Genetic structure of Antioquia Holstein from two SNPs and association with dairy traits / Estructura genética del Holstein Antioqueño a partir de dos SNP y asociación con características lecheras

Objective. Analyze the structure and genetic differentiation of a population of Antioquia Holstein cows from the polymorphisms A192G of INHA and A-320T of FSHR, and explore the association of the genotypic combinations with milk traits. Materials and methods. 1240 lactations of 356 animals from 9 herds in 6 municipalities of Antioquia were analyzed. Genotyping was performed by PCR-RFLP. Structure and genetic diversity parameters were determined using GenAlex software. The association of genotypes combinations with productive and reproductive traits was explored through a linear mixed model. Results. SNP A192G showed a frequency of 0.534 and 0.466 for A and G alleles respectively and SNP A-320T had a frequency of 0.660 far A allele and 0.339 for T allele, this way the population is in HWE. The F ST, F IS and F IT values were 0.059, 0.285 and 0.328 respectively indicating a moderate genetic differentiation between subpopulations. The A-320T SNP showed significant effect on milk yield. Fat and protein percentage, calving interval and services per conception were not affected by these polymorphisms or their interaction. Conclusions. Phenotypic selection made on this population has not been strong enough to generate noticeable changes in allele frequencies of these polymorphisms or deviations from Hardy-Weinberg equilibrium. The interaction of these polymorphisms has no significant effect on the characteristics of zootechnical interest, so its use in programs of molecular marker assisted selection is not recommended.

Objetivo. Analizar la estructura y diferenciación genética de una población de vacas Holstein de Antioquia a partir de los polimorF ISmos A192G de INHA y A-320T de FSHR, y explorar la asociación de las combinaciones genotípicas con características de importancia económica en lecherías especializadas. Materiales y métodos. Se analizaron 1240 lactancias, de 356 animales de 9 hatos en 6 municipios de Antioquia. La genotipificación se realizó mediante PCR-RFLP. Se determinaron parámetros de estructura y diversidad genética utilizando el software GenAlex. La asociación de las combinaciones de genotipos con características productivas y reproductivas se exploró mediante un modelo linear mixto. Resultados. El SNP A192G presentó una frecuencia de 0.534 y 0.466 para el alelo A y G respectivamente y el SNP A-320T tuvo una frecuencia de 0.660 para el alelo A y 0.339 para el alelo T, encontrándose la población en HWE. Los valores F ST, F IS y F IT fueron 0.059, 0.285 y 0.328 respectivamente indicando una moderada diferenciación genética entre subpoblaciones. El SNP A-320T presentó efecto significativo sobre la producción de leche. El porcentaje de grasa, proteína, intervalo entre partos y servicios por concepción no se vieron afectados por los polimorF ISmos o su interacción. Conclusiones. La selección fenotípica realizada sobre esta población no ha sido lo suficientemente fuerte para generar cambios notorios en las frecuencias alélicas de estos polimorF ISmos ni desviaciones del equilibrio de Hardy-Weinberg. La interacción de estos polimorF ISmos no presenta un efecto significativo sobre las características de interés zootécnico por lo cual no se recomienda su uso en programas de selección asistida por marcadores moleculares.

Estimation and comparison of conventional and genomic breeding values in Holstein cattle of Antioquia, Colombia / Estimación y comparación de valores de cría convencionales y genómicos en ganado Holstein de Antioquia, Colombia

Objective. To estimate and compare breeding values (EBV) using the conventional method (BLUP) and genomic breeding values (MEBV and GEBV) estimated through bayes C method for milk yield and milk quality traits in dairy cattle in Antioquia, Colombia. Materials and methods. Two methods were used to estimate breeding values: BLUP to estimate conventional breeding value (EBV) and bayes C to estimate genomic values (MEBV and GEBV). The traits evaluated were: milk yield (PL), protein percentage (PPRO), fat percentage (PGRA) and score somatic cell (SCS). The methods (BLUP and bayes C) were compared using Person correlation (r p), Spearman rank correlation (r s) and linear regression coefficient (b). Results. The Pearson and Spearman correlations among EBVs and genomic values (MEBV and GEBV) (r pMEBV;EBV and r sGEBV;EBV) were greater than 0.93 and the linear regression coefficients of EBVs on genomic values (MEBV and GEBV) (bMEBV;EBV, and bGEBV;EBV) ranged between 0.954 and 1.051 in all traits evaluated. Conclusions. The predictions of genomic values (MEBV and GEBV), using bayes C method were consistent with the predictions of the EBVs estimate through the conventional method (BLUP) in conditions of high Colombian tropic, allowing to obtain high associations between the breeding values.

Objetivo. Estimar y comparar valores genéticos (EBV) usando el método convencional (BLUP) y valores genómicos (MEBV y GEBV) mediante el método bayes C en características de producción y calidad de la leche en ganado Holstein de Antioquia, Colombia. Materiales y métodos. Fueron empleados dos métodos para estimar valores genéticos: BLUP para estimar valores genéticos (EBV) y Bayes C para estimar valores genómicos (MEBV y GEBV). Las características evaluadas fueron: producción de leche (PL), porcentaje de proteína (PPRO), porcentaje de grasa (PGRA) y puntaje de células somáticas (SCS). Los métodos BLUP y bayes C fueron comparadas usando correlación de Pearson (r p), correlación por rangos de Spearman (r s) y regresión lineal (b). Resultados. Las correlaciones de Pearson y Spearman entre los EBVs y los valores genómicos (MEBV y GEBV) (r pMEBV;EBV y r sGEBV;EBV) fueron mayores de 0.93 y los coeficientes de regresión entre los EBVs y los valores genómicos (MEBV y GEBV) (bMEBV;EBV, y bGEBV;EBV) oscilaron entre 0.954 y 1.051 en todas las características evaluadas. Conclusiones. La predicción de valores genómicos (MEBV y GEBV) usando el método Bayes C fue consistente con los EBVs estimados mediante el método BLUP en condiciones del trópico alto colombiano, permitiendo obtener altas asociaciones entre los valores genéticos.

Association of the bovine growth hormone gene with Holstein cattle reproductive parameters / Asociación del gen de la hormona de crecimiento bovino con parámetros reproductivos en ganado Holstein

Objective. To determine the association of intron 3 polymorphism of the bovine growth hormone (BGH) gene, with age at first service, first birth, first postpartum service and second birth in a population of Holstein cows in the state of Antioquia. Materials and methods. The study was conducted on 408 Holstein cows in 8 herds. Genotyping was performed using PCR-RFLP technique with DNA extracted from peripheral blood by the salting out technique. The Phenotypic information used was collected for 4 years, from a dairy production control program. To determine the association between characteristics and gene polymorphism, parametric statistical analyzes were performed as generalized linear models and linear regression analysis. Results. Allele frequency (positive) was 0.91 and was 0.09 for (negative) allele. Genotypic frequencies were 0.77, 0.2 and 0.03 for (positive/positive), (positive/negative) and (negative/negative) respectively. There were significant differences between the mean of age at first service, age at first birth, age at first postpartum service and age at second birth. For all of the (negative/negative) genotype characteristics there were greater ages for each event. Conclusions. These results suggest that intron-3 polymorphism of the BGH gene is associated with reproductive traits, facilitating the selection of individuals with favorable genotypes for use in breeding programs.

Objetivo. Determinar la asociación del polimorfismo del intrón 3 del gen de la hormona de crecimiento bovino (BGH) con las edades al primer servicio, primer parto, primer servicio posparto y segundo parto en una población de vacas Holstein del departamento de Antioquia. Materiales y métodos. El estudio se realizó con 408 vacas Holstein ubicadas en 8 hatos. La genotipificación se llevó a cabo usando la técnica de PCR-RFLP con ADN extraído de sangre periférica mediante la técnica de salting out. La información fenotípica utilizada fue recopilada durante 4 años, a partir de un programa de control de producción lechera. Para determinar la asociación entre las características y el polimorfismo del gen, se realizaron análisis estadísticos paramétricos mediante modelos lineales generalizados y análisis de regresión lineal. Resultados. La frecuencia para el alelo (positivo) fue de 0.91 y para el alelo (negativo) fue de 0.09. Las frecuencias genotípicas fueron 0.77, 0.2 y 0.03 para (positivo/positivo), (positivo/negativo) y (negativo/negativo) respectivamente. Se presentaron diferencias significativas entre las medias de la edad al primer servicio, la edad al primer parto, edad al primer servicio postparto y edad al segundo parto. Para todas las características el genotipo (negativo/negativo) presentó edades más tardías para cada eventos. Conclusiones. Estos resultados sugieren que el polimorfismo del intrón 3 del gen BGH, está asociado con características de tipo reproductivo, facilitando la implementación de un programa de selección de individuos con genotipos favorables, para su uso en programas de mejoramiento genético animal.

Association of gene BoLA DRB32 with production traits in a dairy herd of Antioquia, Colombia / Asociación del gen BoLA DRB32 con características productivas en un hato lechero de Antioquia, Colombiaá

Objective. To determine the associations of BoLA DRB3.2 alleles present in Holstein and BON x Holstein cattle to production and milk quality traits in a dairy herd of Antioquia, Colombia. Materials and methods. Ninety-one cows, 66 Holstein and 25 BxH, were genotyped for the BoLA DRB3.2 gene, through PCR-RFLP technique. Furthermore, the association of the alleles of the gene BoLA DRB3.2 with milk yield (PL305), fat yield (PG305), protein yield (PP305) fat percentage (PGRA) and protein percentage (PPRO) were determined, using a general linear model. Results. Twenty-seven BoLA DRB3.2 alleles were identified; the most frequent alleles in Holstein were: BoLA DRB3.2*23, 22, and 24 with frequencies of: 0.159, 0.129, and 0.106, respectively and the most frequent alleles in BxH were: BoLA DRB3.2*23, 24 and 20 with frequencies of: 0.20, 0.140, and 0.120, respectively. Associations of BoLA DRB3.2 alleles with production and milk quality traits were also determined. In Holstein cows the BoLA DRB3.2*36 allele was associated with low PL305 (p≤0.01), high PGRA in multiparous cows (p≤0.05) and high PG305 in primiparous cows (p≤0.01). The BoLA DRB3.2*33 allele was associated with increased in the PPRO in multiparous cows (p≤0.01). In BXH cows only the BoLA DRB3*19 allele was associated with high PGRA (p≤0.05). Conclusions. The gene BoLA DRB3.2 shows high polymorphism in both groups; Holstein and BxH and some of its allelic variants were associated with production and milk quality traits.

Objetivo. Determinar la asociación de los alelos BoLA DRB3.2 presentes en vacas Holstein y BONxHolstein con características productivas y de calidad composicional de la leche en un hato lechero de Antioquia, Colombia. Materiales y métodos. Fueron genotipificados 91 animales; 66 Holstein y 25 BONxHolstein (BxH) para el gen BoLA DRB3.2, mediante la técnica PCR-RFLP. También, se determinó la asociación de los alelos del gen BoLA DRB3.2 con producción de leche (PL305), producción de grasa (PG305), producción de proteína (PP305), porcentaje de grasa (PGRA) y porcentaje de proteína (PPRO); usando un modelo lineal generalizado. Resultados. Fueron identificados 27 alelos BoLA DRB3.2; los más frecuentes en Holstein fueron: BoLA DRB3.2*23, 22 y 24 con frecuencias de 0.159, 0.129 y 0.106 respectivamente y los más frecuentes para BxH fueron: BoLA DRB3.2*23, 24, 20 con frecuencias de 0.20, 0.140 y 0.120 respectivamente. También fueron determinadas asociaciones de los alelos BoLA DRB3.2 con características productivas y de calidad composicional de la leche. En vacas Holstein el alelo BoLA DRB3.2*36 fue asociado con baja PL305 (p≤0.01), alto PGRA en vacas multíparas (p≤0.05) y alta PG305 en vacas primíparas (p≤0.01). El alelo BoLA DRB3.2*33 fue asociado con alto PPRO en vacas multíparas (p≤0.01). En vacas BxH sólo el alelo BoLA DRB3.2*19 estuvo asociado con aumento en el PGRA (p≤0.05). Conclusiones. El gen BoLA DRB3.2 presentó un alto polimorfismo en ambos grupos genéticos; Holstein y BxH y algunas de sus variantes alélicas fueron asociadas significativamente con características productivas y características de calidad composicional de la leche.

Estructura y diversidad genética en vacas Holstein de Antioquia usando un polimorfismo del gen bGH / Structure and Genetic Diversity of a population Holstein cows of Antioquia department, using a polymorphism of bGH gene

Objetivo. Determinar las frecuencias alélicas y genotípicas del polimorfismo del intrón 3 del gen bGH y estimar algunos parámetros de estructura poblacional en ganado Holstein. Materiales y métodos. El estudio se realizó con 1366 vacas Holstein en 120 hatos de 11 municipios del departamento de Antioquia. Se extrajo DNA por el método de Salting out y la genotipificación se realizó usando la técnica de PCR-RFLPs. La diversidad genética se determinó mediante la comparación de las heterocigosidades, El equilibrio de Hardy-Weinberg (HW) y la diferenciación genética entre las poblaciones se realizó usando el software Arlequín 2.0 Las frecuencias alélicas y genotípicas se evaluaron mediante el paquete estadístico SAS®. Resultados. Las frecuencias genotípicas encontradas fueron 0.764 (+/+), 0.223 (+/-) y 0.013 (-/-) y las frecuencias alélicas 0.876 (+) y 0.124 (-). No se encontraron desviaciones del Equilibrio de Hardy Weinberg en ninguna de las subpoblaciones. La diversidad genética determinada mediante la comparación de las heterocigosidades fue relativamente baja entre poblaciones pero al interior de estas no. El valor de FST de toda la población fue de 0.0068 y significativo (p<0.05), algunos FST pareados también lo fueron, tomando valores desde 0.0 a 0.13. Los estadísticos FIT y FIS no fueron significativos. Conclusiones. El gen bGH es un candidato interesante para evaluar características de importancia económica ya que no parece haber sido sometido a selección directa, presenta una variabilidad media en las poblaciones, observándose diferenciación genética significativa entre distintos municipios, producto de los diferentes sistemas de producción y acceso a las biotecnologías.

Objective. To determine the allele frequencies and genotypic polymorphism of the intron 3 of gene bGH and estimate structural parameters in Holstein cattle populations. Materials and methods. The study was conducted with 1366 Holstein cows belonging to 120 herds in 11 municipalities of the department of Antioquia. DNA was extracted by the Salting out method and genotyping was carried out using PCR-RFLP. Genetic diversity was determined by comparing the heterozygosities, Hardy-Weinberg (HW) and genetic differentiation between populations was performed using the Arlequin software 3.0. The allelic and genotyping frequencies were assessed using the SAS statistical software. Results. The genotype frequencies found were 0.764 and 0.013 (+/-) 0.223 (+/+), (-/-) and allele frequencies were 0.876 (+) and 0124 (-). There was no unbalance for Hardy Weinberg in the subpopulations. The genetic diversity determined by comparison of the heterozygosity was low among populations but within them it was not. The FST value of the entire population was 0.0068 and significant (p<0.05), FST also matched some were values ranging from 0.0 to 0.13. The statistical FIT and FIS were not significant. Conclusions. The gene bGH is an interesting candidate to economically evaluate important traits because it does not seem to have been subject to direct selection, has a mean variability in populations, showing significant genetic differentiation between several municipalities, resulting from the different production systems and access to biotechnologies.

Estructura genética poblacional del gen lactoferrina bovino en vacas Holstein del departamento de Antioquia / Population genetic structure of bovine lactoferrine gen in holstein breed of Antioquia Department

Objetivo. Estimar algunos parámetros de estructura poblacional en una población Holstein del departamento de Antioquia. Materiales y métodos. El estudio se realizó con 427 vacas de la raza Holstein pertenecientes a 5 municipios del departamento de Antioquia. La genotipificación se llevó a cabo usando la técnica de PCR-PFLPs. La Heterocigocidad observada (Ho) y Heterocigocidad esperada (He), la prueba de Hardy-Weinberg (HW) y la estructura y diferenciación genética entre las poblaciones se calculó mediante los parámetros F de Wright, evaluados mediante el software GENEPOP. Las frecuencias alélicas y genotípicas se evaluaron con el método descrito por Hartl. Resultados. Las frecuencias genotípicas encontradas fueron 0.61, 0.34 y 0.05 para los genotipos AA, AB y BB respectivamente y las frecuencias de los alelos fueron 0.78 y 0.22 para A y B, encontrándose la población en equilibrio de HW. La heterocigocidad fue media entre poblaciones (Ho=0.368). Los valores FIS, FST y FIT de la población total fueron -0.0717, 0.0099 y -0.0611. Conclusiones. No fue posible asumir endogamia, ni exogamia en los municipios analizados, exceptuando el municipio de San Pedro de los Milagros, en cuyo caso se percibe de manera más fuerte el efecto del mejoramiento genético y la disminución de la heterocigocidad.

Objective. Estimate some population structure parameters in a Holstein population of the Department of Antioquia. Materials and methods. Research involved 427 Holstein cows of five municipalities in the department of Antioquia. The cattle was genotyped using PCR-PFLP. Observed heterozygosity (Ho) and expected heterozygosity (He), the exact Hardy-Weinberg test (HW) and the structure and genetic differentiation among populations were calculated using F-Wright parameters which were assessed using the GENEPOP software. The allele and genotype frequencies were evaluated with the method described by Hartl. Results. The genotypic frequencies were 0.59, 0.37 y 0.04 to AA, AB y BB, respectively and allele frequencies were 0.78 and 0.22 of A and B. The population is in Hardy-Weinberg equilibrium. Heterozygosity was average among populations (Ho = 0.368). FIS, FST and FIT values of the total population were -0.0717, 0.0099 and -0.0611 but these were not significant. Conclusions. It was not possible to assume inbreeding or out breeding in the analyzed municipalities, except in the municipality of San Pedro de los Milagros, in which case the effect of genetic improvement and the reduction of heterozygosity was more strongly perceived.