Performance of the tetra-primer PCR technique compared to PCR-RFLP in the search for rs12979860 (C/T) and rs8099917 (T/G) single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the IFNL4 gene / Desempenho da técnica tetra-primer PCR em relação a PCR-RFLP na pesquisa de polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) rs12979860 (C/T) e rs8099917 (T/G) no gene IFNL4

Single nucleotide polymorphisms (SNPs, rs12979860 e rs8099917) in the Interferon Lambda 4 gene (IFNL4, formerly IFNL3and/or IL28B) has been associated with failure in the innate immune response, sustained virological response in hepatitis C, and HTLV-1-associated myelopathy (HAM) development. To search for these polymorphisms several methodologies can be employed, such as sequencing, real-time or quantitative polymerase chain reaction (qPCR), restriction fragment length polymorphism analysis in PCR products (PCR-RFLP), and tetra-primer PCR. The present study compared the performance of the tetra-primer PCR in relation to the PCR-RFLP, both optimized in the Research HTLV Laboratory of the Center of Immunology of Instituto Adolfo Lutz in São Paulo. One hundred DNA samples obtained from patients of STD/Aids Reference Centre in São Paulo, previously analyzed for IL28B SNPs by PCR-RFLP were selected for analysis, after confirming that they represent all IL28B SNPs patterns described in the literature. The results obtained showed concordance between the PCR-RFLP and the tetra-primer PCR SNPs results, and because of the low cost, easy to perform, and minor employment of biological specimen and reagents, the tetra-primer PCR is of choice to be used in routine. (AU)

Polimorfismos de nucleotídeos únicos (single nucleotide polymorphisms, SNPs rs12979860 e rs8099917) no gene que codifica o Interferon Lambda 4 (IFNL4, antigamente IFNL3 e/ou IL28B) têm sido associados às falhas na resposta imune inata e resposta virológica sustentada na hepatite C, e a mielopatia associada ao HTLV-1 (HTLV-1-associated myelopathy, HAM). A pesquisa destes polimorfismos pode empregar diversas metodologias: sequenciamento, reação em cadeia da polimerase em tempo real ou quantitativa (quantitative polymerase chain reaction, qPCR), análise de fragmentos de restrição enzimática em produtos de PCR (restriction fragment length polymorphism in PCR products, PCR-RFLP) e a tetra-primer PCR. Este estudo comparou o desempenho da tetra-primer PCR em relação a PCR-RFLP, ambas otimizadas no Laboratório de Pesquisa em HTLV do Centro de Imunologia do Instituto Adolfo Lutz de São Paulo. Foram selecionadas 100 amostras de DNA obtidas de pacientes do Centro de Referência e Treinamento em DST/Aids de São Paulo cujos SNPs na IL28B foram anteriormente determinados por PCR-RFLP e representaram todos os perfis descritos em literatura. Os resultados obtidos mostraram concordância entre elas, e pelo fato da tetra-primer PCR ter menor custo, ser de fácil execução, empregar menos tempo, insumos e material biológico, é a técnica de escolha para uso em rotina. (AU)

Toll-like receptor 9 polymorphisms in brazilian patients with systemic lupus erythematosus: a pilot study

Abstract Toll-like receptor 9 (TLR9) is an important component of the innate immune system and have been associated with several autoimmune diseases, such as Systemic Lupus Erythematosus (SLE). The aim of this study was to investigate polymorphisms in TLR9 gene in a Brazilian SLE patients group and their association with clinical manifestation, particularly Jaccouds arthropathy (JA). We analyzed DNA samples from 204 SLE patients, having a subgroup of them presenting JA (n=24). A control group (n=133) from the same city was also included. TLR9 single nucleotide polymorphisms (SNPs) (1237 C>T and +2848 G>A) were identified by sequencing analysis. The TLR9 gene genotype frequency was similar both in SLE patients and the control group. In the whole SLE population, an association between the homozygosis of allele C at position 1237 with psychosis and anemia (p 0.01) was found. Likewise, the homozygosis of allele G at position +2848 was associated with a discoid rash (p 0.05). There was no association between JA and TLR9 polymorphisms. These data show that TLR9 polymorphisms do not seem to be a predisposing factor for SLE in the Brazilian population, and that SNPs are not associated with JA.

Resumo O receptor Toll-like 9 (TLR9) é um componente importante do sistema imunológico inato e tem sido associado a várias doenças autoimunes, como o Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES). O objetivo deste estudo foi investigar polimorfismos no gene TLR9 em um grupo de pacientes brasileiros com LES e sua associação com a manifestação clínica, particularmente a artropatia de Jaccoud (JA). Foram analisadas amostras de DNA de 204 pacientes com LES, e um subgrupo com JA (n=24). Um grupo de controle (n=133) da mesma cidade também foi incluído. Os polimorfismos de nucleotídeos únicos TLR9 (SNPs) (1237 C>T e +2848 G>A) foram identificados pela análise de sequenciamento. A frequência do genótipo genético TLR9 foi semelhante tanto em pacientes com LES quanto no grupo controle. Em toda a população de LES, foi encontrada associação entre a homozigose do alelo C na posição 1237 com psicose e anemia (p 0,01). Da mesma forma, a homozigose do alelo G na posição +2848 foi associada a uma erupção cutânea discoide (p 0,05). Não houve associação entre polimorfismos JA e TLR9. Esses dados mostram que os polimorfismos TLR9 não parecem ser um fator predisponível para o LES na população brasileira, e que os SNPs não estão associados ao JA.

Identification of Polymorphism in the MC1R Gene and Its Association with the Melanin Content in Feathers of Chinese Yellow Quails

MC1R plays a crucial role in controlling the type of melanin synthesized in the melanocytes, which greatly affects plumage color in birds. One g.16796362G/T SNP was found in the MC1R gene coding region, which caused a Met120Ile mutation in the amino acid sequence. The Met120Ile mutation was located in the third transmembrane domain of the MC1R protein and decreased protein stability. The g.16796362G/T locus achieved medium polymorphism and had significant association with feather melanin content in Chinese yellow quails. The contents of total melanin and pheomelanin with AA genotype were significant lower than those with AB or BB genotypes in skin tissues, while the expression levels of MC1R mRNA had no significant difference in feathers with different genotypes. This experiment indicated that the Met120Ile mutation could affect the function of the MC1R protein and change the biosynthesis of melanin in Chinese yellow quails.(AU)

Association of Palm gene mutations with structure and function of paralemmin proteins in Lori-Bakhtiari and Zel sheep Breeds

The aim of current study was to survey genetic variability of PALM gene'sexon 3 and 4 by PCR-SSCP and DNA sequencing in Zel and Lori Bakhtiari sheep breeds. TheSIFT(Sorting Intolerant from Tolerant) and PHyre2 program were used to predict the possible impact of amino acid substitutions on performance and structure of the paralemmin protein. A total of 140 animal's from 2 Iranian sheep breeds with different fat metabolisms, Lori-Bakhtiari and Zel sheep breeds were considered. The results showed that there are two polymorphic sites including a nonsynonymous substitution and an insertion mutation (49bp). Non-synonymous mutation deduced Thr20Ala amino acid exchange and ensuing two different structures for paralemmin protein that could be potentially affect protein structure and function during the interaction with glutamate in the cytosolic surface of plasma membrane. PALMgene, according to evolutionary path, is classified into two separate categories. In first covey, Gallus gallusand in second one, other species in several branches, so that the sequence of cow and sheep is placed in a sub-branch which forms a clade beside goat. Comparison of illustrated coding region sequences, PALMgene among different species, is of orthologous which are derived from a common ancestor.(AU)

DGAT and LEP gene polymorphisms and their association with carcass characteristics and the lipid profile of meat from Nellore cattle / Polimorfismo dos genes DGAT e LEP e sua associação com características de carcaça e perfil lipídico da carne de bovinos nelore

The objective of this study was to evaluate the association of polymorphisms in the diacylglycerol acyltransferase (DGAT) and leptin (LEP) genes with the performance, carcass characteristics, meat quality, and lipid profile of Nellore cattle. A total of 100 intact male Nelore cattle were used to analyze the performance, carcass, physicochemical and centesimal composition, and fatty acid profile of beef. To identify the polymorphisms, the PCR­single-strand conformation polymorphism (SSCP) technique was applied to genomic DNA extracted from muscle tissue. The SSCP technique revealed the presence of four band patterns for the DGAT gene (AC, AD, AE and BB) with five alleles (A, B, C, D and E). For the LEP gene, five band patterns (AA, AB, AC, BB and BC) with three alleles (A, B and C) were observed. For the LEP gene, the AB genotype was associated with higher backfat thickness and ribs weight, while the BB genotype was associated with lower ribs yield; higher hindquarter yield was associated with AC and BB genotypes. Higher contents of C17:0, C18:0 and lower contents of C18:2ω6C, total polyunsaturated fatty acids, total ω6 and ratio of polyunsaturated and saturated fatty acids (PUFA/SFA) were verified for the AC genotype of the LEP gene. The AC and AA genotypes of the LEP gene were associated with higher means of C15:0 and C18:1ω9t. For the DGAT gene, the highest C24:0 content was associated with the AE genotype and the lowest with the AD and BB genotypes. Polymorphisms in the DGAT and LEP genes influence carcass parameters and the lipid profile of the meat of Nellore cattle.

Objetivou-se com este estudo avaliar a associação do polimorfismo dos genes da Diacilglicerol Aciltransferase (DGAT) e Leptina ­ (LEP) em relação ao desempenho, características de carcaça, qualidade de carne e perfil lipídico de bovinos Nelore. Para o estudo, foram utilizados um total de 100 bovinos nelores machos inteiros e avaliado os parâmetros de desempenho, composição da carcaça, composição físico-química, centesimal e perfil lipídico da carne. Para identificação dos polimorfismos foi utilizada a técnica de PCR-SSCP a partir da extração do DNA genômico do tecido muscular. A técnica de SSCP revelou a presença de quatro padrões de banda para o gene DGAT (AC, AD, AE e BB) com cinco alelos (A, B, C, D e E) e, para o gene LEP foram verificados cinco padrões de bandas (AA, AB, AC, BB e BC) com três alelos (A, B e C). Para o gene LEP, o genótipo AB foi associado a maior espessura de gordura subcutânea e peso do corte ponta de agulha, enquanto o genótipo BB foi associado a menor rendimento do corte ponta de agulha; maior rendimento do corte traseiro foi associado aos genótipos AC e BB. Maiores teores de C17:0, C18:0 e menores de C18: 2ω6C, total de ácidos graxos poli-insaturados, total de ω6 e a relação de ácidos graxos poli-insaturados e saturados (POL/SAT) foram verificados para o genótipo AC do gene LEP. Os genótipos AC e AA do gene LEP foram associados a maiores médias de C15:0 e C18:1ω9t. Para o gene DGAT, os maiores teores de C24:0 foram associados o genótipo AE e o menores aos genótipos AD e BB. A ocorrência de polimorfismo nos genes DGAT e LEP revelaram influência destes sobre parâmetros de carcaça e perfil lipídico da carne de bovinos Nelore.

Comparative analysis of PRNP 12-bp and 23-bp indels in healthy Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford, Holstein Friesian and Uruguayan Creole cattle / Análise comparativa de PRNP 12bp e 23bp indels em bovinos Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford, Holstein Friesian e Crioulo Uruguaio saudáveis

Bovine spongiform encephalopathy (BSE) is a transmissible progressive neurodegenerative disease characterized by the accumulation of a pathological isoform (PrpSC) of the cellular prion protein (PrpC) in the brain of cattle. Two insertion/deletion polymorphisms in the PRNP gene (23bp in the promoter and 12bp in intron 1) have been associated with resistance or susceptibility to the disease. The aim of this study was to analyze the distribution of these polymorphisms in 214 healthy bovines belonging to four different breed groups (Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford, Holstein Friesian and Uruguayan Creole cattle). DNA samples were amplified by end-point PCR. A high frequency of the alleles and haplotype associated with susceptibility to BSE (del12 and del23, and del12-del23, respectively) were found in the Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford and Holstein Friesian animals. At the same time, the Uruguayan Creole cattle presented a higher frequency of the alleles and haplotype associated with resistance to BSE (ins12 and ins23, and ins12-ins23, respectively). These data could indicate a greater genetic resistance of the Uruguayan Creole cattle to BSE compared to other analyzed breeds, reinforcing its value as a zoogenetic resource.

A encefalopatia espongiforme bovina (EEB) é uma doença neurodegenerativa progressiva transmissível dos bovinos, caracterizada pelo acúmulo no cérebro de uma isoforma patológica (PrpSC) da proteína priônica celular (PrpC). Dois polimorfismos de inserção/deleção no gene PRNP (23bp no promotor e 12bp no íntron 1) foram associados à resistência ou suscetibilidade à doença. O objetivo deste trabalho foi analisar a distribuição desses polimorfismos em 214 bovinos sadios, pertencentes a quatro diferentes grupos raciais (Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford, Holstein Friesian e Crioulo Uruguaio). As amostras de DNA foram amplificadas por PCR de tempo final. Uma alta frequência dos alelos e haplótipos associados à suscetibilidade à BSE (del12 e del23 e del12-del23, respectivamente) foram encontrados nos animais Aberdeen Angus, Aberdeen Angus x Hereford e Holstein Friesian, enquanto o gado Crioulo Uruguaio apresentou maior frequência dos alelos e haplótipos associados à resistência à BSE (ins12 e ins23 e ins12-ins23, respectivamente). Esses dados podem indicar uma maior resistência genética do gado Crioulo Uruguaio à BSE em comparação com as outras raças analisadas, reforçando seu valor como recurso zoogenético.

Characterization of intronic SNP located in candidate genes influencing cattle temperament

The objective of this study was to evaluate the effect of intronic single nucleotide polymorphisms (SNP) on temperament traits in a Brahman cattle population. The SNP located in CACNG4, EXOC4, NRXN3, and SLC9A4 candidate genes were genotyped in 250 animals with temperament records of exit velocity, pen score, and temperament score. Rs3423464051:G>A in the CACNG4 gene was associated with exit velocity and temperament score. An in silico analysis of the five intronic SNP showed that alternative alleles of CACNG4-rs3423464051, EXOC4-rs109393235, and SLC9A4-rs109722627 SNP could alter branch point sites during splicing, while a protein-protein interaction network analysis demonstrated a GRIA2 gene-mediated interaction between CACNG4 and NRXN3. The present results support previously reported evidence regarding bovine temperament-related candidate genes, particularly CACNG4, which is a confirmed candidate gene in need of more detailed analyses to reveal its role in temperament-related traits.(AU)

Variations in heterochromatin content reveal important polymorphisms for studies of genetic improvement in garlic (Allium sativum L.)

Abstract Allium sativum L. is an herb of the Alliaceae family with a specific taste and aroma and medicinal and nutraceutical properties that are widely marketed in several countries. Brazil is one of the largest importers of garlic in the world, despite of its production is restricted and limited to internal consumption. Thus, explore the genetic diversity of commercial garlic conserved at germplasm banks is essential to generate additional genetic information about its economically important crop. A suitable tool for this purpose is the cytogenetic characterisation of these accessions. This study aimed to characterise the cytogenetic diversity among seven accessions of garlic from a Germplasm Bank in Brazil. The karyotypes were obtained by conventional staining and with chromomycin A3 (CMA) and 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorochromes. All accessions analysed showed chromosome number 2n = 16, karyotype formula 6M+2SM, symmetrical karyotypes, reticulate interphase nuclei, and chromosomes with uniform chromatin condensation from prophase to metaphase. The fluorochromes staining showed differences in the amount and distribution of heterochromatin along the chromosomes and between accessions studied. Based on the distribution pattern of these small polymorphisms, it was possible to separate the seven accessions into three groups. It was also possible to differentiate some of the accessions individually. One of the results obtained showed a heteromorphic distension of the nucleolar organiser region observed on the chromosome pairs 6 or 7 with peculiar characteristics. It was suggested for example, that the heteromorphic block of heterochromatin (CMA+++/DAPI-) on chromosome 6 of the Branco Mineiro Piauí accession can be used as a marker to identify this genotype or may be associated with some character of economic interest.

Resumo Allium sativum L. é uma erva da família Alliaceae com sabor e aroma específicos e propriedades medicinais e nutracêuticas amplamente comercializada em diversos países. O Brasil é um dos maiores importadores de alho do mundo, apesar da sua produção ser restrita e limitada ao consumo interno. Assim, explorar a diversidade genética do alho comercial conservado em bancos de germoplasma é essencial para fornecer informações genéticas adicionais acerca dessa cultura economicamente importante. Uma ferramenta adequada para esse fim é a caracterização citogenética desses acessos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a diversidade citogenética entre sete acessos de alho de um Banco de Germoplasma no Brasil. Os cariótipos foram obtidos por coloração convencional e com os fluorocromos de cromomicina A3 (CMA) e 4,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI). Todos os acessos analisados apresentaram número cromossômico 2n = 16, fórmula cariotípica 6M + 2SM, cariótipos simétricos, núcleos reticulados em intérfase e cromossomos com condensação uniforme da cromatina da prófase para a metáfase. A coloração com fluorocromos mostrou diferenças na quantidade e distribuição de heterocromatina ao longo dos cromossomos e entre os acessos estudados. Com base no padrão de distribuição desses pequenos polimorfismos, foi possível separar os sete acessos em três grupos. Também foi possível diferenciar individualmente alguns dos acessos. Um dos resultados obtidos mostrou distensão heteromórfica da região organizadora nucleolar observada nos pares dos cromossomos 6 ou 7 com características peculiares. Foi sugerido, por exemplo, que o bloco heteromórfico de heterocromatina (CMA +++ / DAPI-) no cromossomo 6 do acesso Branco Mineiro Piauí pode ser usado como um marcador para identificar esse genótipo ou pode estar associado a algum caráter de interesse econômico.

Genetic relationships of the Yucatan black hairless pig with Iberian breeds using single nucleotide polymorfisms / Relações genéticas de porcos pretos calvos de Yucatán com raças ibéricas usando Polimorfismo de nucleotídeos isolados

To conduct ex-situ creole pig conservation programs, it is essential to determine which breeding animals will be used, preferentially those with a more significant Iberian genetic component to preserve their origin. This study used a Yucatan black hairless pigs (YBHP) subpopulation to estimate its genetic diversity and population structure. One hundred four adult pigs were selected for the absence of hair, black skin (without spots), black hoof, and straight snout. The porcine-GGP-50K chip was used for SNP genotyping in YBHP, and information on Iberian and Yucatán hairless pigs from the United States (USYU) was taken from databases. All analysis was performed using PLINK v1.9 and v2.1 software. Inbreeding and fixation index values were lower in YBHP, with high observed heterozygosity and allogamy index values, which agree with those obtained in the populations of Canarias and Chato Murciano. According to the clusters generated by the "Genome-Wide Identity by State" analysis, four groups were identified, one of which included pigs from Guadyerbas, USYU, and YBHP. Between populations, YBHP was closely related to the hairless pigs from Guadyerbas, USYU, and Canarias. Principal component analysis showed the same result. According to the results obtained from the runs of homozygosity investigation, aimed to get pools consensus of regions of overlapping, 119 SNPs associated with genes and biological processes were identified. The BMP7 and NSUN2 genes were associated with epithelial cell differentiation, morphogenesis, and epithelial development. For nutrient metabolism: energy, the HADHA, PPARA, ADD1/SREBF1, and FAT 1genes were identified.(AU)

Para realizar programas de conservação ex-situ de suínos crioulos, é importante determinar quais animais serão criados, preferencialmente aqueles com maior componente de genética ibérica, para preservar sua origem. Uma subpopulação de porco preto calvo de Yucatán (YBHP) foi usada para estimar sua diversidade genética e estrutura populacional. Um total de 104 suínos adultos foram selecionados levando-se em consideração características como ausência de pelos, pele preta (sem manchas), casco preto e focinho reto. O painel GGP-50K foi utilizado para a genotipagem dos SNPs em animais YBHP, e informações de porcos sem pelos ibéricos e de Yucatán dos Estados Unidos (USYU) foram retiradas de bancos de dados. Todas as análises foram realizadas com o software PLINK v1.9 e v2.1. Os valores dos índices de endogamia e fixação foram menores em YBHP, com altos valores de índice de heterozigosidade e alogamia observados, que concordam com os obtidos nas populações de Canárias e Chato Murciano. De acordo com os clusters gerados pela análise "Genoma-Wide Identity By State", quatro grupos foram identificados, um dos quais incluiu porcos de Guadyerbas, USYU e YBHP. Entre as populações, YBHP estava intimamente relacionado com os porcos sem pelo de Guadyerbas, USYU e Canárias. A análise de componentes principais mostrou o mesmo resultado. De acordo com os resultados obtidos nas corridas de investigação de homozigose, visando obter consenso de pools de regiões de sobreposição, foram identificados 119 SNPs associados a genes e processos biológicos. Os genes BMP7 e NSUN2 foram associados à diferenciação de células epiteliais, morfogênese e desenvolvimento epitelial. Para metabolismo de nutrientes: energia, os genes HADHA, PPARA, ADD1/SREBF1 e FAT1 foram identificados.(AU)

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.

Utilization of Biotechnology, Neurotransmitter and Cytogenetic Indices in Selecting Pigeon Breeds

Investigations into LDH-A and DR-D4 genes polymorphism, neurotransmitter values and cytogenetic indices of 3 sexed pigeon breeds; non-racing pigeons, (wild rock), racing long distances pigeons (Jan Aarden) and racing short distances pigeons (Janssen) have been performed. The long-distances pigeon showed the highest brain neurotransmitters concentration (p<0.001) among pigeon breeds. Both LDH-A and DR-D4 genes polymorphism indicate the presence of different biodiversity values among pigeon breeds. The variations appeared on the position length 389bp for LDH-A polymorphism, and on two positions length of 418bp and 524bp for DR-D4 polymorphism of long distances male pigeon indicate the presence of unique diversity and overall differences in the amino acids structure in this breed. The protein sequence of both genes showed that in the position of 60 for LDH-A gene the amino acid K (lys) was converted to E (glu), while, in the positions of 117 and 153 for DR-D4 gene the amino acid R (arg) and L (leu) were converted to S (ser) and F (phe) only in long distances male pigeon compared to the other breeds. Moreover, there were slight differences in cytogenetic indices detected among the three pigeon breeds. It can be concluded that both DR-D4 and LDH-A genes polymorphism and neurotransmitters estimations in the brain tissue of racing pigeon would be useful indices for the differentiation and genetic characterization of pigeon breeds and provide a foundation for developing sustainable genetic improvement and conservation programs of the breeding and selecting racing pigeon breeders.(AU)

Toll-like receptor 9 polymorphisms in brazilian patients with systemic lupus erythematosus: a pilot study / Polimorfismos do receptor toll-like 9 em pacientes brasileiros com lúpus eritematoso sistêmico: um estudo piloto

Toll-like receptor 9 (TLR9) is an important component of the innate immune system and have been associated with several autoimmune diseases, such as Systemic Lupus Erythematosus (SLE). The aim of this study was to investigate polymorphisms in TLR9 gene in a Brazilian SLE patients group and their association with clinical manifestation, particularly Jaccoud’s arthropathy (JA). We analyzed DNA samples from 204 SLE patients, having a subgroup of them presenting JA (n=24). A control group (n=133) from the same city was also included. TLR9 single nucleotide polymorphisms (SNPs) (−1237 C>T and +2848 G>A) were identified by sequencing analysis. The TLR9 gene genotype frequency was similar both in SLE patients and the control group. In the whole SLE population, an association between the homozygosis of allele C at position −1237 with psychosis and anemia (p < 0.01) was found. Likewise, the homozygosis of allele G at position +2848 was associated with a discoid rash (p < 0.05). There was no association between JA and TLR9 polymorphisms. These data show that TLR9 polymorphisms do not seem to be a predisposing factor for SLE in the Brazilian population, and that SNPs are not associated with JA.

O receptor Toll-like 9 (TLR9) é um componente importante do sistema imunológico inato e tem sido associado a várias doenças autoimunes, como o Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES). O objetivo deste estudo foi investigar polimorfismos no gene TLR9 em um grupo de pacientes brasileiros com LES e sua associação com a manifestação clínica, particularmente a artropatia de Jaccoud (JA). Foram analisadas amostras de DNA de 204 pacientes com LES, e um subgrupo com JA (n=24). Um grupo de controle (n=133) da mesma cidade também foi incluído. Os polimorfismos de nucleotídeos únicos TLR9 (SNPs) (−1237 C>T e +2848 G>A) foram identificados pela análise de sequenciamento. A frequência do genótipo genético TLR9 foi semelhante tanto em pacientes com LES quanto no grupo controle. Em toda a população de LES, foi encontrada associação entre a homozigose do alelo C na posição −1237 com psicose e anemia (p < 0,01). Da mesma forma, a homozigose do alelo G na posição +2848 foi associada a uma erupção cutânea discoide (p < 0,05). Não houve associação entre polimorfismos JA e TLR9. Esses dados mostram que os polimorfismos TLR9 não parecem ser um fator predisponível para o LES na população brasileira, e que os SNPs não estão associados ao JA.

Toll-like receptor 9 polymorphisms in brazilian patients with systemic lupus erythematosus: a pilot study / Polimorfismos do receptor toll-like 9 em pacientes brasileiros com lúpus eritematoso sistêmico: um estudo piloto

Toll-like receptor 9 (TLR9) is an important component of the innate immune system and have been associated with several autoimmune diseases, such as Systemic Lupus Erythematosus (SLE). The aim of this study was to investigate polymorphisms in TLR9 gene in a Brazilian SLE patients group and their association with clinical manifestation, particularly Jaccouds arthropathy (JA). We analyzed DNA samples from 204 SLE patients, having a subgroup of them presenting JA (n=24). A control group (n=133) from the same city was also included. TLR9 single nucleotide polymorphisms (SNPs) (−1237 C>T and +2848 G>A) were identified by sequencing analysis. The TLR9 gene genotype frequency was similar both in SLE patients and the control group. In the whole SLE population, an association between the homozygosis of allele C at position −1237 with psychosis and anemia (p < 0.01) was found. Likewise, the homozygosis of allele G at position +2848 was associated with a discoid rash (p < 0.05). There was no association between JA and TLR9 polymorphisms. These data show that TLR9 polymorphisms do not seem to be a predisposing factor for SLE in the Brazilian population, and that SNPs are not associated with JA.(AU)

O receptor Toll-like 9 (TLR9) é um componente importante do sistema imunológico inato e tem sido associado a várias doenças autoimunes, como o Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES). O objetivo deste estudo foi investigar polimorfismos no gene TLR9 em um grupo de pacientes brasileiros com LES e sua associação com a manifestação clínica, particularmente a artropatia de Jaccoud (JA). Foram analisadas amostras de DNA de 204 pacientes com LES, e um subgrupo com JA (n=24). Um grupo de controle (n=133) da mesma cidade também foi incluído. Os polimorfismos de nucleotídeos únicos TLR9 (SNPs) (−1237 C>T e +2848 G>A) foram identificados pela análise de sequenciamento. A frequência do genótipo genético TLR9 foi semelhante tanto em pacientes com LES quanto no grupo controle. Em toda a população de LES, foi encontrada associação entre a homozigose do alelo C na posição −1237 com psicose e anemia (p < 0,01). Da mesma forma, a homozigose do alelo G na posição +2848 foi associada a uma erupção cutânea discoide (p < 0,05). Não houve associação entre polimorfismos JA e TLR9. Esses dados mostram que os polimorfismos TLR9 não parecem ser um fator predisponível para o LES na população brasileira, e que os SNPs não estão associados ao JA.(AU)

Variations in heterochromatin content reveal important polymorphisms for studies of genetic improvement in garlic (Allium sativum L. ) / Conteúdo de heterocromatina revela polimorfismos importantes para o melhoramento genético do alho (Allium sativum L. )

Abstract Allium sativum L. is an herb of the Alliaceae family with a specific taste and aroma and medicinal and nutraceutical properties that are widely marketed in several countries. Brazil is one of the largest importers of garlic in the world, despite of its production is restricted and limited to internal consumption. Thus, explore the genetic diversity of commercial garlic conserved at germplasm banks is essential to generate additional genetic information about its economically important crop. A suitable tool for this purpose is the cytogenetic characterisation of these accessions. This study aimed to characterise the cytogenetic diversity among seven accessions of garlic from a Germplasm Bank in Brazil. The karyotypes were obtained by conventional staining and with chromomycin A3 (CMA) and 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorochromes. All accessions analysed showed chromosome number 2n = 16, karyotype formula 6M+2SM, symmetrical karyotypes, reticulate interphase nuclei, and chromosomes with uniform chromatin condensation from prophase to metaphase. The fluorochromes staining showed differences in the amount and distribution of heterochromatin along the chromosomes and between accessions studied. Based on the distribution pattern of these small polymorphisms, it was possible to separate the seven accessions into three groups. It was also possible to differentiate some of the accessions individually. One of the results obtained showed a heteromorphic distension of the nucleolar organiser region observed on the chromosome pairs 6 or 7 with peculiar characteristics. It was suggested for example, that the heteromorphic block of heterochromatin (CMA+++/DAPI-) on chromosome 6 of the "Branco Mineiro Piauí" accession can be used as a marker to identify this genotype or may be associated with some character of economic interest.

Resumo Allium sativum L. é uma erva da família Alliaceae com sabor e aroma específicos e propriedades medicinais e nutracêuticas amplamente comercializada em diversos países. O Brasil é um dos maiores importadores de alho do mundo, apesar da sua produção ser restrita e limitada ao consumo interno. Assim, explorar a diversidade genética do alho comercial conservado em bancos de germoplasma é essencial para fornecer informações genéticas adicionais acerca dessa cultura economicamente importante. Uma ferramenta adequada para esse fim é a caracterização citogenética desses acessos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a diversidade citogenética entre sete acessos de alho de um Banco de Germoplasma no Brasil. Os cariótipos foram obtidos por coloração convencional e com os fluorocromos de cromomicina A3 (CMA) e 4,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI). Todos os acessos analisados ​​apresentaram número cromossômico 2n = 16, fórmula cariotípica 6M + 2SM, cariótipos simétricos, núcleos reticulados em intérfase e cromossomos com condensação uniforme da cromatina da prófase para a metáfase. A coloração com fluorocromos mostrou diferenças na quantidade e distribuição de heterocromatina ao longo dos cromossomos e entre os acessos estudados. Com base no padrão de distribuição desses pequenos polimorfismos, foi possível separar os sete acessos em três grupos. Também foi possível diferenciar individualmente alguns dos acessos. Um dos resultados obtidos mostrou distensão heteromórfica da região organizadora nucleolar observada nos pares dos cromossomos 6 ou 7 com características peculiares. Foi sugerido, por exemplo, que o bloco heteromórfico de heterocromatina (CMA +++ / DAPI-) no cromossomo 6 do acesso "Branco Mineiro Piauí" pode ser usado como um marcador para identificar esse genótipo ou pode estar associado a algum caráter de interesse econômico.

Toll-like receptor 9 polymorphisms in brazilian patients with systemic lupus erythematosus: a pilot study / Polimorfismos do receptor toll-like 9 em pacientes brasileiros com lúpus eritematoso sistêmico: um estudo piloto

Abstract Toll-like receptor 9 (TLR9) is an important component of the innate immune system and have been associated with several autoimmune diseases, such as Systemic Lupus Erythematosus (SLE). The aim of this study was to investigate polymorphisms in TLR9 gene in a Brazilian SLE patients group and their association with clinical manifestation, particularly Jaccoud's arthropathy (JA). We analyzed DNA samples from 204 SLE patients, having a subgroup of them presenting JA (n=24). A control group (n=133) from the same city was also included. TLR9 single nucleotide polymorphisms (SNPs) (−1237 C>T and +2848 G>A) were identified by sequencing analysis. The TLR9 gene genotype frequency was similar both in SLE patients and the control group. In the whole SLE population, an association between the homozygosis of allele C at position −1237 with psychosis and anemia (p < 0.01) was found. Likewise, the homozygosis of allele G at position +2848 was associated with a discoid rash (p < 0.05). There was no association between JA and TLR9 polymorphisms. These data show that TLR9 polymorphisms do not seem to be a predisposing factor for SLE in the Brazilian population, and that SNPs are not associated with JA.

Resumo O receptor Toll-like 9 (TLR9) é um componente importante do sistema imunológico inato e tem sido associado a várias doenças autoimunes, como o Lúpus Eritematoso Sistêmico (LES). O objetivo deste estudo foi investigar polimorfismos no gene TLR9 em um grupo de pacientes brasileiros com LES e sua associação com a manifestação clínica, particularmente a artropatia de Jaccoud (JA). Foram analisadas amostras de DNA de 204 pacientes com LES, e um subgrupo com JA (n=24). Um grupo de controle (n=133) da mesma cidade também foi incluído. Os polimorfismos de nucleotídeos únicos TLR9 (SNPs) (−1237 C>T e +2848 G>A) foram identificados pela análise de sequenciamento. A frequência do genótipo genético TLR9 foi semelhante tanto em pacientes com LES quanto no grupo controle. Em toda a população de LES, foi encontrada associação entre a homozigose do alelo C na posição −1237 com psicose e anemia (p < 0,01). Da mesma forma, a homozigose do alelo G na posição +2848 foi associada a uma erupção cutânea discoide (p < 0,05). Não houve associação entre polimorfismos JA e TLR9. Esses dados mostram que os polimorfismos TLR9 não parecem ser um fator predisponível para o LES na população brasileira, e que os SNPs não estão associados ao JA.

Variations in heterochromatin content reveal important polymorphisms for studies of genetic improvement in garlic (Allium sativum L) / Conteúdo de heterocromatina revela polimorfismos importantes para o melhoramento genético do alho (Allium sativum L)

Allium sativum L. is an herb of the Alliaceae family with a specific taste and aroma and medicinal and nutraceutical properties that are widely marketed in several countries. Brazil is one of the largest importers of garlic in the world, despite of its production is restricted and limited to internal consumption. Thus, explore the genetic diversity of commercial garlic conserved at germplasm banks is essential to generate additional genetic information about its economically important crop. A suitable tool for this purpose is the cytogenetic characterisation of these accessions. This study aimed to characterise the cytogenetic diversity among seven accessions of garlic from a Germplasm Bank in Brazil. The karyotypes were obtained by conventional staining and with chromomycin A3 (CMA) and 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorochromes. All accessions analysed showed chromosome number 2n= 16, karyotype formula 6M+2SM, symmetrical karyotypes, reticulate interphase nuclei, and chromosomes with uniform chromatin condensation from prophase to metaphase. The fluorochromes staining showed differences in the amount and distribution of heterochromatin along the chromosomes and between accessions studied. Based on the distribution pattern of these small polymorphisms, it was possible to separate the seven accessions into three groups. It was also possible to differentiate some of the accessions individually. One of the results obtained showed a heteromorphic distension of the nucleolar organiser region observed on the chromosome pairs 6 or 7 with peculiar characteristics. It was suggested for example, that the heteromorphic block of heterochromatin (CMA+++/DAPI-) on chromosome 6 of the "Branco Mineiro Piauí" accession can be used as a marker to identify this genotype or may be associated with some character of economic interest.

Allium sativum L. é uma erva da família Alliaceae com sabor e aroma específicos e propriedades medicinais e nutracêuticas amplamente comercializada em diversos países. O Brasil é um dos maiores importadores de alho do mundo, apesar da sua produção ser restrita e limitada ao consumo interno. Assim, explorar a diversidade genética do alho comercial conservado em bancos de germoplasma é essencial para fornecer informações genéticas adicionais acerca dessa cultura economicamente importante. Uma ferramenta adequada para esse fim é a caracterização citogenética desses acessos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a diversidade citogenética entre sete acessos de alho de um Banco de Germoplasma no Brasil. Os cariótipos foram obtidos por coloração convencional e com os fluorocromos de cromomicina A3 (CMA) e 4,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI). Todos os acessos analisados apresentaram número cromossômico 2n = 16, fórmula cariotípica 6M + 2SM, cariótipos simétricos, núcleos reticulados em intérfase e cromossomos com condensação uniforme da cromatina da prófase para a metáfase. A coloração com fluorocromos mostrou diferenças na quantidade e distribuição de heterocromatina ao longo dos cromossomos e entre os acessos estudados. Com base no padrão de distribuição desses pequenos polimorfismos, foi possível separar os sete acessos em três grupos. Também foi possível diferenciar individualmente alguns dos acessos. Um dos resultados obtidos mostrou distensão heteromórfica da região organizadora nucleolar observada nos pares dos cromossomos 6 ou 7 com características peculiares. Foi sugerido, por exemplo, que o bloco heteromórfico de heterocromatina (CMA +++ / DAPI-) no cromossomo 6 do acesso “Branco Mineiro Piauí” pode ser usado como um marcador para identificar esse genótipo ou pode estar associado a algum caráter de interesse econômico.

Variations in heterochromatin content reveal important polymorphisms for studies of genetic improvement in garlic (Allium sativum L) / Conteúdo de heterocromatina revela polimorfismos importantes para o melhoramento genético do alho (Allium sativum L)

Allium sativum L. is an herb of the Alliaceae family with a specific taste and aroma and medicinal and nutraceutical properties that are widely marketed in several countries. Brazil is one of the largest importers of garlic in the world, despite of its production is restricted and limited to internal consumption. Thus, explore the genetic diversity of commercial garlic conserved at germplasm banks is essential to generate additional genetic information about its economically important crop. A suitable tool for this purpose is the cytogenetic characterisation of these accessions. This study aimed to characterise the cytogenetic diversity among seven accessions of garlic from a Germplasm Bank in Brazil. The karyotypes were obtained by conventional staining and with chromomycin A3 (CMA) and 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) fluorochromes. All accessions analysed showed chromosome number 2n= 16, karyotype formula 6M+2SM, symmetrical karyotypes, reticulate interphase nuclei, and chromosomes with uniform chromatin condensation from prophase to metaphase. The fluorochromes staining showed differences in the amount and distribution of heterochromatin along the chromosomes and between accessions studied. Based on the distribution pattern of these small polymorphisms, it was possible to separate the seven accessions into three groups. It was also possible to differentiate some of the accessions individually. One of the results obtained showed a heteromorphic distension of the nucleolar organiser region observed on the chromosome pairs 6 or 7 with peculiar characteristics. It was suggested for example, that the heteromorphic block of heterochromatin (CMA+++/DAPI-) on chromosome 6 of the "Branco Mineiro Piauí" accession can be used as a marker to identify this genotype or may be associated with some character of economic interest.(AU)

Allium sativum L. é uma erva da família Alliaceae com sabor e aroma específicos e propriedades medicinais e nutracêuticas amplamente comercializada em diversos países. O Brasil é um dos maiores importadores de alho do mundo, apesar da sua produção ser restrita e limitada ao consumo interno. Assim, explorar a diversidade genética do alho comercial conservado em bancos de germoplasma é essencial para fornecer informações genéticas adicionais acerca dessa cultura economicamente importante. Uma ferramenta adequada para esse fim é a caracterização citogenética desses acessos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a diversidade citogenética entre sete acessos de alho de um Banco de Germoplasma no Brasil. Os cariótipos foram obtidos por coloração convencional e com os fluorocromos de cromomicina A3 (CMA) e 4,6-diamidino-2-fenilindol (DAPI). Todos os acessos analisados apresentaram número cromossômico 2n = 16, fórmula cariotípica 6M + 2SM, cariótipos simétricos, núcleos reticulados em intérfase e cromossomos com condensação uniforme da cromatina da prófase para a metáfase. A coloração com fluorocromos mostrou diferenças na quantidade e distribuição de heterocromatina ao longo dos cromossomos e entre os acessos estudados. Com base no padrão de distribuição desses pequenos polimorfismos, foi possível separar os sete acessos em três grupos. Também foi possível diferenciar individualmente alguns dos acessos. Um dos resultados obtidos mostrou distensão heteromórfica da região organizadora nucleolar observada nos pares dos cromossomos 6 ou 7 com características peculiares. Foi sugerido, por exemplo, que o bloco heteromórfico de heterocromatina (CMA +++ / DAPI-) no cromossomo 6 do acesso “Branco Mineiro Piauí” pode ser usado como um marcador para identificar esse genótipo ou pode estar associado a algum caráter de interesse econômico.(AU)

Morphometric and molecular differentiation of Pimelodus grosskopfii and Pimelodus yuma (Siluriformes: Pimelodidae)

Pimelodus grosskopfii and Pimelodus yuma, two species endemic to the Magdalena-Cauca basin in Colombia, overlap in the ranges of some of their diagnostic characters, which hampers their correct morphological identification. Aiming to help discriminate these species, this study conducted an integrative analysis using traditional and geometric morphometrics, phylogenetic analysis based on partial sequences of the mitochondrial cytochrome c oxidase subunit 1 gene (COI, cox1) and the identification of diagnostic Single Nucleotide Polymorphism markers (SNP). The species differ significantly in body geometry, allowing 100% discrimination, which was reinforced by a phylogenetic analysis that recovered well-supported monophyly of each species (posterior probability > 0.95). Additionally, the traditional morphometric results corroborated some previously reported diagnostic traits for both species and let us describe one non-overlapping ratio related to the adipose fin length. Three of five SNP markers had reciprocally exclusive alleles suitable for identifying each species. The morphometric and molecular methods conducted in this study constitute alternative tools for the correct discrimination of P. grosskopfii and P. yuma in the wild and in captive populations used for aquaculture.(AU)

Pimelodus grosskopfii y Pimelodus yuma, dos especies endémicas de la Cuenca Magdalena-Cauca en Colombia, se superponen en los rangos de variación de algunos de sus caracteres diagnósticos, lo que dificulta su correcta diferenciación morfológica. Con el objetivo de contribuir a la discriminación de estas especies, se realizó un análisis integrativo utilizando la morfometría geométrica y tradicional, análisis filogenético basado en secuencias parciales del gen mitocondrial citocromo c oxidasa subunidad I (COI, cox1) y la identificación de marcadores diagnósticos de polimorfismo de nucleótido único (SNP). Las especies difieren significativamente en la geometría del cuerpo, permitiendo una discriminación del 100%, lo que fue reforzado por un análisis filogenético que recuperó una monofilia bien soportada para cada especie (probabilidad posterior > 0,95). Además, los resultados de la morfometría tradicional corroboraron algunos rasgos diagnósticos previamente reportados para ambas especies y nos permitieron describir una proporción que no se sobrepone, relacionada con la longitud de la aleta adiposa. Tres de los cinco marcadores SNP poseían alelos recíprocamente exclusivos, adecuados para identificar cada especie. Los métodos morfométricos y moleculares implementados en este estudio constituyen herramientas alternativas para la correcta discriminación de P. grosskopfii y P. yuma tanto en la naturaleza como en poblaciones cautivas utilizadas para la acuicultura.(AU)

Association of Kappa casein gene polymorphism with milk production traits in crossbred dairy cows / Associação do polimorfismo do gene Kappa-caseína com características de produção de leite em vacas leiteiras mestiças

Milk's qualitative and technological properties are greatly affected by genetic polymorphisms in the kappa-casein gene, and their polymorphisms may serve as informative markers of yield and composition. Thus, the objective of this study was to detect kappa-casein (kappa-CN) gene polymorphisms and their association with milk production traits in crossbred dairy cows. One hundred healthy crossbred (Friesian x Jenoubi) dairy animals between three and five years old were sampled for blood and milk during their first lactation. The genomic DNA was extracted from whole blood, and restriction fragment length polymorphism (RFLP-PCR) was used to determine the genotype of the kappa-CN gene. As a consequence of the restriction digestion of this fragment with Hind III, it showed three different restriction patterns: BB (453 base pairs uncut), AB (453, 206, and 225 base pairs), and AA (206 and 225 base pairs). Based on genetic diversity, the AB genotype was the most predominant (n = 67), with a frequency of 0.67. A variant genotype of the kappa-CN gene was associated with milk production traits in crossbred dairy cows. Animals with the AA variant produced a higher milk yield and a higher percentage of fat, casein, protein, and solids not fat (SNF) (P≤0.05) (1.397kg, 0.75%, 0.31%, 0.27%, and 0.68%, respectively) than those with the BB variant. A logistic regression analysis confirmed that the kappa-CN genotypes increase milk yield and casein content. Therefore, genetic variants of the kappa-CN gene could be used as genetic markers for improving milk production traits in dairy cattle.(AU)

As propriedades qualitativas e tecnológicas do leite são muito afetadas por polimorfismos genéticos no gene kappa-caseína e esses polimorfismos podem servir como marcadores informativos de rendimento e composição. Assim, o objetivo deste estudo foi detectar polimorfismos do gene kappa-caseína (kappa-CN) e sua associação com características de produção de leite em vacas leiteiras mestiças. Cem animais mestiços (Freisian x Jenoubi) saudáveis, entre três e cinco anos de idade, foram amostrados durante a primeira lactação para sangue e leite. O DNA genômico foi extraído do sangue total e o polimorfismo dos fragmentos de restrição do DNA genômico (RFLP-PCR) foi usado para determinar o genótipo do gene kappa-CN. Em consequência da digestão de restrição deste fragmento com Hind III, ele apresentou três padrões de restrição diferentes: BB (453 pares de bases não cortadas), AB (453,206 e 225 pares de bases) eAA (206 e 225 pares de bases). Com base na diversidade genética, o genótipo AB foi o mais predominante (n = 67), com frequência de 0,67. Genótipo variante do gene kappa-CN foi associado com características de produção de leite em vacas leiteiras mestiças. Animais com a variante AA tiveram maior produção de leite e maior percentual de gordura, caseína, proteína e sólidos não gordurosos (SNG) (P≤0,05) (l,397kg, 0,75%, 0,31%, 0,27% e 0,68%, respectivamente) do que aqueles com variante BB. Uma análise de regressão logística confirmou que os genótipos kappa-CN aumentam a produção de leite e o teor de caseína. Portanto, variantes genéticas do gene kappa-CN podem ser usadas como marcadores genéticos para melhorar as características de produção de leite em bovinos leiteiros.(AU)

Applying assisted reproductive technology and reproductive management to reduce CO2-equivalent emission in dairy and beef cattle: a review

Methane emission from beef and dairy cattle combined contributes around 4.5-5.0% of total anthropogenic global methane. In addition to enteric methane (CH4) produced by the rumen, cattle production also contributes carbon dioxide (CO2) (feed), nitrous oxide (N2O) (feed production, manure) and other CH4 (manure) to the total greenhouse gas (GHG) budget of beef and dairy production systems. The relative contribution in standard dairy systems is typically enteric CH4 58%, feed 29% and manure 10%. Herds with low production efficiency can have an enteric CH4 contribution up to 90%. Digestibility of feed can impact CH4 emission intensity. Low fertility herds also have a greater enteric CH4 contribution. Animals with good feed conversion efficiency have a lower emission intensity of CH4/kg of meat or milk. Feed efficient heifers tend to be lean and have delayed puberty. Fertility is a major driver of profit in both beef and dairy cattle, and it is highly important to apply multi-trait selection when shifting herds towards improved efficiency and reduced CH4. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) have been identified for feed efficiency in cattle and are used in genomic selection. SNPs can be utilized in artificial insemination and embryo transfer to increase the proportion of cattle that have the attributes of efficiency, fertility and reduced enteric CH4. Prepubertal heifers genomically selected for favourable traits can have oocytes recovered to produce IVF embryos. Reproductive technology is predicted to be increasingly adopted to reduce generation interval and accelerate the rate of genetic gain for efficiency, fertility and low CH4 in cattle. The relatively high contribution of cattle to anthropogenic global methane has focussed attention on strategies to reduce enteric CH4 without compromising efficiency and fertility. Assisted reproductive technology has an important role in achieving the goal of multiplying and distributing cattle that have good efficiency, fertility and low CH4.(AU)