 ± 0.023, 0.818 ± 0.026 and 0.064 ± 0.015; 0.547 ± 0.033 and 0.453 ± 0.033; 0.897 ± 0.021 and 0.103 ± 0.021; 0.256 ± 0.029, 0.573 ± 0.030 and 0.171 ± 0.024. The values of P, PA, Ap e H, that express the genetic variability in the loci Hb, CA, Pep-B, PGD, SOD, Am-I, Alb and Tf were the following: 0.750; 0.8890; 2.3 and 0.1814 ± 0.0683. These high values obtained from Mantiqueira herd when compared to European breeds suggest that this herd displays a remarkable potential for selection and improvement programs. Besides, the non occurrence of specific zebu alleles in the studied herd suggest that, if existed, they were replaced by Holstein aleles many deca

O bovino Mantiqueira é atualmente considerado uma raça nativa brasileira, resultante de um dos programas de seleção do Instituto de Zootecnia para produção de leite a pasto. A caracterização da variabilidade foi realizada através de análises eletroforéticas. Alguns sistemas protéicos foram escolhidos por apresentarem determinados alelos que ocorrem em freqüências específicas, ou alelos exclusivos de raças pertencentes aos grupos Bos indicus eBos taurus, tais como os alelos Caz e Albc e os alelos Caf e Pep-B3, respectivamente. Para o rebanho Mantiqueira, as respectivas freqüências dos alelos HbA, Hbh, Cas, Caf, Pep- B1, Pep-B2, Pep-B3, Am-IB, Am-Ic, AlbA , AlbB, TfA, TfD TfEforam 0,962 ± 0,013 e 0,038 ± 0,013; 0,890 ± 0,022 e 0,110 ± 0,022; 0,118 ± 0,023, 0,818 ± 0,026 e 0,064 ± 0,015; 0,547 ± 0,033 e 0,453 ± 0,033; 0,897 ± 0,021 e 0,103 ± 0,021; 0,256 ± 0,029; 0,573 ± 0,030 e 0,171 ± 0,024. Os valores de P, Pa, Ap e H, que expressam a variabilidade genética existente nos Iocos da Hb, CA, Pep-B, PGD, SOD, Am-I, Alb e Tf, foram os seguintes: 0,750; 0,8890; 2,3 e 0,1814 ± 0,0683. Esses altos valores obtidos no rebanho Mantiqueira, quando comparados com as raças européias, sugerem que esse rebanho apresenta um grande potencial para programas de seleção e melhoramento. Além disso, a não ocorrência de alelos específicos zebuínos no rebanho estudado sugere que, se originalmente presen

Investigation of genetic variability in the Mantiqueira herd through protein polymorphism. I - Genetic characterization and comparative studies / Investigação da variabilidade genética do rebanho mantiqueira através de polimorfismos protéicos I. caracterização genética e estudos comparativos

The Mantiqueira cattle has recently been considered a Brazilian native breed, resultant from one of the selection programs of the Instituto de Zootecnia for milk production on pasture. The characterization of genetic variability was accomplished by electrophoretic analysis of proteins. Some loci were chosen for showing alleles which appeared in specific frequencies or exclusive alleles in breeds belonging to groups Bos indicus and Bos taurus , such as CaZ, Pep-B1 e AlbC and alleles CaF e Pep-B3, respectively. To the Mantiqueira herd the respective frequencies of alleles HbA, HbB, CaS, CaF, Pep-B1, Pep-B2, Pep-B3 Am-I B, Am-Ic, AlbA , A!bB, TfA TfD and TfE were 0.962 ± 0.013 and 0.038 ± 0.013; 0.890 ± 0.022 and 0.110 ± 0.022; 0.118 ± 0.023, 0.818 ± 0.026 and 0.064 ± 0.015; 0.547 ± 0.033 and 0.453 ± 0.033; 0.897 ± 0.021 and 0.103 ± 0.021; 0.256 ± 0.029, 0.573 ± 0.030 and 0.171 ± 0.024. The values of P, PA, Ap e H, that express the genetic variability in the loci Hb, CA, Pep-B, PGD, SOD, Am-I, Alb and Tf were the following: 0.750; 0.8890; 2.3 and 0.1814 ± 0.0683. These high values obtained from Mantiqueira herd when compared to European breeds suggest that this herd displays a remarkable potential for selection and improvement programs. Besides, the non occurrence of specific zebu alleles in the studied herd suggest that, if existed, they were replaced by Holstein aleles many deca

O bovino Mantiqueira é atualmente considerado uma raça nativa brasileira, resultante de um dos programas de seleção do Instituto de Zootecnia para produção de leite a pasto. A caracterização da variabilidade foi realizada através de análises eletroforéticas. Alguns sistemas protéicos foram escolhidos por apresentarem determinados alelos que ocorrem em freqüências específicas, ou alelos exclusivos de raças pertencentes aos grupos Bos indicus eBos taurus, tais como os alelos Caz e Albc e os alelos Caf e Pep-B3, respectivamente. Para o rebanho Mantiqueira, as respectivas freqüências dos alelos HbA, Hbh, Cas, Caf, Pep- B1, Pep-B2, Pep-B3, Am-IB, Am-Ic, AlbA , AlbB, TfA, TfD TfEforam 0,962 ± 0,013 e 0,038 ± 0,013; 0,890 ± 0,022 e 0,110 ± 0,022; 0,118 ± 0,023, 0,818 ± 0,026 e 0,064 ± 0,015; 0,547 ± 0,033 e 0,453 ± 0,033; 0,897 ± 0,021 e 0,103 ± 0,021; 0,256 ± 0,029; 0,573 ± 0,030 e 0,171 ± 0,024. Os valores de P, Pa, Ap e H, que expressam a variabilidade genética existente nos Iocos da Hb, CA, Pep-B, PGD, SOD, Am-I, Alb e Tf, foram os seguintes: 0,750; 0,8890; 2,3 e 0,1814 ± 0,0683. Esses altos valores obtidos no rebanho Mantiqueira, quando comparados com as raças européias, sugerem que esse rebanho apresenta um grande potencial para programas de seleção e melhoramento. Além disso, a não ocorrência de alelos específicos zebuínos no rebanho estudado sugere que, se originalmente presen