Genotype x environment interaction for age at first calving, scrotal circumference, and yearling weight in Nellore cattle using reaction norms in multitrait random regression models

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Análise genética de escores visuais e sua relação com características reprodutivas de animais da raça Nelore

Pós-graduação em Genética e Melhoramento Animal - FCAV

Estimativas de parâmetros genéticos para características morfométricas em cavalos Quarto de Milha de Corrida

With highlighted sprint ability, the racing line is important segment within the Quarter Horses breed, with huge impact on agribusiness. Theseanimals have noted morphological differences when compared to other lines within the breed, especially for larger body size proportions.The objective of this study was to estimate genetic parameters forbody measurements traitsof the racing line of the Quarter Horses breed via Bayesian inference. Here,289 animals of both sexes, registered at brazilian association of breeders (ABQM), were used. The results showed high coefficient of heritability for body length (0.74) and back-loin lenght(0.61). The heritability coefficients for height at withersand croup length were moderate (0.44 and 0.47, respectively). High genetic correlation for body length and croup length and for body length and back-loins lengthwas also observed(0.80 and 0.76, respectively). Taking into account the estimates of heritability and genetic correlations between body measurement traits, the body length and height at withers traits proved to be appropriate to provide future researches that investigate the genetic correlation between body measurements and racing performance.

Estimativas de parâemtros genéticos para características morfométricas em cavalos Quarto de Milha de corrida

With highlighted sprint ability, the racing line is important segment within the Quarter Horses breed, with huge impact on agribusiness. Theseanimals have noted morphological differences when compared to other lines within the breed, especially for larger body size proportions.The objective of this study was to estimate genetic parameters forbody measurements traitsof the racing line of the Quarter Horses breed via Bayesian inference. Here,289 animals of both sexes, registered at brazilian association of breeders (ABQM), were used. The results showed high coefficient of heritability for body length (0.74) and back-loin lenght(0.61). The heritability coefficients for height at withersand croup length were moderate (0.44 and 0.47, respectively). High genetic correlation for body length and croup length and for body length and back-loins lengthwas also observed(0.80 and 0.76, respectively). Taking into account the estimates of heritability and genetic correlations between body measurement traits, the body length and height at withers traits proved to be appropriate to provide future researches that investigate the genetic correlation between body measurements and racing performance. Keywords: Heritability, Correlation, Length, Heigth.

Estudo do peso metabólico e índice de Kleiber na estimação de parâmetros genéticos de características ponderais em uma população de bovinos de raça brahman

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Genotype by environment interaction for birth and weaning weights of composite beef cattle in different regions of Brazil

The objectives of the present study were to characterize and define homogenous production environments of composite beef cattle in Brazil in terms of climatic and geographic variables using multivariate exploratory techniques and to use them to assess the presence of G x E for birth weight (BW) and weaning weight (WW). Data from animals born between 1995 and 2008 on 36 farms located in 27 municipalities of the Brazilian states were used. Fifteen years of climate observations (mean minimum and maximum annual temperature and mean annual rainfall) and geographic (latitude, longitude and altitude) data were obtained for each municipality where the farms were located for characterization of the production environments. Hierarchical and nonhierarchical cluster analysis was used to group farms located in regions with similar environmental variables into clusters. Six clusters of farms were formed. The effect of sire-cluster interaction was tested by single-trait analysis using deviance information criterion (DIC). Genetic parameters were estimated by multi-trait analysis considering the same trait to be different in each cluster. According to the values of DIC, the inclusion of sire-cluster effect did not improve the fit of the genetic evaluation model for BW and WW. Estimates of genetic correlations among clusters ranged from -0.02 to 0.92. The low genetic correlation among the most studied regions permits us to suggest that a separate genetic evaluation for some regions should be undertaken. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Virus a RNA e a DNA: importanza dell’ampliamento dello spettro d’ospite nell’evoluzione virale

L’ampliamento dello spettro d’ospite è strettamente connesso al processo evolutivo a cui i virus sono assoggettati e rappresenta una notevole sfida alla loro capacità di adattarsi. L’attitudine a superare le barriere di specie è conseguente alla costante e relativamente rapida evoluzione che caratterizza i virus; allo stesso tempo, la forza selettiva esercitata dal nuovo ospite rappresenterà un ulteriore stimolo per le capacità adattative del virus. Ad oggi, i meccanismi genetici ed evolutivi responsabili del salto di specie virale, cioè la trasmissione di un virus da un ospite tradizionale ad uno precedentemente resistente all’infezione, sono parzialmente sconosciuti. Nel seguente lavoro verranno presentati gli studi effettuati sulle dinamiche evolutive caratterizzanti virus a RNA e a DNA in cui si sono osservate variazioni dello spettro d’ospite. Gli studi hanno riguardato i coronavirus, con particolare riferimento al ruolo svolto dai pipistrelli nell’evoluzione dei coronavirus SARS-correlati, e l’importanza del gatto nell’evoluzione dei parvovirus dei carnivori. Nella prima sezione saranno mostrate le correlazioni genetiche dei coronavirus identificati in Italia nei pipistrelli appartenenti alla specie Rhinolophus ferrumequinum con i ceppi europei e del resto del mondo, allo scopo di chiarire l’origine evolutiva dei coronavirus dei pipistrelli correlati al virus della SARS (Bat-SARS-like CoV) europei, gli eventi migratori che hanno caratterizzato la loro diffusione nel continente e le potenziali ripercussioni sulla salute pubblica. Nella seconda sezione saranno evidenziate le caratteristiche molecolari dei ceppi di parvovirus circolanti nella popolazione felina, valutandone la diversità di sequenza e la complessità genetica, allo scopo di ottenere importanti informazioni in merito all’evoluzione del virus e alle interazioni tra il parvovirus e l’ospite.

Impact of thermal stress on evolutionary trajectories of pathogen resistance in three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), supplementary material

Background: Pathogens are a major regulatory force for host populations, especially under stressful conditions. Elevated temperatures may enhance the development of pathogens, increase the number of transmission stages, and can negatively influence host susceptibility depending on host thermal tolerance. As a net result, this can lead to a higher prevalence of epidemics during summer months. These conditions also apply to marine ecosystems, where possible ecological impacts and the population-specific potential for evolutionary responses to changing environments and increasing disease prevalence are, however, less known. Therefore, we investigated the influence of thermal stress on the evolutionary trajectories of disease resistance in three marine populations of three-spined sticklebacks Gasterosteus aculeatus by combining the effects of elevated temperature and infection with a bacterial strain of Vibrio sp. using a common garden experiment. Results: We found that thermal stress had an impact on fish weight and especially on survival after infection after only short periods of thermal acclimation. Environmental stress reduced genetic differentiation (QST) between populations by releasing cryptic within-population variation. While life history traits displayed positive genetic correlations across environments with relatively weak genotype by environment interactions (GxE), environmental stress led to negative genetic correlations across environments in pathogen resistance. This reversal of genetic effects governing resistance is probably attributable to changing environment-dependent virulence mechanisms of the pathogen interacting differently with host genotypes, i.e. GPathogenxGHostxE or (GPathogenxE)x(GHostxE) interactions, rather than to pure host genetic effects, i.e. GHostxE interactions. Conclusion: To cope with climatic changes and the associated increase in pathogen virulence, host species require wide thermal tolerances and pathogen-resistant genotypes. The higher resistance we found for some families at elevated temperatures showed that there is evolutionary potential for resistance to Vibrio sp. in both thermal environments. The negative genetic correlation of pathogen resistance between thermal environments, on the other hand, indicates that adaptation to current conditions can be a weak predictor for performance in changing environments. The observed feedback on selective gradients exerted on life history traits may exacerbate this effect, as it can also modify the response to selection for other vital components of fitness.

Testadores para a seleção de linhagens de milho-doce

O milho-doce é um tipo especial de milho, de alto valor nutricional que acumula polissacarídeos solúveis de caráter adocicado no endosperma. O consumo deste vegetal está crescendo no Brasil. Sendo esse um dos maiores países produtores de milho do mundo, há também um enorme potencial de produção de milho-doce. Atualmente, existem 53 cultivares de milho-doce registradas no país, mas apenas uma predomina nas lavouras desta cultura. Nota-se uma demanda por novas cultivares de milho-doce adaptadas às condições tropicais, com altas produtividades e excelente qualidade dos grãos. Há também uma escassez de informações sobre a avaliação e obtenção de cultivares de milho-doce. Os objetivos deste trabalho compreenderam: (i) verificação da viabilidade da utilização de um testador com elevado nível de endogamia e mais selecionado, em relação aos testadores com menores níveis de endogamia e menos selecionados, para obtenção de testcrosses; (ii) verificação do progresso realizado nas médias dos testcrosses; (iii) estimação das correlações entre a produtividade de espigas e os componentes de produção; (iv) aplicação de um índice de seleção para caracterizar e selecionar os melhores testcrosses e (v) verificação da variância genética disponível após a seleção e autofecundação. Foram avaliadas duas populações de milho-doce, em que uma é testadora da outra. Os três tipos de testadores utilizados foram obtidos a partir de uma mistura de linhagens selecionadas da geração anterior, sendo assim eles possuíam duas etapas de seleção e três níveis de endogamia. Visando a seleção de linhagens, 176 testcrosses foram avaliados em duas épocas de plantio, em delineamento casualizado em blocos com três repetições. Foram avaliados os caracteres dias para florescimento masculino(FM), altura das plantas(AP), número de espigas comerciais(EC), produtividade das espigas comerciais(PE), comprimento das espigas(CE), diâmetro das espigas(DE) e enchimento de ponta(EP). Foram observadas diferenças significativas entre as médias dos testcrosses nas análises de variância individuais e conjuntas. As interações entre testcrosses e testadores, nas análises individuais, não apresentaram diferenças significativas, indicando que não houve mudança no ordenamento dos testcrosses quando se utilizaram diferentes testadores. Para a mesma interação, nas análises conjuntas foram estimadas as correlações de Spearman, que se mostraram, na grande maioria, significativas, ou seja, foi detectada correlação entre o ranqueamento dos testcrosses. Para todos os caracteres avaliados, os testcrosses exibiram médias iguais ou superiores à melhor testemunha. Não houve evidências claras da diminuição da variância genética dos testcrosses quando foram utilizados testadores mais endogâmicos e mais selecionados. O testador com endogamia equivalente à das linhagens testadas e mais selecionado mostrou-se tão eficiente quanto os testadores com endogamia menor e menos selecionado. Foram observados valores consideráveis para os progressos realizados nas médias dos testcrosses, na maioria superiores a 1%, quando a seleção se deu nos testadores e nas linhagens, destacando que a utilização de testadores selecionados maximiza as médias dos testcrosses. Observaram-se correlações genéticas positivas (rG≥0,556) entre a produtividade de espigas comerciais e os caracteres EC, CE, DE e EP. O índice utilizado classificou os testcrosses em relação a todos os caracteres avaliados simultaneamente e permitiu a seleção dos melhores.

Incorporação de informações genômicas no desenvolvimento de índices econômicos para a seleção de bovinos leiteiros

A eficiência econômica da bovinocultura leiteira está relacionada à utilização de animais que apresentem, concomitantemente, bom desempenho quanto à produção, reprodução, saúde e longevidade. Nisto, o índice de seleção configura-se como ferramenta importante ao aumento da lucratividade nesse sistema, visto que permite a seleção de reprodutores para várias características simultaneamente, considerando a relação entre elas bem como a relevância econômica das mesmas. Com a recente disponibilidade de dados genômicos tornou-se ainda possível expandir a abrangência e acurácia dos índices de seleção por meio do aumento do número e qualidade das informações consideradas. Nesse contexto, dois estudos foram desenvolvidos. No primeiro, o objetivo foi estimar parâmetros genéticos e valores genéticos (VG) para características relacionadas à produção e qualidade do leite incluindo-se a informação genômica na avaliação genética. Foram utilizadas medidas de idade ao primeiro parto (IPP), produção de leite (PROD), teor de gordura (GOR), proteína (PROT), lactose, caseína, escore de células somáticas (ECS) e perfil de ácidos graxos de 4.218 vacas bem como os genótipos de 755 vacas para 57.368 polimorfismos de nucleotídeo único (SNP). Os componentes de variância e VG foram obtidos por meio de um modelo misto animal, incluindo-se os efeitos de grupos de contemporâneas, ordem de lactação, dias em lactação e os efeitos aditivo genético, ambiente permanente e residual. Duas abordagens foram desenvolvidas: uma tradicional, na qual a matriz de relacionamentos é baseada no pedigree; e uma genômica, na qual esta matriz é construída combinando-se a informação de pedigree e dos SNP. As herdabilidades variaram de 0,07 a 0,39. As correlações genéticas entre PROD e os componentes do leite variaram entre -0,45 e -0,13 enquanto correlações altas e positivas foram estimadas entre GOR e os ácidos graxos. O uso da abordagem genômica não alterou as estimativas de parâmetros genéticos; contudo, houve aumento entre 1,5% e 6,8% na acurácia dos VG, à exceção de IPP, para a qual houve uma redução de 1,9%. No segundo estudo, o objetivo foi incorporar a informação genômica no desenvolvimento de índices econômicos de seleção. Neste, os VG para PROD, GOR, PROT, teor de ácidos graxos insaturados (INSAT), ECS e vida produtiva foram combinados em índices de seleção ponderados por valores econômicos estimados sob três cenários de pagamento: exclusivamente por volume de leite (PAG1); por volume e por componentes do leite (PAG2); por volume e componentes do leite incluindo INSAT (PAG3). Esses VG foram preditos a partir de fenótipos de 4.293 vacas e genótipos de 755 animais em um modelo multi-característica sob as abordagens tradicional e genômica. O uso da informação genômica influenciou os componentes de variância, VG e a resposta à seleção. Entretanto, as correlações de ranking entre as abordagens foram altas nos três cenários, com valores entre 0,91 e 0,99. Diferenças foram principalmente observadas entre PAG1 e os demais cenários, com correlações entre 0,67 e 0,88. A importância relativa das características e o perfil dos melhores animais foram sensíveis ao cenário de remuneração considerado. Assim, verificou-se como essencial a consideração dos valores econômicos das características na avaliação genética e decisões de seleção.

Duration of cannabis use - a novel phenotype?

Although cannabis is the most commonly used illicit drug, duration of cannabis use is typically short, with many of those who initiate cannabis use ceasing use by their late twenties. In this paper we analyze data from a volunteer Australian cohort of 6265 male and female twins to examine whether the duration of cannabis use is an informative phenotype for future genetic analyses. Genetic modeling indicated: (a) moderate genetic influences on duration of cannabis use in both males (41%; 95% CI = 31–51) and females (55%; 95% CI = 46–63); (b) strong genetic influences on cannabis dependence in both males (72%, 95% CI = 61–81) and females (62%, 95% CI = 48–74); (c) no evidence of shared environmental influences on duration of cannabis use or on cannabis dependence in either males or females. Importantly, this model fitting indicated that a substantial component of genetic influences (rg = .90, 95% CI = .77–.99 (males); .70, 95% CI = .57–.83 (females)) on duration of cannabis use was shared with those influencing liability to cannabis dependence. While there were high genetic correlations in both women and men, lifetime duration of cannabis may be uniquely informative in assessing components of liability to cannabis use.

Variance components analyses of multiple asthma traits in a large sample of Australian families ascertained through a twin proband

Background: Intermediate phenotypes are often measured as a proxy for asthma. It is largely unclear to what extent the same set of environmental or genetic factors regulate these traits. Objective: Estimate the environmental and genetic correlations between self-reported and clinical asthma traits. Methods: A total of 3073 subjects from 802 families were ascertained through a twin proband. Traits measured included self-reported asthma, airway histamine responsiveness (AHR), skin prick response to common allergens including house dust mite (Dermatophagoides pteronyssinus [D. pter]), baseline lung function, total serum immunoglobulin E (IgE) and eosinophilia. Bivariate and multivariate analyses of eight traits were performed with adjustment for ascertainment and significant covariates. Results: Overall 2716 participants completed an asthma questionnaire and 2087 were clinically tested, including 1289 self-reported asthmatics (92% previously diagnosed by a doctor). Asthma, AHR, markers of allergic sensitization and eosinophilia had significant environmental correlations with each other (range: 0.23-0.89). Baseline forced expiratory volume in 1 s (FEV1) showed low environmental correlations with most traits. Fewer genetic correlations were significantly different from zero. Phenotypes with greatest genetic similarity were asthma and atopy (0.46), IgE and eosinophilia (0.44), AHR and D. pter (0.43) and AHR and airway obstruction (-0.43). Traits with greatest genetic dissimilarity were FEV1 and atopy (0.05), airway obstruction and IgE (0.07) and FEV1 and D. pter (0.11). Conclusion: These results suggest that the same set of environmental factors regulates the variation of many asthma traits. In addition, although most traits are regulated to great extent by specific genetic factors, there is still some degree of genetic overlap that could be exploited by multivariate linkage approaches.

Heritability estimates for growth in the tropical abalone Haliotis asinina using microsatellites to assign parentage

The tropical abalone Haliotis asinina is a wild-caught and cultured species throughout the Indo-Pacific as well as being an emerging model species for the study of haliotids. H. asinina has the fastest recorded natural growth rate of any abalone and reaches sexual maturity within one year. As such, it is a suitable abalone species for selective breeding for commercially important traits such as rapid growth. Estimating the amount of variation in size that is attributable to heritable genetic differences can assist the development of such a selective breeding program. Here we estimated heritability for growth-related traits at 12 months of age by creating a single cohort of 84 families in a full-factorial mating design consisting of 14 sires and 6 dams. Of 500 progeny sampled, 465 were successfully assigned to their parents based on shared alleles at 5 polymorphic microsatellite loci. Using an animal model, heritability estimates were 0.48 +/- 0.15 for shell length, 0.38 +/- 0.13 for shell width and 0.36 +/- 0.13 for weight. Genetic correlations were > 0.98 between shell parameters and weight, indicating that breeding for weight gains could be successfully achieved by selecting for shell length. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Responses in carcass lean pH at 24 hours post-mortem in lines of Large White pigs selected for growth rate on a fixed ration over a set time

A restricted maximum likelihood analysis applied to an animal model showed no significant differences (P > 0.05) in pH value of the longissimus dorsi measured at 24 h post-mortem (pH24) between high and low lines of Large White pigs selected over 4 years for post-weaning growth rate on restricted feeding. Genetic and phenotypic correlations between pH24 and production and carcass traits were estimated using all performance testing records combined with the pH24 measurements (5.05–7.02) on slaughtered animals. The estimate of heritability for pH24 was moderate (0.29 ± 0.18). Genetic correlations between pH24 and production or carcass composition traits, except for ultrasonic backfat (UBF), were not significantly different from zero. UBF had a moderate, positive genetic correlation with pH24 (0.24 ± 0.33). These estimates of genetic correlations affirmed that selection for increased growth rate on restricted feeding is likely to result in limited changes in pH24 and pork quality since the selection does not put a high emphasis on reduced fatness.

Étiologie génétique et cognitive de l’association entre les habiletés en lecture et les dimensions du trouble déficitaire de l’attention avec ou sans hyperactivité (TDAH)

La présente thèse examine les associations entre les dimensions du TDAH et les habiletés en lecture sur les plans phénotypique, génétique et cognitif. En premier lieu, les associations entre les dimensions du TDAH (inattention et hyperactivité/impulsivité) et les habiletés en lecture (décodage et compréhension en lecture) chez des enfants au début du primaire (6-8 ans) ont été examinées. Les résultats révèlent des associations similaires. Toutefois, seules celles entre l’inattention et les habiletés en lecture demeurent après que l’hyperactivité/impulsivité, les symptômes de trouble du comportement et les habiletés non verbales aient été contrôlés. De plus, les associations entre l’inattention et les habiletés en lecture s’expliquent en grande partie par des facteurs génétiques. En second lieu, les associations entre les dimensions du TDAH et les habiletés en lecture (lecture de mots et exactitude/vitesse lors de la lecture d’un texte) ont été étudiées à 14-15 ans. Seule l’inattention demeure associée aux habiletés en lecture après que l’hyperactivité/impulsivité, les habiletés verbales et les habiletés non verbales aient été contrôlées. L’inattention et les habiletés en lecture sont aussi corrélées sur le plan génétique, mais ces corrélations deviennent non significatives lorsque les habiletés verbales sont contrôlées. En dernier lieu, des habiletés cognitives ont été étudiées comme mécanismes sous-jacents potentiels de l’association entre l’inattention et les habiletés en lecture (décodage et compréhension en lecture) à l’enfance. Il apparait que la conscience phonologique, la vitesse de dénomination de chiffres, le traitement temporel bimodal et le vocabulaire sont des médiateurs de l’association entre l’inattention et le décodage alors que la conscience phonologique, la vitesse de dénomination de chiffres et de couleurs et le vocabulaire sont des médiateurs de l’association entre l’inattention et la compréhension en lecture. De plus, des facteurs génétiques communs ont été observés entre certains médiateurs (conscience phonologique, vitesse de dénomination des chiffres et traitement temporel bimodal), l’inattention et le décodage. Somme toute, la présente thèse montre que des facteurs génétiques expliquent en partie ces associations à l’enfance et l’adolescence. Des médiateurs cognitifs sous-tendent ces associations, possiblement par des processus génétiques et environnementaux qui devront être précisés dans le futur.