Effects of gibberellic acid concentration and fruit maturation stage on seed germination and vigor of pitahaya seedlings / Doses de ácido giberélico e estágio de maturação de frutos na germinação de sementes e vigor de plântulas de pitaya

With increased interest in cultivation, the study of white-fleshed pitahaya (Selenicereus undatus (Haw.) D.R. Hunt, Cactaceae family) seedling production is of fundamental importance in the search for novel techniques to increase cultivation and guarantee homogeneous and productive orchards. The present study investigated the influence of various gibberellic acid (GA3) concentrations and fruit maturation stages on seed germination and vigor of white-fleshed pitahaya seedlings, considering the physiological quality of seedlings produced to support genetic breeding and conservation programs of the species. White-fleshed pitahaya seeds at two maturation stages (physiologically ripe and maintained at 10 °C in Biochemical Oxygen Demand incubators for three months) were treated with varying GA3 concentrations of 0, 50, 100, and 500 mg/L. We observed the influence of fruit storage on seedling germination, emergence, and growth as a function of GA3 concentration. According to the results, seeds extracted from ripe white-fleshed pitahaya fruits grown under the conditions tested here required GA3 application to increase seedling emergence and vigor, with optimal doses in the 150-300-mg/L range. In the case of pitahaya fruits intended for storage for future seed removal and maintained under the same sowing conditions, the application of higher doses of GA3 was necessary when compared to the previous condition, with a minimum dose of 500 mg/L GA3. The present study shows that the maturation stage of white-fleshed pitahaya fruits intended for seed removal influences the quality of seedlings; therefore, the use of seeds extracted from ripe pitahaya fruits without fermentation is more appropriate for the purpose.

Com o crescente interesse no seu cultivo, estudos na produção de pitaya ((Selenicereus undatus (Haw.) D.R. Hunt, família Cactaceae) é de fundamental importância quando se busca novas técnicas para o incremento do cultivo e garantia de um pomar homogêneo e produtivo. Objetivou-se avaliar a influência do uso de diferentes concentrações de ácido giberélico e do estágio de maturação de frutos na germinação de sementes e vigor de plântulas de pitaya vermelha da polpa branca, tendo em vista a qualidade fisiológica de mudas produzidas a fim de subsidiar trabalhos de melhoramento genético e conservação da espécie. Foram utilizadas sementes de frutos de pitaya vermelha da polpa branca em dois estágios de maturação (fisiologicamente maduros e conservados à 10°C em BOD por 3 meses), tratadas com diferentes concentrações de ácido giberélico: 0, 50, 100 e 500 mg/L. Foi possível observar que houve influência do armazenamento de frutos na germinação, emergência e crescimento das plântulas em função das concentrações de ácido giberélico. Assim, verifica-se que, no caso de sementes extraídas de frutos maduros de pitaya vermelha da polpa branca, quando semeadas nas condições do presente estudo, é necessário a utilização de GA3 para incrementar a emergência e o vigor das plântulas, com doses ótimas variando entre 150 e 300 mg/L. No caso da necessidade em armazenar os frutos de pitaya para a posterior retirada de sementes, também nas mesmas condições de semeadura do presente estudo, observa-se que, em síntese, é necessária a utilização de GA3, porém em doses maiores do que o observado no primeiro, sendo de, no mínimo, 500 mg/L. O presente estudo mostra que há influência do estágio de maturação dos frutos de pitaya vermelha de polpa branca para retirada de sementes sobre a qualidade das mudas, concluindo que o uso de sementes extraídas de frutos maduros, sem fermentação, é mais adequado para esta finalidade.

Novel NARC-G1 garlic: comparative allicin quantification with morpho-biochemical & genetic profiling / O raro NARC-G1 alho: quantificação comparativa de alicina com perfil morfo-bioquímico e genético

Garlic (Allium sativum) is an important cash food crop, and the biotechnology industry has considerable interest in the plant because of its medicinal importance. These medicinal properties are attributed to organosulphur compounds as the accumulation of these compounds varies according to genotype, locality, light quality, and cultivation practices. In this study, we compared a newly developed garlic variety NARC-G1 by National Agricultural Research Centre (NARC), Islamabad, Pakistan with three different garlic cultivars and highlighted the distinctive attributes like phenotypic characteristics, the content of allicin, elemental profile, and gene polymorphism. Phenotypic analysis showed NARC-G1 has significantly higher bulb weight (66.36g ± 18.58), single clove weight (5.87g ± 1.041), and clove width (17.41mm ± 0.95) which directly correlates to the size of the garlic. The analytical analysis showed the highest allicin content (4.82 ± 0.001) in NARC-G1. Genotyping of the alliinase in all four cultivars showed indels in the gene resulting in distinguishable changes in organosulphur compounds' profile. NARC-G1 is unique from other garlic cultivars and could be the best choice for mass production with proper cultivation and irrigation management. Moreover, for Pakistan NARC-G1 could be a potential contender to earn the industrial benefits with inland cultivation instead of importing garlic alleviating the economic burden.

O alho (Allium sativum) é uma importante cultura alimentar de rendimento e a indústria biotecnológica tem um interesse considerável na planta devido à sua importância medicinal. As propriedades medicinais são atribuídas aos compostos organossulfurados, enquanto o acúmulo de sulfóxidos de cisteína (CSOs) varia de acordo com genótipo, localidade, qualidade da luz e práticas de cultivo. Neste estudo, comparamos uma variedade de alho recém-desenvolvida NARC-G1 pelo Centro Nacional de Pesquisa Agropecuária (NARC), Islamabade, Paquistão, com três diferentes cultivares de alho, e destacamos os atributos distintivos, como características fenotípicas, conteúdo de alicina, perfil elementar e gene polimorfismo. A análise fenotípica mostrou que o NARC-G1 tem peso de bulbo significativamente maior (66.36g ± 18.58), peso de um único dente (5.87g ± 1.041) e largura do dente (17.41mm ± 0.95), o que se correlaciona diretamente com o tamanho do alho. A análise analítica indicou maior teor de alicina (4.82 ± 0.001) no NARC-G1. A genotipagem do gene da aliinase em todas as quatro cultivares mostrou indels no gene, resultando em mudanças distinguíveis no perfil das CSOs. O NARC-G1 é único em relação a outras cultivares de alho e pode ser a melhor escolha para produção em massa com cultivo adequado e manejo de irrigação. Além disso, para o Paquistão, o NARC-G1 pode ser um potencial candidato para obter os benefícios industriais com o cultivo no interior, em vez de importar alho, aliviando o ônus econômico.

Correlation of genome methylation of fig tree accessions with natural nematode and rust incidence / Correlação entre a metilação genômica de acessos de figueira e a incidência natural de nematoides e ferrugem

Commercial fig tree cultivation in Brazil involves a single cultivar, 'Roxo-de-Valinhos'. The use of a single cultivar results in serious diseases and related problems. The aim of this study was to characterize fig accessions by analyzing the natural root-knot nematode and leaf rust incidence in relation to the epigenomic profile of the plant, since epigenetic variations affect plant-pathogen interactions. All plants were attacked by nematodes, indicating susceptibility; Meloidogyne incognita was the root-knot nematode species involved. Joint analysis of data showed that methylation and leaf rust incidence were correlated when observed in the same phenological phase, presenting initial evidence of the same factorial pressure loads in genotypes, suggesting similar behavior within these genotypes.

O Brasil é o maior produtor de figos da América do Sul, porém o cultivo comercial brasileiro da figueira baseia-se na plantação de uma única cultivar, o Roxo-de-Valinhos, resultando em sérios problemas relativos a pragas e doenças. Uma vez que há variações epigenéticas na interação planta-patógeno, principalmente por meio da regulação gênica, o presente trabalho objetiva realizar a caracterização in vivo de acessos de figo, por meio da análise de incidência natural de nematoides formadores de galha e de incidência natural de ferrugem, correlacionada ao seu perfil epigenômico, a fim de subsidiar trabalhos de conservação, melhoramento genético e produção da cultura. A análise dos componentes principais dos dados da caracterização dos acessos foi realizada por meio da matriz de correlação residual obtida pela análise de variância conjunta utilizando o programa GENES. Pôde-se constatar que todas as plantas foram atacadas por este patógeno, evidenciando que são suscetíveis ao mesmo. Já a análise conjunta dos dados demonstrou que a metilação e a incidência de ferrugem em folhas, quando observadas na mesma fase fenológica da planta, se correlacionam, apresentando evidências iniciais de mesmas cargas fatoriais de pressão nos genótipos, com a premissa de comportamento semelhante nos mesmos, indicando que, além do fator genético, fatores abióticos também são responsáveis pelas alterações no fenótipo das plantas, evidenciando a plasticidade fenotípica das mesmas.

Variability in indigenous Pakistani tomato lines and worldwide reference collection for Tomato Mosaic Virus (ToMV) and Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) infection / Variabilidade em linhagens indígenas de tomate do Paquistão e coleção de referência global para infecção por vírus do mosaico do tomateiro (ToMV) e vírus da folha amarela do tomate (TYLCV)

Local and exotic germplasm of tomato remains a major source for genetic improvement. Assessment of such lines for biotic stresses particularly viral diseases are the most important criteria for selection in Pakistan, where Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) and Tomato Mosaic Virus (ToMV) are the major diseases/viruses. A set of 40 accessions (including indigenous Pakistani lines and exotic germplasm from Europe, the United States, and Asia) were evaluated for their resistance/infection response to ToMV with artificial inoculation under greenhouse conditions. Infection response was quantified through disease scoring and DAS-ELISA test (for ToMV). A subset of 24 lines, was further screened for TYLCV using disease scoring and TAS-ELISA. The tested lines showed significant variability for resistance to ToMV. Only one accession (Acc-17878) was resistant to the ToMV whereas seven accessions i.e. Acc-17890, AVR-261, CLN-312, AVR-321, EUR-333, CLN-352, and CLN-362 expressed resistance to TYLCV. Correlation between phenotypic evaluation was confirmed by the ELISA results in both diseases, although both tools complemented to assess the viral infection status. In future, tomato breeding programs must consider breeding for ToMV and TYLCV resistance (using identified germplasm in our study) so as to deliver virus resistant tomato varieties.

O germoplasma local e exótico do tomate continua sendo uma importante fonte de melhoramento genético. A avaliação de linhagens para estresses bióticos, particularmente as doenças virais, é o critério mais importantes para seleção no Paquistão, onde o vírus da folha amarela do tomate (TYLCV) e o vírus do mosaico do tomateiro (ToMV) são as principais doenças/vírus. Um conjunto de 40 acessos (incluindo linhagens indígenas do Paquistão e germoplasma exótico da Europa, dos Estados Unidos e da Ásia) foi avaliado quanto à resistência/resposta à infecção ao ToMV com inoculação artificial em casa de vegetação. A resposta à infecção foi quantificada por meio de pontuação da doença e de teste DAS-ELISA (para ToMV). Um subconjunto de 24 linhas foi posteriormente rastreado para TYLCV usando pontuação de doença e TAS-ELISA. As linhas testadas apresentaram variabilidade significativa para resistência ao ToMV. Apenas um acesso (Acc-17878) foi resistente ao ToMV, enquanto sete acessos (Acc-17890, AVR-261, CLN-312, AVR-321, EUR-333, CLN-352 e CLN-362) expressaram resistência ao TYLCV. A correlação entre a avaliação fenotípica foi confirmada pelos resultados do ELISA nas duas doenças, embora ambas as ferramentas tenham se complementado para avaliar o estado da infecção viral. No futuro, os programas de melhoramento de tomate devem considerar aperfeiçoamentos para resistência ao ToMV e TYLCV (usando germoplasma identificado em nosso estudo) de modo a fornecer variedades de tomate resistentes a vírus.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.(AU)

A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.(AU)

Caracterização pelvimétrica de matrizes caprinas anglonubianas / Pelvimetric characterization of anglo nubian goatdares / Caracterización pelvimétrica de cabras de raza anglonubia

Atualmente, poucos estudos se dedicam a pesquisas mais aprofundadas de aspectoselementares da pelvimetria, sendo estes, ainda mais escassos com a espécie caprina enestesentido, o presente estudo tem como objetivo caracterizar as medidas externas corpóreasdematrizes caprinas e de sua pelve. Foram utilizadas 30 matrizes caprinas da raça Anglonubianaem idade reprodutiva, manejadas em sistema intensivo, pertencentes ao setor decaprinocultura da Universidade Federal do Piauí (UFPI), Campus Professora CinobelinaElvas (CPCE), Bom Jesus, Piauí, Brasil. Durante todo o ciclo produtivo, foramrealizadasmensurações pélvicas das matrizes durante a gestação e no pós-parto, suas medidas corporaise peso vivo. As análises estatísticas foram realizadas pelo Statistical Analysis Softwareabrangendo análise discriminante, correlação, regressão e comparação de médias. Osresultados obtidos para as características de AC (altura de cernelha), CC(comprimentocorporal), PT (perímetro torácico), BII (biilíaca externa), BISQ (biisquiática externa) e ILIOQ(ilioisquiática externa) apresentaram um baixo coeficiente de variação (C.V), o que demonstrauma estabilidade do rebanho com relação a essas características, ocorrendo poucas variaçõesentre os animais. Não foram verificadas diferenças significativas para as medidas de Biilíacaea Ilioisquiática externas com relação ao estágio fisiológico. Já com relação a Biisquiática, foi observado um aumento durante a gestação. De acordo com os dados observados, nãoocorreram diferenças significativas entre as características avaliadas entre cabras primíparasemultíparas. A incorporação de bancos de dados com as medidas corporais e pélvicas de cabrasauxiliam no desenvolvimento de programas de melhoramento genético de diferentes raçascaprinas, reduzindo a ocorrência de eventos de distocia e /ou dificuldade ao parto de modogeral. As amostragens foram incorporadas em um banco de dados, que está sendo construídopara controle e análise genética dos animais do Colégio Técnico de BomJesus, Piauí. Asinformações de produção e reprodução do rebanho também estarão disponíveis nesse bancode dados.(AU)

Currently, few studies are dedicated to more in-depth research of elementary aspectsofpelvimetry, which are even scarcer with the goat species and in this sense, the present studyaims to characterize the external body measurements of goat matrices and their pelvis. ThirtyAnglonubian goats at reproductive age, managed in an intensive system, belonging tothegoat sector of the Federal University of Piauí (UFPI), Campus Professora Cinobelina Elvas (CPCE), Bom Jesus, Piauí, Brazil, were used. During the entire production cycle, pelvicmeasurements of the goats were performed during pregnancy and postpartum, their bodymeasurements and live weight. Statistical analyzes were performed by the Statistical AnalysisSoftware covering discriminant analysis, correlation, regression and comparison of means. The results obtained for the characteristics of AC (height at the withers), CC(bodylength), PT (chest circumference), BII (external biiliac), BISQ (external bischial) and ILIOQ(external ilioschiatic) showed a low coefficient of variation (C.V), which demonstrates a stabilityof theherd in relation to these characteristics, with little variation between animals. No significant differences were found for the external Biiliac and Ilioischiatic measurements in relationtothe physiological stage. Biischiatica, on the other hand, was observed to increase duringpregnancy. According to the observed data, there were no significant differences betweenthecharacteristics evaluated between primiparous and multiparous goats. The incorporationofdatabases with body and pelvic measurements of goats helps in the development of geneticimprovement programs for different goat breeds, reducing the occurrence of dystocia eventsand/or delivery difficulties in general. The samples were incorporated into a database, whichis being built for control and genetic analysis of the animals of the Colégio TécnicodeBomJesus, Piauí. Herd production and reproduction information will also be available inthisdatabase.(AU)

Actualmente, pocos estudios se dedican a la investigación más profunda de los aspectoselementales de la pelvimetría, que son aún más escasos con la especie caprina y, enestesentido, el presente estudio tiene como objetivo caracterizar las medidas corporales externasde las matrices caprinas y su pelvis. Se utilizaron 30 cabras anglonubias en edad reproductiva, manejadas en sistema intensivo, pertenecientes al sector caprino de la Universidad Federal dePiauí (UFPI), Campus Professora Cinobelina Elvas (CPCE), Bom Jesus, Piauí, Brasil. Durante todo el ciclo de producción se realizaron mediciones pélvicas de las cabras durantelagestación y posparto, sus medidas corporales y peso vivo. Las análisis estadísticasserealizaron mediante el software de análisis estadístico que abarca el análisis discriminante, lacorrelación, la regresión y la comparación de medias. Los resultados obtenidos paralascaracterísticas AC (altura a la cruz), CC (longitud corporal), PT (circunferencia torácica), BII(bilia externa), BISQ (bisquial externa) e ILIOQ (iliosquiática externa) mostraronunbajocoeficiente de variación (C.V), lo que demuestra una estabilidad del rebaño en relaciónaestascaracterísticas, con pocas variaciones entre animales. No hubo diferencias significativas paralas medidas externas Bilíaca e Ilioisquiática en relación al estadio fisiológico. Biischiatica, por otro lado, se observó que aumenta durante el embarazo. De acuerdo con los datosobservados, no hubo diferencias significativas entre las características evaluadas entre cabrasprimíparas y multíparas. La incorporación de bases de datos con medidas corporalesypélvicas de caprinos ayuda en el desarrollo de programas de mejoramiento genéticoparadiferentes razas caprinas, reduciendo la ocurrencia de eventos de distocia y/o dificultadesdeparto en general. Las muestras fueron incorporadas a una base de datos, que está siendoconstruida para el control y análisis genético de los animales del Colégio Técnico deBomJesus, Piauí. La información sobre producción y reproducción del rebaño tambiénestarádisponible en esta base de datos.(AU)

Embryo biopsies for genomic selection in tropical dairy cattle

Genomic selection has transformed the livestock industry, enabling early-life selection of animals. Biopsy sampling of pre-implantation embryos has been described since 1968. However, it was only after 2010, with the advancement of molecular biology techniques such as whole genomic amplification and SNP Chips, that next-generation sequencing became commercially available for bovine embryos. It is now possible to make decisions about which embryos to transfer not only based on recipients' availability or embryo morphology but also on genomic estimates. This technology can be implemented for a wide spectrum of applications in livestock. In this review, we discuss the use of embryo biopsy for genomic selection and share our experience with Gir and Girolando Brazilian breeding programs, as well as future goals for implementing it in Brazilian bovine in vitro embryo production practices.(AU)

Impact of different search strategies on the results of a meta-analysis for mastitis in dairy cattle / Impacto de diferentes estratégias de busca sob os resultados de uma metanálise para a característica mastite em gado de leite

Poorly formulated search strategies can have great influences on the results of a meta-analysis, since it directly impacts the amount and adherence to the theme of the works used for study, therefore, the formulation of a consistent and functional search strategy is essential for the review system to achieve its goals. The objective of this work was to study the impact of different search strategies in a systematic review by performing a meta-analysis to estimate heritability for the mastitis trait in dairy cattle. Once the search strategies were defined, the searches carried out in the Web of science, Scopus, Scielo and Pubmed databases returned 921 studies from which, after going through the identification, selection, eligibility and inclusion processes, 25 studies were selected. Withdrawals from selected articles, 26 heritability estimates were used in the meta-analysis. A random effect model was used, with all analyzes performed by the R program, through the Metafor package. The estimates obtained through the combined statistics of studies for mastitis, presented values of low magnitude (0.05 and 0.06). The effects of search strategies have a significant impact on the meta-analysis estimates produced.

Estratégias de buscas mal formuladas podem apresentar grandes influências nos resultados de uma metanálise, uma vez que impacta diretamente na quantidade e aderência ao tema dos trabalhos utilizados para estudo, portanto, a formulação de uma estratégia de busca consistente e funcional é fundamental para que a revisão sistemática atinja seus objetivos. O objetivo deste trabalho foi estudar o impacto de diferentes estratégias de busca em uma revisão sistemática por meio da realização de uma metanálise para estimação de herdabilidade para a característica mastite em gado de leite. Uma vez definidas as estratégias de busca, as pesquisas realizadas nas bases de dados Web of science, Scopus, Scielo e Pubmed retornaram 921 estudos dos quais, após passarem pelos processos de identificação, seleção, elegibilidade e inclusão, 25 estudos foram selecionados. Retiradas dos artigos selecionados, 26 estimativas de herdabilidades foram utilizadas na realização da metanálise. Utilizou-se um modelo de efeito aleatório, sendo todas as análises realizadas pelo programa R, por meio do pacote Metafor. As estimativas obtidas através da estatística combinada de estudos para mastite, apresentou valores de baixa magnitude (0,05 e 0,06). Os efeitos das estratégias de busca têm impacto significativo nas estimativas de metanálise produzidas.

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.

Genetic parameters and genetic trends for production traits in dairy Gir cattle / Parâmetros genéticos e tendências genéticas de características de produção de bovinos Gir Leiteiro

The objective of this research was to estimate genetic parameters and genetic trends (GT) for 305-day milk yield (MY305) and 305-day fat yield (FY305) of purebred Dairy Gir animals of the National Dairy Gir Breeding Program. The restricted maximum likelihood method was used in an animal model. GT were obtained via linear regression and divided into two periods (1935-1992 and 1993-2013 for PL305; 1935-1992 and 1993-2010 for MY305). The estimated heritabilities were 0.23 (MY305) and 0.10 (FY305). The GT (kg/year) values for MY305 in the 2nd period for measured females (25.49), females (26.11), and males (35.13) were higher than those found in the 1st period (2.52; 2.06, and 1.00, respectively). The heritability estimated for MY305 confirmed the possibility of genetic improvement by selection and indicated a lower additive genetic effect on FY305 of purebred animals. The genetic progress for MY305 in all purebred population is denoted by the more expressive gains found from 1990's, when the first bull catalogs were published.

Objetivou-se estimar os parâmetros genéticos e tendências genéticas (GT) para produção de leite (MY305) e produção de gordura (FY305), ambas em 305 dias, de animais puros Gir Leiteiro, integrantes do Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro. Foi utilizada a metodologia da máxima verossimilhança restrita em modelo animal. As GT foram obtidas via regressão linear e divididas em dois períodos (1935-1992 e 1993-2013 para PL305; 1935-1992 e 1993-2010 para MY305). As herdabilidades foram de 0,23 (MY305) e 0,10 (FY305). Para PL305, as GT (kg/ano) do 2º período para fêmeas mensuradas (25,49), fêmeas (26,11) e, machos (35,13) foram claramente superiores às do 1º período (2,52; 2,06 e 1,00; respectivamente). A estimativa de herdabilidade para MY305 reafirma ser possível melhoramento genético por meio de seleção, enquanto para FY305 sugere uma menor influência genética aditiva em animais puros. O progresso genético para MY305 em toda a população pura está evidenciado pelos ganhos mais expressivos, observados a partir da década de 90, quando foram divulgados os primeiros sumários de touros.

Fatores que impactam na eficiência reprodutiva de vacas de corte / Factors that impact the reproductive efficiency of beef cows

A maior produtividade na pecuária está correlacionada com a eficiência reprodutiva do rebanho. As biotécnicas da reprodução, principalmente os protocolos de sincronização da ovulação, são de grande importância para otimizar a produção e acelerar o ganho genético em rebanhos de corte e de leite. No entanto, alguns fatores como a categoria animal, o manejo reprodutivo implementado na propriedade e o reprodutor utilizado podem afetar os resultados de fertilidade nos protocolos de IATF. Dessa maneira, algumas estratégias foram desenvolvidas para contornar alguns desafios inerentes a vacas de corte em anestro pós-parto e aumentar a eficiência reprodutiva dessas fêmeas. Dentre as estratégias, destacam-se a utilização de progesterona e a suplementação energética/proteica previamente ao início do protocolo de IATF.(AU)

The reproductive efficiency of the herd is correlated with higher productivity in livestock. Reproduction biotechniques as ovulation synchronization protocols are important to optimize production and accelerate genetic profit in beef and dairy herds. However, some factors such as the animal category, the reproductive management implemented on the farm and the sire used can affect the fertility results in the TAI protocols. In this way, some strategies were developed to overcome some challenges of postpartum anestrus beef cows and to increase the reproductive efficiency of these cows. The use of progesterone and energy/protein supplementation before starting the TAI protocol stand out are the strategies.(AU)

Study of the mutation causing type 1 polysaccharide storage myopathy in a Mangalarga Marchador population used in breeding programs / Estudo da mutação causadora da miopatia por acúmulo de polissacarídeo tipo 1 em uma população de cavalos Mangalarga Marchador utilizados em programas de melhoramento

The Mangalarga Marchador (MM) breed, which originated in Brazil, constitutes the largest number of horses in the country. The animals are versatile and used in several sports because of major investments made for the genetic improve-ment of the breed. In recent decades, advances in molecular techniques enabled the identification of genetic diseases in hor-ses. Conducting molecular tests and determining the occurrence of mutations are fundamental for the early identification and prevention of abnormalities. Among the known genetic diseases that occur in horses, the c.926G>A mutation in the GYS1gene that causes type 1 polysaccharide storage myopathy (PSSM1) stands out, because it has been identified in several breeds of horses. Although myopathy is common in MM horses, the occurrence of the c.926G>A mutation in the GYS1 gene has not yet been evaluated. The lack of knowledge about the possible presence of PSSM1 averts the adoption of control measures to prevent the spread of the disease in MM horses. Therefore, the aim of this study was to verify the occurrence of the muta-tion that causes PSSM1 in MM horses used in breeding programs. Blood DNA was extracted and the region of the GYS1gene containing the mutation was amplified and sequenced. No mutation in the GYS1 gene was found in the evaluated sam-ples. However, since clinical signs of myopathy are frequently observed in MM horses, further studies, including histological analysis, are necessary to establish the underlying causes. In addition, if there is a genetic pattern of occurrence, molecular studies should be considered.(AU)

A raça Mangalarga Marchador (MM), originária do Brasil, constitui a raça de maior número de equinos no país. Os animais são versáteis e utilizados em diversos esportes devido aos seus grandes investimentos em melhoramento genético. Nas últimas décadas, o avanço das técnicas moleculares permitiu a identificação de doenças genéticas em cavalos. A realização de testes moleculares e a determinação da ocorrência de mutações são fundamentais para a identificação precoce e prevenção de anormalidades. Dentre as doenças genéticas conhecidas em equinos, destaca-se a mutação c.926G>A no gene GYS1 causadora da miopatia por acúmulo de polissacarídeo tipo 1 (PSSM1), pois foi identificada em diversas raças equinas. Embora a miopatia seja comum em cavalos MM, a ocorrência da mutação c.926G>A no gene GYS1 ainda não foi avaliada. A falta de conhecimento sobre a possível presença de PSSM1 inviabiliza a adoção de medidas de controle para prevenir a disseminação da doença em equinos MM. Portanto, o objetivo deste estudo foi verificar a ocorrência da mutação causadora de PSSM1 em cavalos MM utilizados em programas de melhoramento. O DNA sanguíneo foi extraído e a região do gene GYS1contendo a mutação foi amplificada e sequenciada. Nenhuma mutação no gene GYS1 foi encontrada nas amostras avaliadas. No entanto, como sinais clínicos de miopatia são frequentemente observados em cavalos com MM, mais estudos, incluindo análises histológicas, são necessários para estabelecer as causas subjacentes. Além disso, se houver um padrão genético de ocorrência, estudos moleculares devem ser considerados.(AU)

Critérios e metodologias para produzir sêmen de caprinos e ovinos em nível de fazenda / The criteria and methodologies used to produce ram and goat semen on the farm

A criopreservação de sêmen é uma importante estratégia para o armazenamento de material genético de reprodutores ovinos e caprinos, considerados superiores do ponto de vista fenotípico, mas especialmente, pelos seus méritos genéticos. Hoje no Brasil apenas uma central regulamentada pelo MAPA está ema atividade, o que significa que existe pouca dose de sêmen comercial à disposição para programas de melhoramento genético. Programas de banco de sêmen podem ser realizado nas fazendas, entretanto, tem seu uso limitado a propriedade onde está o reprodutor. Neste caso, apesar de maiores limitações de estrutura e equipamentos para a execução do serviço, o domínio das variações da técnica de congelação de sêmen e o cuidado com as questões sanitárias dos reprodutores possibilitará ao Médico-Veterinário a execução do serviço com níveis adequados de segurança e qualidade das doses de sêmen produzidas. O objetivo deste estudo é apresentar e discutir critérios e metodologias para congelação de sêmen de pequenos ruminantes em diferentes condições, fruto de diversas experiências e trabalhos desenvolvidos por nosso grupo e outros, nos últimos vinte anos, e que tem possibilitado resultados satisfatórios.(AU

Sperm cryopreservation is an important strategy for the storage of genetic material from ovine and goat breeders, considered superior from the phenotypic point of view, but especially for their genetic merits. Today in Brazil only one center regulated by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply is in operation, which means that there is little dose of commercial semen available for genetic improvement programs. Semen bank programs can be carried out on farms; however, their use is limited to the property where the breeder is located. In this case, despite greater limitations of structure and equipment for the execution of the service, mastering variations in the semen freezing technique and taking care of the health issues of the breeders will enable the Veterinarian to perform the service with adequate levels of safety and quality of semen doses produced. This study aims to present and discuss criteria and methodologies for freezing semen from small ruminants under different conditions, the result of several experiences and works carried out by our group and others, in the last twenty years, which have enabled satisfactory results.(AU))

A proposed new frame score system for Nellore cattle / Proposta de novo sistema de escore de estrutura corporal para bovinos Nelore

A new frame score system was developed for Nellore cattle, based upon ideal slaughter weights to achieve desired degrees of carcass fat cover. Data consisting of 688 complete records including sex, age, weight, hip height, and subcutaneous fat on growing Nellore cattle (190 males and 498 females) were obtained from the National Association of Breeders and Researchers (ANCP), Ribeirão Preto - SP, Brazil. Weight data were regressed on sex, age, hip height, and fat cover as covariates. Age was then fixed at 550 days and fat cover was set to 6 mm, and new equations for frame scores (1 to 11) in Nellore cattle were developed: FrameNellore (males) = -42.43 + 0.04919 × Age + 0.3368 × Height - 0.0003369 × Age × Height and FrameNellore (females) = -41.76 + 0.04919 × Age + 0.3368 × Height - 0.0003369 × Age × Height (Age and Height in days and cm, respectively). The Nellore equations resulted in average frame of 5.3, ranging from 2.3 to 7.7. Values were similar for males (5.4) and females (5.3). By contrast, previous equations gave higher values, that were very different between males and females. The new Nellore frame scores appear reasonable, particularly regarding body composition.(AU)

Um novo sistema de escore para estrutura corporal foi desenvolvido para bovinos Nelore, baseado em pesos de abate ideais para atingir os graus desejados de cobertura de gordura da carcaça. Dados de 688 registros completos incluindo sexo, idade, peso, altura do quadril e gordura subcutânea de bovinos Nelore em crescimento (190 machos e 498 fêmeas) foram obtidos da Associação Nacional de Criadores e Pesquisadores (ANCP), Ribeirão Preto - SP, Brasil. Os dados de peso foram regredidos por sexo, idade, altura do quadril e cobertura de gordura como covariáveis. A idade foi então fixada em 550 dias e a cobertura de gordura foi fixada em 6 mm, e novas equações para escores de estrutura corporal (1 a 11) em bovinos Nelore foram desenvolvidas: FrameNelore (machos) = -42,43 + 0,04919 × Idade + 0,3368 × Altura - 0,0003369 × Idade × Altura e FrameNellore (fêmeas) = -41,76 + 0,04919 × Idade + 0,3368 × Altura - 0,0003369 × Idade × Altura (Idade e Altura em dias e cm, respectivamente). As equações de Nelore resultaram em estrutura corporal médio de 5,3, variando de 2,3 a 7,7. Os valores foram semelhantes para machos (5,4) e fêmeas (5,3). Por outro lado, as equações anteriores deram valores mais altos, que eram muito diferentes entre machos e fêmeas. As novas pontuações de estruturacorporal no Nelore parecem razoáveis, principalmente em relação à composição corporal.(AU)

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.

A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.

Influência da genética e dos métodos de conservação sobre a qualidade do sêmen suíno / Influence of genetics and conservation methods on the quality of swine semen

A demanda do mercado impulsionou o melhoramento genético na suinocultura caracterizado pelo cruzamento entre linhagens e raças distintas a fim de possibilitar o aproveitamento da heterose. Esse melhoramento acelerado ocorreu em decorrência da inseminação artificial e manipulação do sêmen, associado ao emprego de diluentes e técnicas de refrigeração. Sendo assim, esta revisão tem como objetivo compilar o conhecimento acerca da influência genética e dos métodos de conservação sobre a qualidade do sêmen suíno, além de discutir a composição e eficiência dos principais diluentes e crioprotetores destinados à conservação espermática nesta espécie. Inicialmente, os animais eram selecionados baseados em características produtivas como habilidade materna, qualidade de carcaça e desempenho. Contudo, a fertilidade do reprodutor, caraterizada pela qualidade espermática e libido, é extremamente importante para indústria suinícola uma vez que determina, o potencial produtivo do plantel indiretamente. Evidências demonstram que os parâmetros espermáticos sofrem influência da genética, sendo que cada raça se destaca numa determinada característica seminal. Além disso, o manejo, idade, alimentação, sazonalidade, as características intrínsecas do espermatozoide e os métodos de conservação do ejaculado também determinam sua viabilidade. Apesar de preconizado devido à fácil execução e ótimos resultados, o sêmen refrigerado tem como limitador a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio. Da mesma forma, o congelamento do ejaculado promove alterações espermáticas em virtude do choque térmico. Sendo assim, o emprego de diluentes e crioprotetores propícios que possibilitem a manutenção a longo prazo da viabilidade espermática é imprescindível para ambos os processos.

The market demand promoted the genetic improvement in swine farming characterized by the crossing between different strains and breeds to make possible the use of heterosis. This accelerated improvement occurred due to artificial insemination and semen manipulation, associated with the use of extenders and refrigeration techniques. Therefore, this review aims to compile knowledge about the genetic influence and conservation methods on the quality of swine semen, besides to discussing the composition and efficiency of the main extenders and cryoprotectants intended for sperm conservation in this species. Initially, animals were selected based on productive traits such as maternal ability, carcass quality, and performance. However, male fertility, characterized by sperm quality and libido, is extremely important for the swine industry as it determines the productive potential of the herd indirectly. Evidences demonstrates that sperm parameters are influenced by genetics, with each race standing out in certain seminal trait. In addition, the management, age, feeding, seasonality, the intrinsic characteristics of the sperm cell, and the methods of ejaculate conservation also determine its viability. Despite being recommended due to its easy execution and excellent results, refrigerated semen has the excessive production of reactive oxygen species as a limiter. Likewise, the ejaculate freezing promotes sperm changes due to heat shock. Therefore the use of suitable extenders and cryoprotectants that allow the long-term maintenance of sperm viability is essential for both processes.

Efficient, fast and low-cost strategies for DNA extraction from different nucleated sheep cells

DNA extraction is usually the first step to perform molecular studies. This process can be nonviable due to genomic DNA (gDNA) extraction commercial kits prices. Furthermore, available DNA extraction protocols generally have high specificity, limiting their use to specific sources of biological material. In order to reduce costs, optimize time and laboratory logistics, besides to demonstrate a versatile protocol, the present study worked on an efficient DNA extraction protocol from somatic and non-somatic cells, using biological material from sheep as a model. For that, gDNA was extracted from whole blood, spermatozoa, and hair bulb cells, collected from three adult sheep, transported at 5ºC and stored at -20ºC until lab procedures. After extraction, gDNA concentration and purity were evaluated in a nano spectrophotometer. gDNA concentration from whole blood was greater (p < 0.05) than extracted from hair bulb cells, which in turn was superior (p < 0.05) than in spermatozoa. Also, gDNA from whole blood and, followed by, sperm showed greater (p < 0.05) purity when compared to gDNA of hair bulb cells. Adapting a gDNA extraction protocol, originally developed for bovine whole blood, enabled to obtain and isolate gDNA in different nucleated sheep cells.(AU)

Impacto da qualidade de sêmen sobre os resultados da IATF / Impact of sperm quality on IATF results

O Brasil vive um cenário de grande demanda pelo produto carne, tanto para o mercado interno quanto para o mercado externo. Para atender a esta demanda, há o envolvimento de toda a cadeia da carne, desde os programas de melhoramento genético com o fornecimento de touros melhoradores para tais características, como as centrais de colheita de sêmen desses animais para uso em massa por meio da Inseminação Artificial em Tempo Fixo (IATF). Para que haja sucesso no uso desta biotécnica, é de vital importância a qualidade do produto sêmen aliado às outras características como ambiência e nutrição.(AU)

Brazil is now with a great demand of beef products, for the domestic and exportation markets. To delivery the demand, the entire meat chain must be involved, included genetics programs to provide and separate superior bulls, and the collection centers that collect this superior genetics bulls to be used in the Fixed Timed Artificial Insemination (FTAI) biotechnique in a large scale. In order to be successful using this biotechnology, the quality of the semen combined with other characteristics such as ambience and nutrition are extremely important.(AU)

Análises computadorizadas da motilidade espermática (CASA): conceitos e possibilidades de padrões / Computerized analysis of sperm motility (CASA): concepts and possibilities of standards

O melhoramento genético possibilitou a evolução da eficiência e taxas de desfrute da pecuária nacional. A biotécnica da IATF (Inseminação Artificial por Tempo Fixo) consolidou-se como a principal ferramenta de disseminação de genética melhorada em rebanhos de leite e de corte. A avaliação espermática laboratorial tem o objetivo de analisar o potencial de reprodutores/partidas de sêmen e buscar a desafiadora tarefa de determinar e estabelecer características confiáveis que possam ser utilizadas como indicadores de fertilidade. Nesse contexto emerge o sistema CASA (Computer-Assisted Sperm Analysis) como ferramenta promissora para obtenção de parâmetros indicativos de fertilidade seminal.(AU)

Genetic improvement enabled the evolution and efficiencies of national livestock activity. The IATF (Fixed Time Artificial Insemination) biotechnology, has established itself as the main tool for the dissemination of improved genetics in dairy and beef herds. Laboratory sperm evaluation aims to analyze the potential of a sires/semen batches and seek the challenging task of determining and establishing reliable characteristics that can be used as fertility indicators. In this context, the computerized system of sperm motility (CASA) emerges as a promising tool for obtaining parameters indicative of seminal fertility.(AU)

Melhoramento genético de peixes: revisão de literatura / Genetic improvement of fish: literature review

A implantação de programas de melhoramento genéticos bem delineados permite ganhos financeiros por meio da maximização de lucros através da geração de animais mais produtivos. Esse resultado é alcançado através de controle sistemático sobre a produção, proporcionando ganhos por geração, maior facilidade de manejo e otimização do espaço produtivo. É evidente o impacto dos programas desenvolvidos em espécies piscícolas, porém, espera-se maior expansão das ferramentas de melhoramento genético, principalmente em espécies nativas como o tambaqui, pintado e chácara, tornando indispensáveis mais estudos para o aperfeiçoamento e difusão de tais técnicas, considerando o grande potencial brasileiro para a produção aquícola.

The implementation of well-designed genetic improvement programs allows financial gains by maximizing profits through the generation of more productive animals. This result is achieved through systematic control over production, providing gains per generation, greater ease of handling and optimization of production space. The impact of the programs developed in fish species is evident, however, a greater expansion of genetic improvement tools is expected, especially in native species such as tambaqui, painted and farm, making more studies indispensable for the improvement and dissemination of such techniques, considering the great Brazilian potential for aquaculture production.