Modelización de la evolución del depósito proteico en ganado porcino en el período de engorde. Efecto del régimen alimentario, sexo y condiciones ambientalessobre la eficiencia y producción de residuos

Las aptitudes genéticas de los genotipos porcinos actuales han cambiado considerablemente durante los últimos años. La eficiencia en la capacidad para el depósito de carne magra ha aumentado considerablemente. Los aportes alimentarios deben por lo tanto adaptarse a las necesidades nutricionales de dichos animales. El potencial productivo de los animales varía en función de condicionantes genéticos ( tipo genético), fisiológicos ( sexo), ambientales ( Tª, densidad), nutricionales ( composición de las dietas y tipos de dietas), sanitarios ,etc. Sus características productivas, y sus necesidades nutricionales, evolucionan con el tiempo ( edad y/o peso ) de forma no lineal , existiendo óptimos biológico-técnicos variables en cada sistema de producción ( granja-mercado) que determinan unos máximos márgenes económicos ( y/o ambientales). Dentro de cada línea es necesario considerar el efecto sexo . Las necesidades de un macho, una hembra o un castrado son muy distintas. Las necesidades nutricionales de los animales dependen también del peso y/o edad del cerdo de engorde. La alimentación debe variar tanto en cantidad como en calidad a lo largo del engorde usando programas de alimentación por fases. Esta técnica es especialmente interesante desde el punto de vista medioambiental ya que permite la reducción de la excreción de nitrógeno y fósforo contribuyendo a la reducción de residuos por Kg. de carne.

Estudio de la calidad de la carne y de su determinismo genético mediante marcadores moleculares en una población Landrace

El objetivo final del proyecto es identificar zonas del genoma o genes con efectos relevantes en la calidad de la carne de manera que su conocimiento posibilite la creación de líneas comerciales de alto rendimiento pero cuya calidad de carne sea superior a la de las líneas actuales. Para alcanzar dicho objetivo se han analizado diversos caracteres que influyen en la calidad de la carne en cerdos de una línea comercial Landrace y se ha estudiado su variabilidad genética mediante marcadores moleculares

Modelización de la evolución del depósito proteico en ganado porcino en el período de engorde. Efecto del régimen alimentario, sexo y condiciones ambientalessobre la eficiencia y producción de residuos

Las aptitudes genéticas de los genotipos porcinos actuales han cambiado considerablemente durante los últimos años. La eficiencia en la capacidad para el depósito de carne magra ha aumentado considerablemente. Los aportes alimentarios deben por lo tanto adaptarse a las necesidades nutricionales de dichos animales. El potencial productivo de los animales varía en función de condicionantes genéticos ( tipo genético), fisiológicos ( sexo), ambientales ( Tª, densidad), nutricionales ( composición de las dietas y tipos de dietas), sanitarios ,etc. Sus características productivas, y sus necesidades nutricionales, evolucionan con el tiempo ( edad y/o peso ) de forma no lineal , existiendo óptimos biológico-técnicos variables en cada sistema de producción ( granja-mercado) que determinan unos máximos márgenes económicos ( y/o ambientales). Dentro de cada línea es necesario considerar el efecto sexo . Las necesidades de un macho, una hembra o un castrado son muy distintas. Las necesidades nutricionales de los animales dependen también del peso y/o edad del cerdo de engorde. La alimentación debe variar tanto en cantidad como en calidad a lo largo del engorde usando programas de alimentación por fases. Esta técnica es especialmente interesante desde el punto de vista medioambiental ya que permite la reducción de la excreción de nitrógeno y fósforo contribuyendo a la reducción de residuos por Kg. de carne.

Transferring QTL technology to the pig breeding industry (PigQTech) - a demonstration project

The aim of the project has been to demonstrate how the farm animal breeding industry can utilise gene mapping technology to accelerate genetic improvement. Previous theoretical studies had suggested that the use of marker assisted selection could potentially increase the annual improvement for quantitative traits like backfat with about 10% and for more difficult traits such as meat quality and reproduction by as much as 40-60% compared with existing technology. The work has comprised two major tasks: 1. Commercially relevant populations have been screened for segregation at QTLs identified in experimental populations. The aim has been to establish optimal strategies for QTL detection in commercial pig populations and the extent to which QTLs explaining major phenotypic differences between divergent lines used in experimental studies also explain quantitative variation within commercial lines. The results are important for specifying future strategies for finding economically valuable QTLs. 2. Marker assisted backcrossing has been used to demonstrate how a QTL allele can be introgressed from one breed to another. The work has focused on the major fatness QTL on pig chromosome 4 previously identified in a wild pig/Large White intercross. The end result was not designed to be a commercially viable product in its own right, but the process has validated a number of points of major importance for the exploitation of QTLs in livestock.

Muscle transcriptomic profiles in pigs with divergent phenotypes for fatness traits

BACKGROUND: Selection for increasing intramuscular fat content would definitively improve the palatability and juiciness of pig meat as well as the sensorial and organoleptic properties of cured products. However, evidences obtained in human and model organisms suggest that high levels of intramuscular fat might alter muscle lipid and carbohydrate metabolism. We have analysed this issue by determining the transcriptomic profiles of Duroc pigs with divergent phenotypes for 13 fatness traits. The strong aptitude of Duroc pigs to have high levels of intramuscular fat makes them a valuable model to analyse the mechanisms that regulate muscle lipid metabolism, an issue with evident implications in the elucidation of the genetic basis of human metabolic diseases such as obesity and insulin resistance. RESULTS: Muscle gene expression profiles of 68 Duroc pigs belonging to two groups (HIGH and LOW) with extreme phenotypes for lipid deposition and composition traits have been analysed. Microarray and quantitative PCR analysis showed that genes related to fatty acid uptake, lipogenesis and triacylglycerol synthesis were upregulated in the muscle tissue of HIGH pigs, which are fatter and have higher amounts of intramuscular fat than their LOW counterparts. Paradoxically, lipolytic genes also showed increased mRNA levels in the HIGH group suggesting the existence of a cycle where triacylglycerols are continuously synthesized and degraded. Several genes related to the insulin-signalling pathway, that is usually impaired in obese humans, were also upregulated. Finally, genes related to antigen-processing and presentation were downregulated in the HIGH group. CONCLUSION: Our data suggest that selection for increasing intramuscular fat content in pigs would lead to a shift but not a disruption of the metabolic homeostasis of muscle cells. Future studies on the post-translational changes affecting protein activity or expression as well as information about protein location within the cell would be needed to to elucidate the effects of lipid deposition on muscle metabolism in pigs.

Copy number variation in the porcine genome inferred from a 60 k SNP BeadChip

Background: Recent studies in pigs have detected copy number variants (CNVs) using the Comparative Genomic Hybridization technique in arrays designed to cover specific porcine chromosomes. The goal of this study was to identify CNV regions (CNVRs) in swine species based on whole genome SNP genotyping chips. Results: We used predictions from three different programs (cnvPartition, PennCNV and GADA) to analyze data from the Porcine SNP60 BeadChip. A total of 49 CNVRs were identified in 55 animals from an Iberian x Landrace cross (IBMAP) according to three criteria: detected in at least two animals, contained three or more consecutive SNPs and recalled by at least two programs. Mendelian inheritance of CNVRs was confirmed in animals belonging to several generations of the IBMAP cross. Subsequently, a segregation analysis of these CNVRs was performed in 372 additional animals from the IBMAP cross and its distribution was studied in 133 unrelated pig samples from different geographical origins. Five out of seven analyzed CNVRs were validated by real time quantitative PCR, some of which coincide with well known examples of CNVs conserved across mammalian species. Conclusions: Our results illustrate the usefulness of Porcine SNP60 BeadChip to detect CNVRs and show that structural variants can not be neglected when studying the genetic variability in this species.

Effect of selective recording on estimates of heritability

En este trabajo se analiza el efecto de la selección de datos sobre las estimaciones de heredabilidad. Se estimó el valor de heredabilidad del tamaño de camada en una población porcina en la que los datos correspondientes a las cerdas más viejas eran una muestra seleccionada. Las estimaciones se obtuvieron usando distintos conjuntos de datos derivados de toda la información disponible. Esos conjunto de datos se compararon evaluando su capacidad predictiva. Se vio que las estimaciones de heredabilidad obtenidas utilizando todos los datos disponibles correspondían a valores infraestimados. También se simuló un carácter materno y se generó un conjunto de datos seleccionados eliminando aquellos correspondientes a las hembras sin padres conocidos. Distintos modelos, habitualmente empleados cuando no existe selección de registros, se consideraron para estimar el valor de heredabilidad. Los resultados mostraron que ninguno de esos modelos ofrecía estimaciones insesgadas. Sólo los modelos que tenían en cuenta el efecto de la selección sobre la media residual y la media y varianza genéticas ofrecían estimaciones poco sesgadas. Sin embargo, para poder aplicarlos se debe conocer la selección realizada. El problema de la selección de datos es difícil de abordar cuando se desconoce cual es el proceso de selección que se ha realizado en una población.

Estimación de los efectos del manejo reproductivo y su influencia en la selección del tamaño de la camada en porcino

Con datos procedentes de poblaciones de campo (37.920 partos porducidos en granjas de selección y 95.240 partos producidos en granjas de producción) se ha analizado la influencia de la edad al primer parto, de la duración de la lactación, de la duración del intervalo destete-cubrición fértil y del tipo de cubrición fértil sobre el número de lechones nacidos vivos por parto (NV). Además, utilizando datos simulados se ha evaluado el interés de considerar estos factores de manejo en el modelo de evaluación genética para NV. Los factores de manejo analizados influyen de forma significativa (P < 0,05) sobre NV, en magnitud y sentido similar en las poblaciones de selección y de producción. Mediante simulación se comprueba que omitir la influencia de los factores de manejo anteriores en el modelo de evaluación genética no interfiere en la respuesta a la selección, aunque puede conducir a la obtención de predictores sesgados del valor genético.

Segregation of regulatory polymorphisms with effects on the gluteus medius transcriptome in a purebred pig population

Background: The main goal of the present study was to analyse the genetic architecture of mRNA expression in muscle, a tissue with an outmost economic importance for pig breeders. Previous studies have used F2 crosses to detect porcine expression QTL (eQTL), so they contributed with data that mostly represents the between-breed component of eQTL variation. Herewith, we have analysed eQTL segregation in an outbred Duroc population using two groups of animals with divergent fatness profiles. This approach is particularly suitable to analyse the within-breed component of eQTL variation, with a special emphasis on loci involved in lipid metabolism. Methodology/Principal Findings: GeneChip Porcine Genome arrays (Affymetrix) were used to determine the mRNA expression levels of gluteus medius samples from 105 Duroc barrows. A whole-genome eQTL scan was carried out with a panel of 116 microsatellites. Results allowed us to detect 613 genome-wide significant eQTL unevenly distributed across the pig genome. A clear predominance of trans- over cis-eQTL, was observed. Moreover, 11 trans-regulatory hotspots affecting the expression levels of four to 16 genes were identified. A Gene Ontology study showed that regulatory polymorphisms affected the expression of muscle development and lipid metabolism genes. A number of positional concordances between eQTL and lipid trait QTL were also found, whereas limited evidence of a linear relationship between muscle fat deposition and mRNA levels of eQTL regulated genes was obtained. Conclusions/Significance: Our data provide substantial evidence that there is a remarkable amount of within-breed genetic variation affecting muscle mRNA expression. Most of this variation acts in trans and influences biological processes related with muscle development, lipid deposition and energy balance. The identification of the underlying causal mutations and the ascertainment of their effects on phenotypes would allow gaining a fundamental perspective about how complex traits are built at the molecular level.

Selection of internal control genes for real-time quantitative PCR in ovary and uterus of sows across pregnancy

Reproductive traits play a key role in pig production in order to reduce costs and increase economic returns. Among others, gene expression analyses represent a useful approach to study genetic mechanisms underlying reproductive traits in pigs. The application of reverse-transcription quantitative PCR requires the selection of appropriate reference genes, whose expression levels should not be affected by the experimental conditions, especially when comparing gene expression across different physiological stages.

Anomalias dentárias associadas: o ortodontista decodificando a genética que rege os distúrbios de desenvolvimento dentário

O presente trabalho versa sobre o diagnóstico e a abordagem ortodôntica das anomalias dentárias, enfatizando os aspectos etiológicos que definem tais irregularidades de desenvolvimento. Parece existir uma inter-relação genética na determinação de algumas dessas anomalias, considerando-se a alta frequência de associações. Um mesmo defeito genético pode originar diferentes manifestações fenotípicas, incluindo agenesias, microdontias, ectopias e atraso no desenvolvimento dentário. As implicações clínicas das anomalias dentárias associadas são muito relevantes, uma vez que o diagnóstico precoce de uma determinada anomalia dentária pode alertar o clínico sobre a possibilidade de desenvolvimento de outras anomalias associadas no mesmo paciente ou em outros membros da família, permitindo a intervenção ortodôntica em época oportuna.

Inclusão da epistasia em modelo de avaliação genética de bovinos de corte compostos

Dados de bovinos compostos foram analisados para avaliar o efeito da epistasia nos modelos de avaliação genética. As características analisadas foram os pesos aos 205 (P205) e 390 dias (P390) e perímetro escrotal aos 390 dias (PE390). As análises foram realizadas pela metodologia de máxima verossimilhança considerando-se dois modelos: o modelo 1 incluiu como covariáveis os efeitos aditivos diretos e maternos, e os não aditivos das heterozigoses para os efeitos diretos e para o materno total, e o modelo 2 considerou também o efeito direto de epistasia. Para comparação dos modelos, foram utilizados o critério de informação de Akaike (AIC) e o critério de informação Bayesiano de Schwartz (BIC), e o teste de razão de verossimilhança. A inclusão da epistasia no modelo de avaliação genética pouco alterou as estimativas de componentes de (co)variâncias genéticas aditivas e, consequentemente, as herdabilidades. O teste de verossimilhança e o critério de Akaike sugeriram que o modelo 2, que inclui a epistasia, apresentou maior aderência aos dados para todas as características analisadas. O critério BIC indicou este modelo como o melhor apenas para P205. Para análise genética dessa população, o modelo que considerou o efeito de epistasia foi o mais adequado.

Avaliação genética multirracial para ganho de peso pré-desmama em bovinos de uma população composta

Objetivou-se neste trabalho estudar modelos com efeitos não-aditivos diretos e maternos em uma população composta em clima tropical, tentando minimizar esses efeitos para obtenção dos valores genéticos dos animais avaliados. Foram utilizados dados de animais de uma população composta, por meio da comparação de três modelos que incluíram os efeitos fixos de grupo contemporâneo, ordem de parto e heterose direta e materna e os efeitos aleatórios de efeito genético aditivo direto e materno. As análises foram realizadas em duas etapas; na primeira foram estudadas as estimativas dos efeitos raciais e de heterose individual e materna e na segunda etapa, calculadas as variâncias, herdabilidades e os valores genéticos dos animais. O efeito materno, quando não foi considerado no modelo, pareceu superestimar o efeito aditivo racial. Os efeitos aditivos raciais, racial materno e de heterose individual e materna influenciaram significativamente o ganho médio diário no pré-desmame, obtendo-se diferentes estimativas entre os tipos biológicos. Considerando o arquivo de dados corrigidos para os efeitos não-aditivos diretos e maternos, as herdabilidades direta e materna foram de 0,22 e 0,20, respectivamente. Os efeitos racial materno e de heterose individual e materna foram importantes fontes de variação para o ganho médio diário no pré-desmame e devem ser considerados durante a avaliação genética de uma população multirracial.

Evolucionismo e genética do transtorno de estresse pós-traumático

Os autores discutem, a partir do conceito evolutivo, como a resposta de estresse, nas suas possibilidades de fuga e luta e de imobilidade tônica, pode levar a uma nova compreensão etiológica do transtorno de estresse pós-traumático. Através da análise dos agrupamentos de sintomas desse diagnóstico - revivência, evitação e hiperexcitação -, procuram correlacionar os achados neurobiológicos e evolutivos. As descobertas atuais sobre a genética do transtorno de estresse pós-traumático são resumidas e colocadas nessa perspectiva evolutiva, dentro de conceitos que possibilitam o entendimento da interação gene/ambiente, como a epigenética. Propõem que a pesquisa dos fatores de risco do transtorno de estresse pós-traumático deva ser investigada do ponto de vista fatorial, onde a somatória destes aumenta o risco de desenvolvimento do quadro, não sendo possível a procura da causa do transtorno de forma única. A pesquisa de genes candidatos no transtorno de estresse pós-traumático deve levar em consideração todos os sistemas associados aos processos de respostas ao estresse, sistemas dos eixos hipotálamo-hipofisário-adrenal e simpático, mecanismos de aprendizado, formação de memórias declarativas, de extinção e esquecimento, da neurogênese e da apoptose, que envolvem vários sistemas de neurotransmissores, neuropeptídeos e neuro-hormônios.