Relación genética entre toros de inseminación comercializados en Chile por distintas empresas proveedoras de semen: un estudio de caso en las razas Holstein y Angus / Genetic relationship between insemination bulls marketed in Chile by two semen suppliers: a case study in Holstein and Angus breeds / Relação genética entre touros de inseminação comercializados no Chile por diferentes empresas fornecedoras de sêmen: um estudo de caso nas raças Holstein e Angus

Resumen La inseminación artificial (IA) es actualmente el manejo reproductivo preferido para la mayoría de los ganaderos que trabajan con razas deganado internacionales como Holstein Friesian y Aberdeen Angus. En relación con esto, varios autores han descrito que a lo largo de los años ha habido una alteración en parámetros de productivos, lo que se asociaría significativamente con un aumento en el grado de endogamia en los animales. Esta situación tendría su origen a nivel de los núcleos genéticos, en los que se llevan a cabo programas de mejora, debido al pequeño número de líneas familiares a las que pertenecen los animales seleccionados como reproductores. Este estudio evaluó el grado de parentesco entre toros de inseminación Holstein Friesian y Aberdeen Angus comercializados en Chile por dos empresas de distribución de semen. Se estudiaron un total de 86 toros disponibles en catálogos hasta el año 2017. La información genealógica de cada toro se remonta hasta trastatarabuelo y luego se construyó un registro genealógico consolidado para cada raza. Este análisis consideró la estimación del porcentaje de endogamia (F) de cada toro y la construcción de una matriz de parentesco aditivo (A) entre los animales. Los resultados indicaron que el 99% de los toros Holstein y el 79% de los toros Angus están emparentados. Como resultado de lo anterior, se concluye que es esencial que en Chile se inicie un programa de gestión de información genealógica para controlar adecuadamente los niveles de endogamia y poder mitigar los problemas que puedan surgir a causa de este fenómeno.

Abstract Artificial insemination (AI) is currently the preferred reproductive management for most cattle farmers working with international cattle breeds likes Holstein Friesian and Aberdeen Angus. In relation to this, several authors have described that over the years there has been an alteration in the production parameters, which would be significantly associated with an increase in the inbreeding degree of the animals. This fact would have its origin at the genetic nucleus level, in which improvement programs are carried out, due to the small number of family lines which the animals selected as breeding stock belong to. This study evaluated the degree of kinship between Holstein Friesian and Aberdeen Angus insemination bulls marketed in Chile by two semen distribution companies. A total of 86 bulls available in catalogues until 2017 were studied. The genealogical information of each bull was traced back up to great-great-grandfather and then a consolidated genealogical record was built for each breed. This analysis considered the estimation of each bull's inbreeding percentage (F) and the construction of a co-ancestry matrix among animals. Results indicated that 99% of Holstein bulls and 79% of Angus bulls, are related to some extent. As a result of the above, it is concluded that is essential that in Chile a program management of genealogical information be initiated to adequately control inbreeding problems that may arise from the use of related animals.

Resumo A inseminação artificial (IA) atualmente é o manejo reprodutivo preferido da maioria dos criadores de gado que trabalham com raças de gado internacionais, como o Holstein Friesian e o Aberdeen Angus. Nesse âmbito, vários autores assinalam que, ao longo dos anos, tem ocorrido uma alteração dos parâmetros produtivos, que poderia estar associada de forma significativa com um aumento no nível de endogamia nos animais. A origem dessa situação poderia estar nos núcleos genéticos, pois nos programas de melhoria, os animais que são selecionados como reprodutores pertencem a um reduzido número de linhas familiares. Esta pesquisa avalia os graus de parentesco entre touros para inseminação Holstein Friesian e Aberdeen Angus comercializados no Chile por duas empresas de distribuição de sêmen. No total, 86 touros foram analisados, disponíveis em catálogos de até 2017. As informações genealógicas de cada touro remontam aos tetravós. Posteriormente, foi elaborado um registro genealógico consolidado para cada raça. A análise considerou a estimação da porcentagem de endogamia (F) de cada touro e a construção de uma matriz de parentesco aditivo (A) entre os animais. Os resultados indicam que 99% dos touros Holstein e 79% dos touros Angus são aparentados. Como resultado disso, chega-se à conclusão de que é essencial se ter um programa de gestão de informações genealógicas no Chile para controlar adequadamente os níveis de endogamia e assim mitigar os possíveis problemas gerados por esse fenômeno.

Evaluation of the Romosinuano cattle population structure in Mexico using pedigree analysis / Evaluación de la estructura poblacional de bovinos Romosinuano en México mediante el análisis de pedigrí / Avaliação da estrutura populacional de bovinos Romosinuano no México usando análise de pedigree

Abstract Background: Romosinuano cattle breed in Mexico has endured isolation and it is necessary to characterize it in order to facilitate sustainable genetic management. Objective: To assess the evolution of the structure and genetic diversity of the Romosinuano breed in Mexico, through pedigree analysis. Methods: Pedigree data was obtained from Asociación Mexicana de Criadores de Ganado Romosinuano y Lechero Tropical (AMCROLET). The ENDOG program (4.8 version) was used to analyze two datasets, one that includes upgrading from F1 animals (UP) and the other with only straight-bred cattle (SP). For both datasets, three reference populations were defined: 1998-2003 (RP1), 2004-2009 (RP2), and 2010-2017 (RP3). The pedigree included 3,432 animals in UP and 1,518 in SP. Demographic parameters were: Generation interval (GI), equivalent number of generations (EG), pedigree completeness index (PCI), and gene flow among herds. Genetic parameters were: Inbreeding (F) and average relatedness (AR) coefficients, effective population size (Nec), effective number of founders and ancestors, and number of founder genome equivalents. Results: The GI varied from 6.10 to 6.54 for UP, and from 6.47 to 7.16 yr for SP. The EG of the UP and SP improved >63% from RP1 to RP3. The PCI increased over time. No nucleus or isolated herds were found. For RP3, F and AR reached 2.08 and 5.12% in the UP, and 2.55 and 5.94% in the SP. For RP3, Nec was 57 in the UP and 45 in the SP. Genetic diversity losses were attributed mainly (>66%) to genetic drift, except for RP3 in the SP (44%). Conclusions: A reduction of the genetic diversity has been occurring after the Romosinuano breed association was established in Mexico, and this is mainly due to random loss of genes.

Resumen Antecedentes: La raza bovina Romosinuano ha estado prácticamente aislada en México y requiere ser caracterizada para un manejo genético sostenible. Objetivo: Evaluar la evolución de la estructura y diversidad genética de la raza Romosinuano en México, mediante el análisis del pedigrí. Métodos: Los datos genealógicos provinieron de la Asociación Mexicana de Criadores de Ganado Romosinuano y Lechero Tropical (AMCROLET). Los análisis se realizaron con el programa ENDOG (versión 4.8) para dos bases de datos, una que incluyó animales en cruzamiento absorbente (UP) a partir de F1 y la otra con sólo animales puros (SP). Para ambas bases de datos se definieron tres poblaciones de referencia: 1998-2003 (RP1), 2004- 2009 (RP2), y 2010-2017 (RP3). El pedigrí incluyó 3.432 animales en la UP y 1.518 en la SP. Los parámetros demográficos fueron: intervalo generacional (GI), número de generaciones equivalentes (EG), índice de completitud del pedigrí (PCI), y flujo de genes entre hatos. Los parámetros genéticos fueron: coeficientes de consanguinidad (F) y de relación genética aditiva (AR), tamaño efectivo de la población (Nec), número efectivo de fundadores y ancestros, y número equivalente de genomas fundadores. Resultados: El GI varió de 6,10 a 6,54 para la UP, y de 6,47 a 7,16 años para la SP. El EG de la UP y la SP mejoró >63%, de RP1 a RP3. El PCI aumentó a través de los años, pero más para la SP que para la UP. No se encontraron hatos núcleo o aislados. Para RP3, F y AR alcanzaron 2,08 y 5,12% en la UP, y 2,55 y 5,94% en la SP. Para RP3, Nec fue 57 en la UP y 45 en la SP. Más de 66% de las pérdidas en diversidad genética se debieron a deriva genética, excepto para RP3 en la UP (44%). Conclusiones: una reducción de la diversidad genética ha estado ocurriendo después de que se formó la asociación de criadores de ganado Romosinuano en México, y es debida principalmente a pérdidas aleatorias de genes.

Resumo Antecedentes: A raça bovina Romosinuano tem estado praticamente isolada no México e precisa ser caracterizada para um manejo genético sustentável. Objetivo: Avaliar a evolução da estrutura e diversidade genética da raça Romosinuano no México, através da análise de pedigree. Métodos: Os dados genealógicos vieram da Asociación Mexicana de Criadores de Ganado Romosinuano y Lechero Tropical (AMCROLET). As análises foram feitas com o programa ENDOG (versão 4.8) para duas bases de dados, uma que incluiu animais em cruzamento absorvente (UP) a partir da F1 e a outra base de dados somente com animais puros (SP). Para ambas bases de dados foram definidas três populações de referência: 1998-2003 (RP1), 2004-2009 (RP2) e 2010-2017 (RP3). O pedigree incluiu 3.432 animais na UP e 1.518 na SP. Os parâmetros demográficos foram: intervalo entre gerações (GI), número de gerações equivalentes (EG), índice de completude do pedigree (PCI), e fluxo de genes entre rebanhos. Os parâmetros genéticos foram: coeficiente de consanguinidade (F) e da relação genética aditiva (AR), tamanho efetivo da população (Nec), número efetivo de fundadores e ancestrais, e número equivalente de genomas fundadores. Resultados: O GI variou de 6,10 a 6,54 para a UP, e de 6,47 a 7,16 anos para a SP. EG da UP e a SP melhorou >63%, de RP1 a RP3. O PCI aumentou ao longo dos anos, mas mais para a SP do que para o UP. Não se encontraram rebanhos núcleo ou isolados. Para RP3, F e AR alcançaram 2,08 e 5,12% na UP, e 2,55 e 5,94% na SP. Para RP3, Nec foi 57 na UP e 45 na SP. Mais de 66% das perdas em diversidade genética foram ocasionadas pela deriva genética, exceto para RP3 no UP (44%). Conclusões: Depois que a associação da raça Romosinuano foi estabelecida no México, tem ocorrido uma redução da diversidade genética, principalmente devido a perdas aleatórias de genes.

African elephant genetics: enigmas and anomalies

During the last two decades, our understanding of the genetics of African elephant populations has greatly increased. Strong evidence, both morphological and genetic, supports recognition of two African elephant species: the savanna elephant (Loxodonta africana) and the forest elephant (L. cyclotis). Among elephantids, phylogeographic patterns for mitochondrial DNA are highly incongruent with those detected using nuclear DNA markers, and this incongruence is almost certainly due to strongly male-biased geneflow in elephants. As our understanding of elephant population genetics has grown, a number of observations may be considered enigmatic or anomalous. Here, several of theseare discussed. (i) There are a number of within-species morphological differences purported to exist among elephants in different geographic regions, which would be difficult to reconcile with the low genetic differentiation among populations. (ii) Forest elephants have a higher effective population size than savanna elephants, with nuclear genetic markersmuch more diverse in the forest elephants than savanna elephants,yet this finding would need to be reconciled with thelife history of the two species. (iii) The savanna and forest elephants hybridize and produce fertile offspring, yet full genome analysis of individuals distant from the hybrid zone suggests that gene flow has been effectively sterilized for atleast ∼500,000 years. (iv) There are unexplored potentialramifications of the unusual mito–nuclear patterns among elephants. These questions are considered in light of highmale and low female dispersal in elephants, higher variance of reproductive success among males than females, and of habitat changes driven by glacial cycles and human activity

Estrutura populacional da raça Girolando / Population structure of Girolando breed

O objetivo neste estudo foi avaliar a estrutura genética da população de bovinos da raça Girolando no Brasil. Analisou-se o arquivo de pedigree de 26.969 animais, composto de 3.031 machos e 23.938 fêmeas. O nível de conteúdo de informação do pedigree na geração atual foi 61%, mostrando ser de qualidade moderada. O coeficiente de endogamia médio e o coeficiente de relação médio da população Girolando foram 0,11 e 0,13%, respectivamente. O tamanho efetivo da população, considerando a geração completa traçada, foi 188, acima do nível crítico. Do total de 9.457 ancestrais que contribuíram para a população de referência, 457 explicaram 50% da variabilidade genética da população. O número efetivo de fundadores foi 551 e o de ancestrais 393. O intervalo médio de geração foi de 5,26 anos, sendo ligeiramente maior nas trilhas gaméticas mãe-filho e pai-filha. A partir dos coeficientes estimados, pode-se concluir que a endogamia nos rebanhos da raça Girolando foi de pequena magnitude e que as práticas de acasalamento foram adequadas durante o período avaliado. No entanto, é importante continuar com o monitoramento desses coeficientes a fim de prevenir perda de variabilidade genética.

The aim of this study was to evaluate the population structure of Girolando cattle in Brazil. The pedigree file contained 26,969 individuals, from which 3,031 were males and 23,938 were females. The average level of completeness of the pedigree in the current generation was of reasonable quality (61%). Inbreeding and average relatedness coefficients were low: 0.11 and 0.13%, respectively. Estimates of effective population size considering the full generations traced was 188, which is above the critical level range. The number of ancestors that contributed to the reference population was 9,457 animals, from which 457 explained 50% of the genetic variability of the population. The effective number of founders and the effective number of ancestors in this population were, respectively, 551 and 393. The average generation interval was 5.26 years, slightly higher in genetic pathways dam-son and sire-daughter. The inbreeding in the Girolando breed was of small magnitude, indicating that the current practices of mating were adequate during the study period. However, it is important to continue monitoring these coefficients in order to prevent loss of genetic variability.

Decline of genetic variability in a captive population of Pacific white shrimp Penaeus (Litopenaeus) vannamei using microsatellite and pedigree information

Background: The objective of this study was to estimate the decline of genetic variability and the changes in effective population size in three shrimp populations. One was a wild population collected at several points in the Mexican Pacific Ocean. The other two populations were different generations (7 and 9) from a captive population selected for growth and survival. Microsatellite markers and pedigree were both used to assess genetic variability and effective population size. Results: Using 26 loci, both captive populations showed a decline in the expected heterozygosity (20%) and allelic diversity indices (48 to 91%) compared to the wild population (P < 0.05). The studied captive populations did not differ significantly from each other regarding their expected heterozygosity or allelic diversity indices (P > 0.05). Effective population size estimates based on microsatellites declined from 48.2 to 64.0% in cultured populations (P < 0.05) compared to the wild population. Conclusions: An important decline of genetic variability in the cultured selected population due to domestication, and evidence of a further smaller decline in effective population size across generations in the selected population were observed when analyzing pedigree (41%) and microsatellite data (37%). Pedigree keeping is required to prevent the decline of effective population size and maintain genetic variability in shrimp breeding programs, while microsatellites are useful to assess effective population size changes at the population level.

Comparação de metodologias de seleção sob oscilação genética / Comparison of selection methodologies under genetic drift

Determinou-se o número adequado de repetições na comparação de métodos de seleção tradicionais e associados a marcadores moleculares, com diferentes tamanhos efetivos e sob diferentes sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados, usando simulação com o programa GENESYS. Para comparar os diferentes métodos de seleção utilizaram-se populações com tamanhos efetivos de 18,18 (TE1) e de 66,66 (TE2) e uma, 10 e 30 repetições por geração, avaliando-se os valores fenotípicos médios. Para as situações com apenas uma repetição, os resultados apresentaram incoerências, independentemente do tamanho efetivo (TE1 ou TE2) ou do sistema de acasalamento (RAA - reprodutores acasalados aleatoriamente, EIC - exclusão de irmãos completos ou EICMI - exclusão de irmãos completos e meio-irmãos). Observou-se que a oscilação genética influencia o ganho genético, principalmente, em populações com pequeno tamanho efetivo e que um valor mínimo de 10 repetições por geração é necessário para assegurar a consistência dos resultados obtidos pelos métodos de seleção.

This work was carried out to determine the required number of replicates for comparison of conventional and molecular marker-associated selection methods in distinct effective population sizes and different mating systems, by simulations using the software GENESYS. Effective populational size of 18.18 (ES1) and 66.66 (ES2), and one, 10, and 30 replicates per generation were used to compare the different selection methods, based on mean phenotypic values. Incongruences results were observed when a single replicate was considered independently of effective size (ES1or ES2) and the mating system (random mating; exclusion of full-sibs or exclusion of both full and half-sibs). Genetic oscillation influenced the genetic gain, mainly in populations of small effective size. Furthermore, at least 10 replicates per generation were required to obtain sound consistent results for both selection methods.