Inguinal Ring RNA Sequencing Reveals Downregulation of Muscular Genes Related to Scrotal Hernia in Pigs.

Scrotal hernias (SH) are common congenital defects in commercial pigs, characterized by the presence of abdominal contents in the scrotal sac, leading to considerable production and animal welfare losses. Since the etiology of SH remains obscure, we aimed to identify the biological and genetic mechanisms involved in its occurrence through the whole transcriptome analysis of SH affected and unaffected pigs' inguinal rings. From the 22,452 genes annotated in the pig reference genome, 13,498 were expressed in the inguinal canal tissue. Of those, 703 genes were differentially expressed (DE, FDR < 0.05) between the two groups analyzed being, respectively, 209 genes upregulated and 494 downregulated in the SH-affected group. Thirty-seven significantly overrepresented GO terms related to SH were enriched, and the most relevant biological processes were muscular system, cell differentiation, sarcome reorganization, and myofibril assembly. The calcium signaling, hypertrophic cardiomyopathy, dilated cardiomyopathy, and cardiac muscle contraction were the major pathways possibly involved in the occurrence of the scrotal hernias. The expression profile of the DE genes was associated with the reduction of smooth muscle differentiation, followed by low calcium content in the cell, which could lead to a decreased apoptosis ratio and diminished muscle contraction of the inguinal canal region. We have demonstrated that genes involved with musculature are closely linked to the physiological imbalance predisposing to scrotal hernia. According to our study, the genes MYBPC1, BOK, SLC25A4, SLC8A3, DES, TPM2, MAP1CL3C, and FGF1 were considered strong candidates for future evaluation.

Genetic divergence among Nellore breed herds raised in the South Region of Brazil / Divergência genética entre rebanhos da raça Nelore criados na região Sul do Brasil

The objective of this study was to evaluate the genetic divergence among Nellore breed animals raised in 45 farms in the Southern Region of Brazil. The characteristic studied was weaning weight adjusted to 205 days of life (P205), from 10,874 animals sired by 425 bulls and 7,629 cows, collected between 1976 and 2001, and distributed in the states of Rio Grande do Sul (1,499), Santa Catarina (2,332) and Paraná (7,043). The animals were distributed by cluster analysis in eight genetic divergent groups, enabling this technique to be applied to organize the matings in order to obtain heterotic effect. The herd/farm groups were formed through the hierarchical Ward method, using the direct (VGD) and maternal (VGM) breeding values predicted by the REML method. The VGD of the animal accounted for 90% of the differences among herds, and the remaining 10% was attributed to differences in the VGM. On average, the P205 for the animals from inter-group mating was 1.4kg higher than those from intra-group mating, representing 2.4% of heterosis.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre animais da raça Nelore criados em 45 fazendas situadas na região Sul do Brasil, participantes do serviço de Controle de Desenvolvimento Ponderal da Associação Brasileira de Criadores de Zebu. A característica estudada foi o peso à desmama, ajustado para 205 dias de idade (P205), de 10.874 animais, filhos de 425 touros e de 7.629 vacas, nascidos entre 1976 e 2001, assim distribuídos: 1.499 no estado do Rio Grande do Sul, 2.332 no de Santa Catarina e 7.043 no do Paraná. Os animais foram distribuídos, por meio de análise de agrupamento, em grupos geneticamente divergentes, o que possibilitou a aplicação dessa técnica para direcionar acasalamentos, visando a obter efeito heterótico. O método hierárquico de Ward foi utilizado para formar os grupos de rebanhos/fazendas a partir dos valores genéticos aditivos, direto (VGD) e materno (VGM), preditos pelo REML. O VGD dos animais foi responsável por 90% da contribuição para as divergências entre fazendas, sendo os 10% restantes atribuídos às divergências entre os VGM. O P205, verificado para os animais oriundos de acasalamentos inter-grupos, foi 1,4kg maior do que o dos animais produzidos por acasalamentos intra-grupos, representando uma superioridade de 2,4%.

Persistência na lactação para vacas da raça Holandesa criadas no Estado do Rio Grande do Sul via modelos de regressão aleatória / Lactation persistency for Holstein cows raised in the State of Rio Grande do Sul using a random regression model

Foram utilizados 21.702 registros de produção de leite no dia do controle de 2.429 vacas primíparas da raça Holandesa, filhas de 233 touros, coletados em 33 rebanhos do Estado do Rio Grande do Sul, entre 1992 e 2003, para estimar parâmetros genéticos, para três medidas de persistência (PS1, PS2 e PS3) e para a produção de leite até 305 dias (P305) de lactação. Os modelos de regressão aleatória ajustados aos controles leiteiros entre o sexto e o 300o dia de lactação incluíram o efeito de rebanho-ano-mês do controle, a idade da vaca ao parto e os parâmetros do polinômio de Legendre de ordem quatro, para modelar a curva média da produção de leite da população e os parâmetros do mesmo polinômio, para modelar os efeitos aleatórios genético-aditivo direto e de ambiente permanente. As estimativas de herdabilidade obtidas foram 0,05, 0,08 e 0,19, respectivamente, para PS1, PS2 e PS3 e 0,25, para P305 sugerindo a possibilidade de ganho genético por meio da seleção para PS3 e para P305. As correlações genéticas entre as três medidas de persistência e P305, variaram de -0,05 a 0,07, indicando serem persistência e produção, características determinadas por grupos de genes diferentes. Assim, consequentemente, a seleção para P305, geralmente praticada, não promove progresso genético para a persistência.

There were used 21,702 test day milk yields from 2,429 first parity Holstein breed cows, daughters of 2,031 dams and 233 sires, distributed over 33 herds in the state of Rio Grande do Sul, from 1992 to 2003. Genetic parameters for three measures of lactation persistency (PS1, PS2 e PS3) and for milk production to 305 days (P305) were evaluated. A random regression model adjusted by fourth order Legendre polynomial was used. The random regression model adjusted to test day between the sixth and the 305th lactation day included the herd-year-season of the test day, the age of the cow at the parturition effects and the order fourth Legendre polinomial parameters, for modeling the milk production average curve of the population, and parameters of the same polinomial for modeling the random additive genetic and permanent environmental effects. The estimated heritabilities were 0.05, 0.08 and 0.19, respectively to PS1, PS2 and PS3, and 0.25 to P305, suggesting the possibility of a genetic gain by selection for PS3 and P305. The genetic correlations between persistency measurements and P305 ranged from -0.05 to 0.07, suggesting being, persistency and milk yield, characteristics determined by different gene groups, and that the selection for P305, usually done, do not promote genetic progress for persistency.

Parâmetros genéticos e tendências genéticas e fenotípicas para escores visuais na fase pós-desmama de bovinos da raça Aberdeen Angus / Genetic parameters and genetic and phenotypic trends for post weaning visual scores in Aberdeen Angus breed cattle

Neste trabalho, foram avaliados, na fase de pós-desmama, 28.349 animais da raça Aberdeen Angus, nascidos entre os anos de 1993 e 2003 e criados em 141 fazendas. Os objetivos deste trabalho foram estimar parâmetros genéticos e avaliar a tendência genética e a fenotípica para os escores de avaliação visual (EVs), conformação (C), precocidade (P), musculatura (M) e tamanho (T). Os componentes de (co)variância foram estimados por REML, utilizando um modelo animal. As estimativas de herdabilidade foram: 0,13; 0,11; 0,16 e 0,13 para C, P, M e T, respectivamente. As correlações genéticas obtidas entre os escores visuais variaram de 0,01 a 0,92. As tendências genéticas e fenotípicas para C, P, M e T (pontos/ano) foram: 0,0054 e 0,0189; 0,0035 e -0,0013; 0,0057 e 0,0217 e 0,0026 e -0,0016, respectivamente. As herdabilidades estimadas sugerem baixa resposta à seleção direta. As correlações genéticas entre os EVs foram altas entre C, P e M (0,79 a 0,92) e foram baixas entre estes e T (0,01 a 0,30). As tendências genéticas mostram que a seleção está promovendo ganho genético de pequena magnitude, porém, as tendências fenotípicas, com valores negativos para algumas características, indicam que deve ser dada mais atenção para as condições ambientais.

There were evaluated at post weaning phase, 28.349 Aberdeen Angus breed animals, born from 1993 to 2003 on 141 farms, to estimate genetic parameters and to evaluate genetic and phenotypic trends for visual scores (EVs) conformation (C), precocity (P), musculature (M) and size (T). The covariance components were obtained by REML using an animal model. The heritabilities estimated were: 0.13, 0.11, 0.16 and 0.13, to C, P, M and T, respectively. The genetic correlations between the EVs range from 0.01 to 0.92. The genetic and phenotypic trends estimated for C, P, M, and T (points/year) were 0.0054 and 0.0189; 0.0035 and -0.0013; 0.0057 and 0.0217; and 0.0026 and -0.0016, respectively. The heritabilities estimated showed low responses by direct selection. The genetic correlations between the EVs were high between C, P and M (0.79 to 0.92) and low between these and T (0.01 to 0.30). The genetic trends showed that, selection is promoting low genetic progress; however the phenotypic trends that are negative for some characteristics, indicate that more attention for environmental conditions must be given.

Metanálise para características de carcaça de bovinos de diferentes grupos genéticos / Metanalysis for carcass traits of cattle from different genetic groups

A fim de avaliar os fatores que afetam os componentes da qualidade da carcaça em bovinos (área de olho de lombo - AOL e espessura de gordura de cobertura entre a 12ª e a 13ª costela - EGC) e compará-los nos diferentes grupos genéticos foi aplicada a metodologia da metanálise. Foram estudadas 215 estimativas de AOL e 209 de EGC, obtidas de 65.174 animais, extraídas de 36 artigos publicados entre 1985 e 2006. Aplicou-se análise de variância pelo método da Máxima Verossimilhança Restrita sob o modelo que explicava a variação das características em função das variações do país de origem, da categoria animal, do sistema de alimentação, metodologia de mensuração, contribuição dos genes zebuínos, taurinos britânicos e taurinos continentais, idade e do peso à mensuração. As médias observadas para as características AOL e EGC foram, respectivamente, 63,5cm² e 4,2mm. Os animais tinham, em média, 552,22 dias de vida à mensuração dos atributos e pesavam 468,47kg de peso vivo. O uso da metanálise permitiu conclusões mais generalizadas a respeito da AOL e EGC: animais criados nos EUA apresentaram valores significativamente superiores para AOL e EGC quando comparados àqueles criados na Austrália e no Brasil; machos, inteiros e castrados apresentaram maiores medidas de AOL, não diferindo significativamente entre si, do que as fêmeas, sendo que as maiores EGC foram observadas nas fêmeas. Os sistemas de alimentação, confinado e semiconfinado, foram superiores ao sistema a campo. Os genótipos taurinos continentais apresentaram os maiores valores de AOL, já os taurinos britânicos apresentaram os maiores valores de EGC, sendo que os zebuínos apresentaram valores intermediários. Não houve diferença entre as medidas realizadas na carcaça (pós-morten) e por ultra-som (in vivo). As características apresentaram acréscimos decrescentes à medida que a idade e o peso vivo aumentaram.

The meta-analysis methodology was applied in this study to evaluate factors that affect the carcass quality components in beef cattle (rib eye area - AOL and fat thickness - EGC, measured between the 12th and the13th ribs) and to compare them in different genetic groups. Data from 215 measures of AOL and 209 measures of EGC, from 65,174 animals, extracted from 36 papers published between 1985 and 2006 were used. The Restricted Maximum Likelihood Method and an animal model that considered AOL and EGC as functions of the fixed effects of country from where the data come from; animal category; feed system; measure methodology; Bos indicus, british and continental Bos taurus gene contribution; age and weight at measure, were used. The observed averages for AOL and e EGC were 63.5cm² and 4.2mm, respectively. The animals were in average 552.22 days old at the measure of the characteristics and had 468.47kg of live weight. The use of meta-analysis permitted to get generalized conclusions about AOL and EGC: animals rose in the EUA presented values significantly superior for AOL and EGC when compared with those rose in Australia and Brazil; castrated and the entire males presented bigger AOL measures (do not differing among them) compared to females, and females presented bigger EGC. The feed system, confined and do not confined, were superior to the greasing system. The Continental Bos taurus genotypes presented bigger AOL values, British Bos taurus presented bigger EGC values, and Bos indicus presented intermediate values. The measures taken in the carcass (pos mortis) and by ultra son (in vivo) were not different. The increase in the characteristics decreased with the age and live weight increase.

Parâmetros genéticos e eficiência relativa de seleção para a produção de leite no dia do controle para vacas da raça Holandesa / Genetic parameters and relative selection efficience for milk production on test day model for Holstein cows

Para estudar a viabilidade da utilização das produções de leite no dia do controle (PLDC) em avaliações genéticas, foram utilizados 33.775 controles mensais da primeira lactação de 4.241 vacas da raça Holandesa, filhas de 561 touros, distribuídas em 23 rebanhos no Estado do Rio Grande do Sul, no período de 1992 a 2001. Os componentes de (co)variância foram obtidos pelo método da Máxima Verossimilhança Restrita, com modelo animal. Os modelos consideraram as PLDC e as produções em 305 dias (PL305), segundo os efeitos aleatórios, genético aditivo direto, de ambiente permanente e residual, e dos efeitos fixos de grupo de contemporâneos e rebanho, além das covariáveis, idade da vaca ao parto e intervalo parto primeiro controle (somente para as PLDC), com os componentes linear e quadrático. As estimativas de herdabilidade para as PLDC e as correlações genéticas destas com PL305 foram altas, sugerindo que as PLDC podem ser utilizadas em avaliações genéticas em substituição a PL305. A eficiência relativa de seleção das PLDC como critério de seleção foi superior em relação à PL305.

To verify the possibility of the Test Day Model Methodology (PLCD) to be used in genetic evaluations, records on 33,775 monthly test day were studied. The records were obtained from 4,241 first lactation Holstein cows, sired by 561 bulls, distributed in 23 herds in the state of Rio Grande do Sul, from 1992 to 2001. The (co)variance components were estimated by Restricted Maximun Likelihood method, on animal model. The model considered PLCD and 305 days yield (PL305), as functions of the aditive genetic direct, permanent environmental, and residual random effects; the contemporary group and the herd as fixed effects and the covariables, age of cow at birth and calving-first control interval (only for PLCD), linear and quadratics effects. The high heritabilities for PLCD and the high genetic correlations estimated among PLCD and PL305 suggest that PLCD can be used in genetic evaluation of Holtein cows. The relative selection efficiency for PLCD, as a selection criteriun, was higher than that for PL305.

Efeito da inclusão da covariância genética aditiva direta-materna no modelo de análise sobre a magnitude das estimativas de parâmetros e valores genéticos preditos para ganho de peso na raça Brangus / Effect of genetic direct-maternal covariance inclusion in the model of analizys on the estimate of parameters and predicted genetic values for weight gain in Brangus breed

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da inclusão da covariância entre o efeito genético aditivo direto e o materno (covd-m) no modelo de análise, sobre o valor das estimativas de parâmetros genéticos e de valores genéticos preditos (VG) para ganho médio diário do nascimento à desmama (GMDND) e da desmama ao sobreano (GMDDS), na raça Brangus (5/8 Angus x 3/8 Nelore). Foram analizados 28.949 registros de desempenho para GMDND e 11.884 para GMDDS, coletados no período entre 1986 e 2002. Os componentes de (co)variância foram obtidos pelo método REML. Para GMDND, foi utilizado um modelo animal que considerou como aleatórios o efeito, genético aditivo direto, o materno e o residual, e como fixos os efeitos de grupo de contemporâneos à desmama (Gc²05) e da interação fração gênica Nelore-Angus do touro e da vaca (FGNA), além das covariáveis idade da vaca ao parto (ID) e idade do bezerro à desmama. Para GMDDS, o modelo foi o mesmo, apenas substituindo Gc²05 por grupo de contemporâneos ao sobreano (GC550) e ID por idade ao sobreano. O ambiente permanente da vaca foi considerado como efeito aleatório em ambos os modelos. O teste da razão de verossimilhança mostrou não haver diferença significativa, em nível de 5 por cento de probabilidade, entre os modelos adotados para ambas as características. As herdabilidades diretas variaram de 0,14 ± 0,03 a 0,21 ± 0,03 e as maternas de 0,00 ± 0,01 a 0,15 ± 0,02, sendo o valor das estimativas menor quando a covd-m foi considerada no modelo, para GMDND. As correlações entre o valor genético aditivo direto e o materno foram negativas tanto para GMDND (-0,25 ± 0,12) quanto para GMDDS (-0,77 ± 0,19). A correlação de ordem ("rank correlation"), entre a classificação dos VG dos animais, preditas pelos dois modelos, foram 0,89 para GMDND e 0,98 para GMDND, sugerindo que pode ocorrer, alteração, embora pequena, na ordem de classificação dos animais em relação a GMDND.

The objective of this research was to study the effect of accouting for the covariance between the additive genetic direct and the maternal effects (covd-m) on the estimates of genetic parameters and on predictions of genetic values (VG), for average daily gain from birth to weaning (GMDND) and from weaning to 550 days of age (GMDDS). They were analyzed 28,949 records for GMDND and 11,884 for GMDDS of a Brangus breed population (5/8 Angus x 3/8 Nellore), collected from 1986 to 2002. The (co)variance components were obtained by REML. In the animal model for GMDND, the additive genetic direct and maternal and residual effects were considered as random, and the effects of contemporaneous group at weaning (Gc²05), the interaction of the Nellore-Angus breed genetic percentage of the bull and cow (FGNA) and the covariables, age of the cow at birth (IV) and age at weaning (ID) as fixed effects. For GMDDS, the model was the same, except that Gc²05 was substituted by contemporaneous group at 550 days of age (CG550) and ID by age at 550 days. In both models, permanent environmental effect of the cow was considered as a random effect. The heritabilities estimated for direct genetic effects ranged from 0.14 ± 0.03 to 0.21 ± 0.03 and for maternal effects from 0.00 ± 0.01 to 0.15 ± 0.02, the estimates had smaller values when covd-m was included in the model for GMDND. The correlations between genetic direct and maternal effects were negative -0.25 ± 0.12 (GMDND) and -0.77 ± 0.19 (GMDDS). The likelihood ratio test showed that there is no significant diference, at 5 percent significance level, between the adopted models for boths characteristics. The rank correlation between the VG predicted by the two models, were 0.89 for GMDND and 0.98 for GMDND, suggesting that a slight change in the rank of the animals can happen, for GMDND.

Efeito de fatores ambientais sobre escores de avaliação visual à desmama e estimativa de parâmetros genéticos, para bezerros da raça charolês / Effects of environmental factors on visual scores at weaning and genetic parameters for charolais calves

Para avaliar a influência de alguns fatores de ambiente sobre escores de avaliação visual à desmama em animais da raça Charolês e estimar parâmetros genéticos, foram utilizadas informações coletadas pelo PROMEBO durante os anos de 1994 a 2002. As características estudadas foram os escores de conformação (C), precocidade (P), musculatura (M) e tamanho (T) à desmama. Inicialmente foi realizada uma análise de variância, para verificar quais fatores apresentavam efeito significativo sobre as características em estudo. O modelo considerou como fixo, o efeito de grupo de contemporâneos (GC), constituído por fazenda, sexo, estação e ano de nascimento e, como covariáveis, a idade da vaca ao parto (IV), a idade do bezerro à desmama (ID) e a data juliana de nascimento (DJ), além do efeito residual, como aleatório. Todos os efeitos incluídos no modelo foram significativos para os escores visuais (P<0,05), exceto DJ, para M, P e C. A partir das médias ajustadas de C, P, M e T, foram estimadas equações de regressão para IV, ID e DJ. Observou-se que vacas que pariram aos 7-8 anos tiveram bezerros com escores visuais maiores. Com relação à idade à desmama, verificou-se que animais desmamados mais tardiamente receberam Escores Visuais mais elevados. Com relação à data juliana de nascimento, constatou-se que bezerros nascidos em junho foram favorecidos em seus escores, quando comparados com animais nascidos em dezembro ou janeiro. Os parâmetros genéticos foram estimados pelo método da Máxima Verossimilhança Restrita livre de derivada, utilizando um modelo animal, considerando como fixo o efeito de GC e, como covariáveis, IV, ID e DJ e, como aleatórios, os efeitos genéticos aditivos diretos e maternos e o residual. As estimativas de herdabilidade encontradas e respectivos erros padrões, para os efeitos genéticos diretos, foram 0,37 (0,09), 0,35 (0,09), 0,33 (0,09),e 0,27 (0,09), respectivamente, para C, M, P e T. Os resultados evidenciam que as avaliações para escores visuais devem levar em consideração os efeitos fixos estudados e existe a possibilidade de inserção destas características em programas de melhoramento genético, desde que ocorra redução do componente de variância ambiental, através de um melhor controle do ambiente.