An assessment of population structure in eight breeds of cattle using a whole genome SNP panel

Background: Analyses of population structure and breed diversity have provided insight into the origin and evolution of cattle. Previously, these studies have used a low density of microsatellite markers, however, with the large number of single nucleotide polymorphism markers that are now available, it is possible to perform genome wide population genetic analyses in cattle. In this study, we used a high-density panel of SNP markers to examine population structure and diversity among eight cattle breeds sampled from Bos indicus and Bos taurus. Results: Two thousand six hundred and forty one single nucleotide polymorphisms ( SNPs) spanning all of the bovine autosomal genome were genotyped in Angus, Brahman, Charolais, Dutch Black and White Dairy, Holstein, Japanese Black, Limousin and Nelore cattle. Population structure was examined using the linkage model in the program STRUCTURE and Fst estimates were used to construct a neighbor-joining tree to represent the phylogenetic relationship among these breeds. Conclusion: The whole-genome SNP panel identified several levels of population substructure in the set of examined cattle breeds. The greatest level of genetic differentiation was detected between the Bos taurus and Bos indicus breeds. When the Bos indicus breeds were excluded from the analysis, genetic differences among beef versus dairy and European versus Asian breeds were detected among the Bos taurus breeds. Exploration of the number of SNP loci required to differentiate between breeds showed that for 100 SNP loci, individuals could only be correctly clustered into breeds 50% of the time, thus a large number of SNP markers are required to replace the 30 microsatellite markers that are currently commonly used in genetic diversity studies.

Influence of Chinese breeds on pork quality of commercial pig lines

We compared carcass and meat quality of pigs from the same sire line and two different dam lines, one that included Chinese breeds and one that did not. Line A consisted of 1/4 Landrace, 1/2 Large White, 1/8 Chinese breeds (Meishan, Fengjing, Jiaxing), and 1/8 Large White, Duroc and Pietrain, and line B consisted of 1/2 Large White and 1/2 Pietrain. The animals (N = 144) were slaughtered at a live weight of 108 kg. Backfat thickness, percentage of lean meat, pH 24 h after slaughter, meat color, percentage of drip loss, and percentage of intramuscular fat were measured and compared using analysis of variance in a completely randomized design; the BioEstat 5.0 test was applied for the comparison of means at a significance level of 5% for all analyses. Backfat was significantly lower for line A (12.78 mm) than for line B (15.90 mm). The pH measured 24 h after slaughter was significantly lower in line A (5.68) compared to line B (5.84). Percent lean meat was significantly higher for line A (61.21%) compared to line B (59.72%). Percentage drip loss was significantly higher in line A (2.73%) than in line B (2.23%). Percentage intramuscular fat and meat color were not significantly different between the lines. The inclusion of Chinese breeds produced a higher percentage of lean meat and reduced fat thickness, along with increased heterosis, which are important characteristics for breeding programs.

Chemical composition of whole body and carcass of Bos indicus and tropically adapted Bos taurus breeds

Relationships between the chemical composition of the 9th- to 11th-rib section and the chemical composition of the carcass and empty body were evaluated for Bos indicus (108 Nellore and 36 Guzerah; GuS) and tropically adapted Bos taurus (56 Caracu; CaS) bulls, averaging 20 to 24 mo of age at slaughter. Nellore cattle were represented by 56 animals from the selected herd (NeS) and 52 animals from the control herd (NeC). The CaS and GuS bulls were from selected herds. Selected herds were based on 20 yr of selection for postweaning BW. Carcass composition was obtained after grinding, homogenizing, sampling, and analyzing soft tissue and bones. Similarly, empty body composition was obtained after grinding, homogenizing, sampling, analyzing, and combining blood, hide, head + feet, viscera, and carcass. Bulls were separated into 2 groups. Group 1 was composed of 36 NeS, 36 NeC, 36 CaS, and 36 GuS bulls and had water, ether extract (EE), protein, and ash chemically determined in the 9th- to 11th-rib section and in the carcass. Group 2 was composed of 20 NeS, 16 NeC, and 20 CaS bulls and water, EE, protein, and ash were determined in the 9th-to 11th-rib section, carcass, and empty body. Linear regressions were developed between the carcass and the 9th-to 11th-rib section compositions for group 1 and between carcass and empty body compositions for group 2. The 9th-to 11th-rib section percentages of water (RWt) and EE (RF) predicted the percentages of carcass water (CWt) and carcass fat (CF) with high precision: CWt, % = 29.0806 + 0.4873 x RWt, % (r(2) = 0.813, SE = 1.06) and CF, % = 10.4037 + 0.5179 x RF, % (r(2) = 0.863, SE = 1.26), respectively. Linear regressions between percentage of CWt and CF and empty body water (EBWt) and empty body fat (EBF) were also predicted with high precision: EBWt, % = -9.6821 + 1.1626 x CWt, % (r(2) = 0.878, SE = 1.43) and EBF, % = 0.3739 + 1.0386 x CF, % (r(2) = 0.982, SE = 0.65), respectively. Chemical composition of the 9th-to 11th-rib section precisely estimated carcass percentages of water and EE. These regressions can accurately predict carcass and empty body compositions for Nellore, Guzerah, and Caracu breeds.

Evaluation of carcass characteristics of Bos indicus and tropically adapted Bos taurus breeds selected for postweaning weight

Data from 9 studies were compiled to evaluate the effects of 20 yr of selection for postweaning weight (PWW) on carcass characteristics and meat quality in experimental herds of control Nellore (NeC) and selected Nellore (NeS), Caracu (CaS), Guzerah (GuS), and Gir (GiS) breeds. These studies were conducted with animals from a genetic selection program at the Experimental Station of Sertaozinho, Sao Paulo State, Brazil. After the performance test (168 d postweaning), bulls (n = 490) from the calf crops born between 1992 and 2000 were finished and slaughtered to evaluate carcass traits and meat quality. Treatments were different across studies. A meta-analysis was conducted with a random coefficients model in which herd was considered a fixed effect and treatments within year and year were considered as random effects. Either calculated maturity degree or initial BW was used interchangeably as the covariate, and least squares means were used in the multiple-comparison analysis. The CaS and NeS had heavier (P = 0.002) carcasses than the NeC and GiS; GuS were intermediate. The CaS had the longest carcass (P < 0.001) and heaviest spare ribs (P < 0.001), striploin (P < 0.001), and beef plate (P = 0.013). Although the body, carcass, and quarter weights of NeS were similar to those of CaS, NeS had more edible meat in the leg region than did CaS bulls. Selection for PWW increased rib-eye area in Nellore bulls. Selected Caracu had the lowest (most favorable) shear force values compared with the NeS (P = 0.003), NeC (P = 0.005), GuS (P = 0.003), and GiS (P = 0.008). Selection for PWW increased body, carcass, and meat retail weights in the Nellore without altering dressing percentage and body fat percentage.

Haplotypes of the bovine IgG2 heavy gamma chain in tick-resistant and tick-susceptible breeds of cattle

Bovines present contrasting, heritable phenotypes of infestations with the cattle tick, Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Tick salivary glands produce IgG-binding proteins (IGBPs) as a mechanism for escaping from host antibodies that these ectoparasites ingest during blood meals. Allotypes that occur in the constant region of IgG may differ in their capacity to bind with tick IGBPs; this may be reflected by the distribution of distinct allotypes according to phenotypes of tick infestations. In order to test this hypothesis, we investigated the frequency of haplotypes of bovine IgG2 among tick-resistant and tick-susceptible breeds of bovines. Sequencing of the gene coding for the heavy chain of IgG2 from 114 tick-resistant (Bos taurus indicus, Nelore breed) and tick-susceptible (B. t. taurus, Holstein breed) bovines revealed SNPs that generated 13 different haplotypes, of which 11 were novel and 5 were exclusive of Holstein and 3 of Nelore breeds. Alignment and modeling of coded haplotypes for hinge regions of the bovine IgG2 showed that they differ in the distribution of polar and hydrophobic amino acids and in shape according to the distribution of these amino acids. We also found that there was an association between genotypes of the constant region of the IgG2 heavy chain with phenotypes of tick infestations. These findings open the possibility of investigating if certain IgG allotypes hinder the function of tick IGBPs. If so, they may be markers for breeding for resistance against tick infestations.

Nuclear and mitochondrial DNA markers in traceability of retail beef samples

Several characteristics are important in a traceability system of animal products, such as age at slaughter, breed composition, besides information of the productive chain. In general, the certification agent records information about the animals and the system which it came from, although cannot guarantee that the slaughtering, meat processing and distribution are error proof. Besides, there is a differential price, at least at the international market, based on sex and breed composition of the animals. Genetic markers allow identification of characteristics controlled in the beef cattle traceability program, as sex and breed composition, in order to correctly identify and appraise the final product for the consumer. The hypothesis of this study was that the majority beef samples retailed in the local market originate from female with a great participation of zebu breeds. Therefore, the objective of this work was to characterize retail beef samples with DNA markers that identify cattle sex and breed composition. Within 10 beef shops localized in Pirassununga, SP, Brazil, 61 samples were collected, all were genotyped as harboring Bos taurus mitochondrial DNA and 18 were positive for the Y chromosome amplification (male). For the marker sat1711b-Msp I the frequency of the allele A was 0.278 and for the marker Lhr-Hha I the frequency of the allele T was 0.417. The results of sat1711b-Msp I and Lhr-Hha I allelic frequencies are suggestive that the proportion of indicus genome compared with the taurine genome in the market meat is smaller than the observed in the Nellore breed. The procedure described in this study identified sex and subspecies characteristics of beef meat samples, with potential application in meat products certification in special as an auxiliary tool in beef cattle traceability programs.

Morfometria e distribuição de leite alveolar e cisternal na glândula mamária de vacas Holandesa e Girolanda

Estudaram-se a distribuição do leite nas porções alveolar e cisternal e a morfometria da glândula mamária de 14 vacas, sete da raça Holandesa, grupo H, e sete da Girolanda, grupo G, com ordem e dias de lactação semelhantes, ordenhadas duas vezes ao dia. A produção de leite foi mensurada diariamente, enquanto as frações de leite cisternal e alveolar foram medidas uma vez por semana. Durante o experimento, também foram realizadas medidas de ultrassonografia e morfometria da glândula mamária. As vacas Girolandas apresentaram úberes e tetos maiores que as vacas Holandesas. Diâmetro, espessura da parede e comprimento do canal do teto, medidos por imagens de ultrassom, também foram maiores nas Girolandas, mas a área de cisterna da glândula mamária foi maior nas Holandesas. Não houve diferença na produção de leite e nas frações de leite cisternal e alveolar entre as raças.

Estabilidade oxidativa e microbiológica em carne de galinha mecanicamente separada e adicionada de antioxidantes durante período de armazenamento a -18 °C

Com o objetivo de acompanhar a estabilidade físico-química e microbiológica da carne mecanicamente separada (CMS) de diferentes origens e estocada durante 99 dias a -18 °C, foi realizada prévia mistura de conservante (nitrito de sódio) e antioxidante (eritorbato de sódio) em CMS obtida de duas linhagens de aves: galinhas matrizes de corte e galinhas poedeiras comerciais brancas. Na CMS de cada linhagem foram realizados três diferentes tratamentos: 1) controle (sem aditivos); 2) adição de 150 ppm de nitrito; e 3) adição de 150 ppm de nitrito e 500 ppm de eritorbato. Os resultados encontrados demonstraram que a adição de nitrito isoladamente não impediu a oxidação lipídica, avaliada através do índice de TBARS, nem a alteração na cor, avaliada em colorímetro. Por outro lado, a adição de nitrito juntamente com eritorbato foi efetiva na redução dos problemas de oxidação lipídica na CMS de galinhas matrizes, e em menor grau, na CMS de poedeiras. A adição de nitrito e eritorbato na CMS também melhorou a preservação da cor vermelha desejável (a*) ao longo do tempo. A avaliação da estabilidade microbiológica da CMS, realizada no primeiro e último dia de estocagem congelada, para microrganismos mesófilos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens e Pseudomonas spp., e quinzenalmente para microrganismos psicrotróficos, indicou que não houve uma variação significativa nas contagens em função do tratamento utilizado (diferentes aditivos adicionados). Não foi detectada Salmonella spp. em nenhuma das amostras analisadas. Em função da melhoria da estabilidade oxidativa, recomenda-se a adição de nitrito (150 ppm) e eritorbato (500 ppm) em CMS de galinhas matrizes a ser estocada congelada por um período prolongado.

Concentrações plasmáticas de testosterona, triiodotironina (T3) e tiroxina (T4) em bodes submetidos ao estresse calórico

Para verificar o efeito do estresse calórico (EC) nas concentrações plasmáticas de testosterona, triiodotironina (T3) e tiroxina (T4), oito bodes, das raças Saanen (n=4) e Alpina (n=4), foram mantidos em câmara bioclimática, sob condições de termoneutralidade (13,0ºC a 26,7ºC) durante 30 dias e, após um período (60 dias) de descanso, submetidos ao EC (23,7ºC a 34,0ºC) por 30 dias. Para minimizar as variações sazonais nos perfis hormonais devido ao fotoperíodo, durante toda fase experimental, incluindo a de adaptação em condições de termoneutralidade (30 dias), o fotoperíodo foi controlado utilizando-se alternância de dias longos (16h de luz e 8h de escuro) e de dias curtos (8h de luz e 16h de escuro) a cada 30 dias. As amostras de sangue foram coletadas duas vezes por semana durante cinco semanas. No conjunto das raças, o EC não influenciou (P>0,05) as concentrações de testosterona (1,8±0,2 vs 1,3±0,2ng/ml) e nem a de T4 (52,7±2,8 vs 50,0±2,8ng/ml). Houve declínio (P<0,01) das concentrações de T3 nos animais submetidos ao experimento (1,3±0,1 vs 1,0±0,1ng/ml), mas a redução foi observada somente nos bodes Saanen. Em ambas as raças, as concentrações de T3 e T4 variaram (P<0,01) conforme o dia da coleta das amostras de sangue. O EC foi suficiente para produzir uma resposta fisiológica com redução das concentrações plasmáticas de T3 em bodes das raças Saanen, mas não da raça Alpina, assim como não foi capaz de alterar os níveis plasmáticos de testosterona e nem de T4.

Desenvolvimento morfológico dos ovários em fetos eqüinos sem raça definida

O objetivo deste trabalho foi caracterizar histologicamente o desenvolvimento ovariano pré-natal em fetos eqüinos sem raça definida (SRD) nos trópicos, ressaltando surgimento e quantificação de ovogônias e folículos. Foram obtidos 131 fetos em frigorífico, os quais foram mensurados quanto ao comprimento (cm) equivalente à distância cefalococcígea (CR), seguido de corte das gônadas e fixação das amostras em Bouin por 24 horas. As idades foram estimadas por regressão. Foram preparados cortes histológicos ovarianos de 7µm de espessura, os quais foram corados com hematoxilina-eosina. O surgimento de ovogônias, folículos primordiais, em crescimento e antrais foi verificado, respectivamente, em fetos com CR entre 4,1 e 6,5cm (40 a 49 dias de gestação (DG)); 9,1 e 12,0cm (60 a 69 DG); 23,1 e 29,0cm (116 a 135 DG) e 50,1 e 65,0cm (201 a 245 DG). A quantidade máxima de ovogônias, folículos primordiais, em crescimento e antrais foi observada em fetos com CR entre, 4,1 e 6,0cm (40 a 49 DG); 16,1 e 23,0cm (90 a 115 DG); 29,1 e 36,0cm (136 a 155 DG) e 50,1 e 97,0cm (201 a 320 DG), respectivamente. Os resultados sugerem que o desenvolvimento morfológico dos ovários fetais de eqüinos SRD nos trópicos é mais precoce que o observado nos relatos de literatura referentes a estudos de eqüinos de diversas raças em regiões temperadas.

Extensão máxima de retalho pediculado de omento maior através de túnel subcutâneo para ossos longos em cães

Há tempo sabe-se que o omento humano pode promover atividade angiogênica em estruturas adjacentes nas quais ele é aplicado. Na medicina veterinária, são poucas as pesquisas com retalho pediculado de omento maior como indutor angiogênico e imunogênico, porém suas propriedades de adesão e drenagem são bem conhecidas. Os objetivos deste estudo foram criar um retalho pediculado de omento maior, mensurar seu comprimento durante as etapas de criação e avaliar a possibilidade de alcance para ossos longos (fêmur, tíbia, úmero, rádio e ulna) através de túnel subcutâneo, visando a utilizá-lo futuramente como indutor angiogênico em focos de fratura, para aceleração da osteogênese e controle de infecções ósseas. Foram utilizados 30 cadáveres frescos de cães de todas as raças, com exceção dos condrodistróficos. Os resultados foram conclusivos e confirmaram a possibilidade de alcance do retalho de omento para ossos longos de cadáveres de cães em que todos os retalhos alcançaram a metáfise distal dos ossos avaliados. A média de comprimento do omento, em camada dupla, dos 30 animais avaliados foi de 30,87cm; da camada simples foi de 54,37cm e do retalho em L foi de 92,7cm. Com a extensão máxima do omento, foi possível alcançar as metáfises distais de todos os ossos propostos, com comprimento médio excedente de 29,87cm para fêmur, 20,73cm para tíbia/fíbula, 25,13cm para úmero e 16,27cm para rádio/ulna. As variáveis peso e retalho em L avaliadas estatisticamente de cada indivíduo apresentaram correlação positiva moderada. Concluiu-se que, em cadáveres de cães, é possível levar o retalho pediculado de omento maior através de túnel subcutâneo para metáfise distal de ossos longos e que, quanto maior o peso do animal, maior o comprimento do retalho em L.

Ultra-som pulsado de baixa intensidade em fraturas diafisárias: aplicação clínica em cães

Os efeitos da estimulação ultra-sônica sobre a consolidação óssea têm sido demonstrados por trabalhos experimentais e clínicos. Este estudo teve por objetivo investigar a aplicação clínica do ultra-som pulsado de baixa intensidade como tratamento adjuvante de fraturas diafisárias em cães. Foram utilizados 16 cães de raças variadas, com faixa etária entre sete meses e seis anos, peso corpóreo entre 2,5 e 43kg, portadores de fraturas diafisárias fechadas recentes localizadas no rádio e ulna, fêmur ou tíbia e fíbula, estabilizadas por procedimentos de osteossíntese (fixação esquelética externa, pinos intramedulares ou a associação desses métodos). Os cães foram divididos em dois grupos: fraturas estabilizadas tratadas por ultra-som de baixa intensidade (grupo tratado, n=8); fraturas estabilizadas, não tratadas por estimulação ultra-sônica, (grupo controle, n=8). Os animais foram avaliados por exames clínicos e radiográficos nos períodos pré-operatório, pós-operatório imediato e a cada 30 dias posteriores aos procedimentos cirúrgicos. Realizou-se tratamento com ultra-som pulsado (sinal senoidal com freqüência de 1,5MHz, largura de pulso de 200µs e freqüência de repetição de 1kHz) de baixa intensidade (30mW cm-2), aplicado de modo estacionário no foco de fratura. A terapia ultra-sônica foi realizada 20 minutos por dia, durante 21 dias consecutivos, a partir do período compreendido entre o 1° e o 9° dia pós-operatório. O teste t de Student, empregado na análise estatística, mostrou diferença significante (P<0,001 e alfa=0,05) entre as médias dos parâmetros de tempo para consolidação óssea observadas nos animais dos grupos tratado (média de 67,5 dias) e controle (média de 106 dias). Este protocolo de estimulação ultra-sônica promoveu sinais clínicos e radiográficos acelerados da consolidação óssea nas fraturas tratadas. Os resultados deste estudo sugerem que o ultra-som pulsado de baixa intensidade pode ser indicado como terapia adjuvante de fraturas diafisárias recentes em cães.

Tristeza parasitária bovina no Sertão da Paraíba

Descrevem-se 24 surtos de tristeza parasitária bovina no sertão paraibano, sendo 18 de anaplasmose por Anaplasma margimale, dois de babesiose por Babesia bigemina, dois por Babesia não identificada e dois por infecção mista de A. marginale e Babesia sp. Os surtos ocorreram entre agosto de 2007 a outubro de 2009, porém, com uma concentração dos surtos no final do período chuvoso e início do período seco de cada ano, sendo 22 em animais adultos e dois em bezerros de aproximadamente 11 meses. Dois surtos ocorreram em bovinos da raça Nelore, um em animais da raça Gir e os 21 restantes ocorreram em animais das raças Holandês, Pardo Suiço e mestiços das mesmas com zebuínos. Conclui-se que no sertão da Paraíba há áreas de instabilidade enzoótica, ocorrendo surtos de tristeza no final da época de chuvas, principalmente nas áreas de planaltos e serras da região da Borborema e em áreas úmidas como a Bacia do Rio do Peixe, Rio Piranhas e Rio Espinharas em que há a formação de microclimas favoráveis à sobrevivência do carrapato.

Presence of antibodies against Toxoplasma gondii, Neospora caninum and Leishmania infantum in dogs from Piauí

This study aimed to evaluate the presence of antibodies against Neospora caninum, Toxoplasma gondii and Leishmania infantum in dogs attended at the Veterinary Hospital of the Federal University of Piauí, Northeastern Brazil, where there are no reports of the occurrence of N. caninum and T. gondii in dogs. Serum samples from 530 dogs of genders, different ages and breeds from the municipality of Teresina and nearby towns were analyzed using three indirect fluorescent antibody tests, each one targeting one of the three agents. The associations between the parasites and gender, breed and age of the dogs were assessed by the chi-square test (p > 0.05). The occurrence of antibodies to N. caninum, T. gondii and L. infantum was 3.2, 18.0 and 78.1%, respectively. Toxoplasma gondii was more frequently found in older dogs (p < 0.05) whereas L. infantum was more common in animals aged between 1 to 3 years (p < 0.05). In order to evaluate potential associations between the presence of anti-N. caninum and anti-T. gondii antibodies and Leishmania infection, 240 dogs were selected (120 positive and 120 negative for Leishmania spp.), based on serological and parasitological diagnoses. No association was found between Leishmania spp. and the coccidian parasites (p > 0.05). The results confirm the exposure of dogs to these parasites in the State of Piauí.

Características de carcaça de ovelhas de descarte das raças Ideal e Texel terminadas em dois sistemas de alimentação

Avaliaram-se as características de carcaça de ovelhas de descarte das raças Ideal e Texel terminadas em dois sistemas de alimentação. Utilizaram-se 20 ovelhas (10 da raça Ideal e 10 da raça Texel) aleatoriamente distribuídas de acordo com o grupo genético em dois manejos alimentares (confinamento e pastagem cultivada). Os abates foram realizados quando os animais atingiram 3,5 pontos de condição corporal. Os pesos de carcaça quente (PCQ) e de carcaça fria (PCF) e os rendimentos de carcaça quente (RCQ) e de carcaça fria (RCF) das ovelhas Texel foram maiores que os das ovelhas Ideal: 27,85 e 19,04 kg; 27,08 e 18,43 kg; 47,25 e 45,20% e 45,95 e 43,72%, respectivamente. O peso dos cortes perna, paleta, pescoço e costela e os pesos de músculos, ossos e gordura da perna dos animais da raça Texel foram superiores aos obtidos na raça Ideal. Quando avaliadas em porcentagem do peso corporal, no entanto, essas características não diferiram entre as duas raças. O manejo alimentar não influenciou as características de carcaça de ovelhas de descarte. Ovelhas Texel apresentam cortes maiores que os de ovelhas Ideal.