Comparación de metodologías moleculares para identificar el gen de la kappa caseína en ganado Holstein

RESUMENObjetivo. Comparar las metodologías moleculares, PCR-RFLPs y PCR-SSCP, para identificar las variantes alélicas del gen de la kappa caseína (CSN3) en bovinos Holstein del trópico alto de Nariño-Colombia. Materiales y métodos. Se escogieron al azar 50 vacas Holstein y mediante punción en la vena coxígea media se tomaron muestras de 5cc de sangre, que se almacenaron y preservaron en tarjetas FTA® para su posterior análisis en el laboratorio. El ADN se amplificó por PCR utilizando cebadores específicos. Los cambios en la conformación de cadena sencilla (SSCP) fueron visualizados en geles de poliacrilamida al 12%; mientras que los RFLPs se obtuvieron por digestión con tres enzimas de restricción y se visualizaron en geles de agarosa al 4%. Resultados. La metodología PCR-RFLPs fue útil para detectar mutaciones puntuales y por lo tanto se identificó un mayor número de alelos, lo que contribuye a una mejor estimación de las medidas de diversidad genética en poblaciones seleccionadas, ya que evita problemas de sobreestimación de los valores en las frecuencias alélicas. Por su parte, la técnica PCR-SSCP resultó más sencilla y económica, ideal para investigaciones en las que no existe información previa sobre los genotipos de las poblaciones bovinas y en estudios con bajos presupuestos. Conclusiones. Las dos metodologías evaluadas son herramientas moleculares que contribuyen a la orientación de los procesos de selección en los bovinos para leche, ya que identifican los alelos del gen CSN3. La diferencia radica en el costo de las mismas y en el número de variantes identificadas

Identificación de variantes alélicas de genes candidatos involucrados en producción de leche en un rodeo de bovinos de raza Holando y cruzas Holando por Jersey

Holstein and Jersey cattle breeds are two of the most important dairy breeds and the majors in our country. The aim of this study was to conduct an exploratory analysis that could identify allelic variants associated with milk production on a commercial herd with Holstein and Holstein x Jersey crossbred cows. The material used consisted in a database containing information about dairy production and pedigree records of 1,859 animals belonging to 25 half-sib families from 16 dairy farms located in the central dairy area of Argentina. Through a candidate gene approach, 1,859 animals were genotyped for 56 SNPs in selected genes, using the SNPlex® system. Those genes were selected for being related to productivity and milk quality in cattle. Moreover, in 821 animals, 12,460 SNPs genotypes included in a medium-density microarray and located in chromosomal regions containing the candidate genes selected previously, were determined. With the genotypic data and estimated breeding values (EBV) for first-lactation 305-days milk yield, estimated through a linear mixed model, an association analysis was performed using the FASTA-GC strategy of GenABEL package in R. After performing the respective genotypes quality controls, 10,227 SNPs were used in the association analysis. This analysis allowed the detection of 12 SNPs associated with EBVs for milk yield in BTAs 1, 20, 23 and 24. Due to its proximity to these SNPs and for being related to milk production or composition, specific regions of PRMT2, BTN1A1 and S100B genes were sequenced in 34 cows with extreme EBVs. The obtained sequences were used to explore the presence of polymorphisms that could contribute to the observed differences in the studied population EBVs for milk yield. For PRMT2, BTN1A1_A and BTN1A1_B regions, the 7%, 22% and 24% of the SNPs previously reported were obtained, respectively, while in S100B none SNP was found. Nine of BTN1A1 gene SNPs generate missense mutations. Some of the SNPs found showed significant differences in allele frequencies in animals with opposite phenotypes (lower and higher EBV values for milk yield). This analysis has revealed trends that would be interesting to study in a larger population, especially in the case of SNPs in coding regions that result in a change in the protein structure that may affect milk yield and compositional characteristics. The results obtained are of interest for the genotypic characterization of Argentinean Holstein and Holstein x Jersey cattle, because the studied population is representative of the genetic currently used in the dairy industry and could form part of a reference population to use the Genomic Selection methodology in dairy breeding cattle programs in the country.Fil: Raschia, María Agustina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, ArgentinaLas razas bovinas Holando y Jersey son dos de las razas productoras de leche más importantes a nivel mundial y las principales en nuestro país. El objetivo del trabajo de tesis fue realizar un análisis exploratorio que permitiera identificar variantes alélicas asociadas a la producción de leche en un rodeo comercial con vacas Holando y cruzas Holando x Jersey. El material utilizado consistió en una base de datos de controles lecheros y registros de pedigrí de 1.859 bovinos pertenecientes a 25 familias de medias hermanas paternas de 16 tambos de la cuenca lechera central de la Argentina. A través de un abordaje con genes candidatos, todos los animales se genotipificaron para 56 SNPs de genes seleccionados por estar relacionados con características productivas y calidad de leche en bovinos mediante el sistema SNPlex®. Por otra parte, en 821 animales, se determinaron los genotipos de 12.460 SNPs incluidos en un microarreglo de mediana densidad y localizados en las regiones cromosómicas que contenían los genes candidatos seleccionados previamente. Con la información genotípica y los valores de cría (EBV) para producción de leche acumulada a 305 días durante la primera lactancia, estimados a través de un modelo lineal mixto, se realizó un análisis de asociación mediante la estrategia FASTA-GC del paquete GenABEL de R. Luego de realizar los respectivos controles de calidad de los genotipos, 10.227 SNPs se utilizaron en el análisis de asociación. Este análisis permitió la detección de 12 SNPs asociados al EBV para producción de leche en los BTAs 1, 20, 23 y 24. Por su cercanía a estos SNPs y por estar relacionados con la producción o composición de la leche, se secuenciaron regiones específicas de los genes PRMT2, BTN1A1 y S100B en 34 vacas con EBVs extremos. Con las secuencias obtenidas se exploró la presencia de polimorfismos que pudieran contribuir a las diferencias observadas en los valores de EBV para producción de leche de la población bajo estudio. Para las regiones PRMT2, BTN1A1_A y BTN1A1_B se obtuvo el 7%, el 22% y el 24% de los SNPs reportados, respectivamente, mientras que en S100B no se halló ningún SNP. Nueve de los SNPs del gen BTN1A1 generan mutaciones con cambio de sentido. Algunos de los SNPs hallados muestran diferencias apreciables de frecuencias alélicas en animales con diferentes fenotipos (bajo y alto EBV para producción de leche). Este análisis ha revelado tendencias que sería interesante estudiar en una población más numerosa, especialmente para el caso de SNPs en exones que dan lugar a un cambio en la estructura proteica que pueda afectar directamente la producción y las características composicionales de la leche. Los resultados obtenidos son de interés para la caracterización genotípica de los bovinos de Argentina de raza Holando y cruzas Holando x Jersey por cuanto la población analizada es representativa de la genética utilizada actualmente en la actividad tambera y podría constituir parte de una población de referencia para la utilización de la metodología de Selección Genómica en mejoramiento de bovinos para leche del país

Identificación de variantes alélicas de genes candidatos involucrados en producción de leche en un rodeo de bovinos de raza Holando y cruzas Holando por Jersey

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ciencias Veterinarias, área Genética, de la Universidad de Buenos Aires, en 2015Las razas bovinas Holando y Jersey son dos de las razas productoras de leche más importantes a nivel mundial y las principales en nuestro país. El objetivo del trabajo de tesis fue realizar un análisis exploratorio que permitiera identificar variantes alélicas asociadas a la producción de leche en un rodeo comercial con vacas Holando y cruzas Holando x Jersey. El material utilizado consistió en una base de datos de controles lecheros y registros de pedigrí de 1.859 bovinos pertenecientes a 25 familias de medias hermanas paternas de 16 tambos de la cuenca lechera central de la Argentina. A través de un abordaje con genes candidatos, todos los animales se genotipificaron para 56 SNPs de genes seleccionados por estar relacionados con características productivas y calidad de leche en bovinos mediante el sistema SNPlex®. Por otra parte, en 821 animales, se determinaron los genotipos de 12.460 SNPs incluidos en un microarreglo de mediana densidad y localizados en las regiones cromosómicas que contenían los genes candidatos seleccionados previamente. Con la información genotípica y los valores de cría (EBV) para producción de leche acumulada a 305 días durante la primera lactancia, estimados a través de un modelo lineal mixto, se realizó un análisis de asociación mediante la estrategia FASTA-GC del paquete GenABEL de R. Luego de realizar los respectivos controles de calidad de los genotipos, 10.227 SNPs se utilizaron en el análisis de asociación. Este análisis permitió la detección de 12 SNPs asociados al EBV para producción de leche en los BTAs 1, 20, 23 y 24. Por su cercanía a estos SNPs y por estar relacionados con la producción o composición de la leche, se secuenciaron regiones específicas de los genes PRMT2, BTN1A1 y S100B en 34 vacas con EBVs extremos. Con las secuencias obtenidas se exploró la presencia de polimorfismos que pudieran contribuir a las diferencias observadas en los valores de EBV para producción de leche de la población bajo estudio. Para las regiones PRMT2, BTN1A1_A y BTN1A1_B se obtuvo el 7%, el 22% y el 24% de los SNPs reportados, respectivamente, mientras que en S100B no se halló ningún SNP. Nueve de los SNPs del gen BTN1A1 generan mutaciones con cambio de sentido. Algunos de los SNPs hallados muestran diferencias apreciables de frecuencias alélicas en animales con diferentes fenotipos (bajo y alto EBV para producción de leche). Este análisis ha revelado tendencias que sería interesante estudiar en una población más numerosa, especialmente para el caso de SNPs en exones que dan lugar a un cambio en la estructura proteica que pueda afectar directamente la producción y las características composicionales de la leche. Los resultados obtenidos son de interés para la caracterización genotípica de los bovinos de Argentina de raza Holando y cruzas Holando x Jersey por cuanto la población analizada es representativa de la genética utilizada actualmente en la actividad tambera y podría constituir parte de una población de referencia para la utilización de la metodología de Selección Genómica en mejoramiento de bovinos para leche del país.Holstein and Jersey cattle breeds are two of the most important dairy breeds and the majors in our country. The aim of this study was to conduct an exploratory analysis that could identify allelic variants associated with milk production on a commercial herd with Holstein and Holstein x Jersey crossbred cows. The material used consisted in a database containing information about dairy production and pedigree records of 1,859 animals belonging to 25 half-sib families from 16 dairy farms located in the central dairy area of Argentina. Through a candidate gene approach, 1,859 animals were genotyped for 56 SNPs in selected genes, using the SNPlex® system. Those genes were selected for being related to productivity and milk quality in cattle. Moreover, in 821 animals, 12,460 SNPs genotypes included in a medium-density microarray and located in chromosomal regions containing the candidate genes selected previously, were determined. With the genotypic data and estimated breeding values (EBV) for first-lactation 305-days milk yield, estimated through a linear mixed model, an association analysis was performed using the FASTA-GC strategy of GenABEL package in R. After performing the respective genotypes quality controls, 10,227 SNPs were used in the association analysis. This analysis allowed the detection of 12 SNPs associated with EBVs for milk yield in BTAs 1, 20, 23 and 24. Due to its proximity to these SNPs and for being related to milk production or composition, specific regions of PRMT2, BTN1A1 and S100B genes were sequenced in 34 cows with extreme EBVs. The obtained sequences were used to explore the presence of polymorphisms that could contribute to the observed differences in the studied population EBVs for milk yield. For PRMT2, BTN1A1_A and BTN1A1_B regions, the 7%, 22% and 24% of the SNPs previously reported were obtained, respectively, while in S100B none SNP was found. Nine of BTN1A1 gene SNPs generate missense mutations. Some of the SNPs found showed significant differences in allele frequencies in animals with opposite phenotypes (lower and higher EBV values for milk yield). This analysis has revealed trends that would be interesting to study in a larger population, especially in the case of SNPs in coding regions that result in a change in the protein structure that may affect milk yield and compositional characteristics. The results obtained are of interest for the genotypic characterization of Argentinean Holstein and Holstein x Jersey cattle, because the studied population is representative of the genetic currently used in the dairy industry and could form part of a reference population to use the Genomic Selection methodology in dairy breeding cattle programs in the country.Instituto de GenéticaFil: Raschia, Maria Agustina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Genética; Argentin

APLICACIONES ACTUALES Y POTENCIALES DE GENÉTICA EN PRODUCCIÓN ANIMAL

En este artículo se presenta una revisión general de los desarrollos científicos más importantes de la genética que han permitido la implementación de diversos métodos de selección en especies animales domésticas. El objetivo es describir el proceso evolutivo de las tecnologías genéticas desde sus inicios con procedimientos relativamente simples, como la observación y registro de datos de campo, hasta llegar a la obtención de organismos manipulados en su ADN y multiplicados con procedimientos biotecnológicos que permiten que machos y hembras con características superiores tengan miles de descendientes por año. Todas estas técnicas han sido satisfactoriamente aplicadas en el último siglo en un sinnúmero de estudios en ciencia animal en varios países y en la región nariñense, nuestro grupo de investigación ha abarcado el estudio de prácticamente todos los métodos selectivos en las especies de mayor interés para la zona como son los bovinos para leche y los cuyes. La importancia de la investigación en este campo es indiscutible toda vez que deben tenerse en cuenta los factores positivos derivados de la aplicación genética y los potenciales riesgos de los mismos tanto para la salud humana como para el equilibrio medio ambiental

Potencial forrajero Tithonia diversifolia Hemsl. A Gray en la produccion de vacas lecheras

ABSTRACT: Potential of Tithonia diversifolia Hemsl. A Gray as forage for the production of dairy cows. The objective of this study was to analyze the potential use of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray (Mexican sunflower) in dairy cattle feeding in the Colombian high tropics. Key terms were chosen to search for information and from them this we discussed and analyzed several publications, allowing an approach to the problem proposed. It is common that in the high-tropic dairy farms of Colombia the main component of the cattle’s diet is the Kikuyu grass (Pennisetum clandestinum). Given its characteristics of high levels of Nitrogen, low levels of fiber and dry matter, it is common that this diet causes a negative energetic balance in the most productive cows. In order to sustain production in those cases, sometimes it is required to supplement the forage with commercial rations, which have high protein levels, and are mainly composed by cereals. The nutritional requirements of these production systems demand strategies that allow the improvement and quality of fodder offer, and to reduce the dependence on commercial rations or at least to ease the inclusion of others that improve animal performance. From this analysis, the benefits and potential use of T. diversifolia in feeding high producing dairy cows were recognized. Considering the content of protein, soluble carbohydrates and tannins, the forage of this shrub may have a positive impact on intensive dairy farming systems and could have potential to be incorporated into dietary supplements.RESUMEN: El objetivo de este trabajo fue analizar el uso potencial de la Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray (botón de oro) en la alimentación de vacas lecheras en el trópico alto colombiano. Se eligieron términos clave para la búsqueda de información y a partir de ellos se abordaron y analizaron diferentes publicaciones, permitiendo un acercamiento a la problemática propuesta. En estos sistemas de producción típicos del trópico alto en Colombia, el kikuyo (Pennisetum clandestinum) contribuye con el mayor aporte en la ración del ganado y debido al alto N, la baja fibra y materia seca, lleva con frecuencia a balances energéticos negativos en las vacas más productivas, por lo que en muchos casos se sostiene la producción con alimento comercial, compuesto principalmente por cereales y con altos niveles de proteína. Las necesidades nutricionales de este tipo de sistemas productivos están orientados a encontrar estrategias que permitan mejorar la oferta forrajera, en términos de variedad y calidad, disminuir la dependencia de alimentos comerciales o al menos facilitar la inclusión de otros que mejoren el desempeño animal. A partir de este análisis, se evidencia el potencial de T. diversifolia en la alimentación de vacas lecheras de alta producción; esta forrajera arbustiva, por su contenido de proteína, carbohidratos solubles y taninos, puede tener un impacto positivo sobre los sistemas de ganadería lechera intensiva y puede incorporarse a suplementos alimenticios

Estudio de asociación genómica para características de crecimiento en las razas bovinas Criollas Blanco Orejinegro y Romosinuano

Las características relacionadas con el crecimiento son de gran importancia para la industria del ganado de carne, dado que afectan de manera directa la rentabilidad de las ganaderías, debido a esto, hay un gran interés en la comprensión de la estructura genética que controla este tipo de rasgos, pues al incluir esta información en la valoración genética de los animales, es posible mejorar la precisión en los procesos de selección. En este estudio, información de 52mil Polimorfismos de Nucleótido Simple (SNP) obtenida a partir de dos poblaciones de ganado Criollo Colombiano (Blanco Orejinegro-BON y Romosinuano-ROMO), fue usada para desarrollar un estudio de asociación genómica (GWAS) para rasgos de crecimiento, basado en la metodología de single-step genomicBLUP, este GWAS permitió identificar 28 regiones de interés en la raza BON, y 26 regiones en la raza ROMO, que están asociadas con 53 posibles genes candidatos, que incluyen algunos con un rol conocido en la regulación del crecimiento, tales como LEPR (receptor de la leptina), HGF (factor de crecimiento de hepatocitos), LEP (leptina), TG (Tiroglobulina), Myf5 (factor miogénico 5) y PLAG1 (zinc finger); es de resaltar que en los cromosomas 14 y 23 se identificó dos regiones con efecto común para varias de las características evaluadas en las dos razas, esto sugiere que en estas regiones existen algunos genes candidatos con funciones asociadas a la regulación del crecimiento en este tipo de ganado. Estos resultados pueden ser incluidos en la evaluación genética de estas razas, para mejora la exactitud en la estimación de valores genéticos.Abstract. The growth traits are of great importance for the beef industry, since they directly affect the profitability of the herds, because of this, there is great interest in the understanding the underlying genomic structure influencing these traits, when using this information in the genetic evaluation programs, it is possible to increase the accuracy in the selection in livestock. In this study, information of 52k single nucleotide polymorphisms (SNPs) obtained from two populations of Colombian Creole Cattle (Romosinuano-ROMO and Blanco Orejinegro-BON) was used to perform a genome-wide association study (GWAS) for growth traits, based on the single-step genomic- BLUP methodology, this GWAS identified 28 genomic regions with important effect in BON breed, and 26 regions in ROMO breed, which were associated with 53 positional potential candidate genes, including some of them with a role in growth regulation, such as LEPR (leptin receptor), HGF (hepatocyte growth factor), LEP (leptin), TG (thyroglobulin), Myf5 (myogenic 5 factor), and PLAG1 (zinc finger). It is noteworthy that in chromosomes 14 and 23 there are two regions with common effects for traits evaluated in the two breeds, this suggests that in these regions there are some candidate genes with fuctions related to the regulation of body weight in this type of cattle. These results may be included in genetic evaluations of these breeds, to improve the accuracy in estimating breeding values.Maestrí

Efecto del balance energético negativo sobre el desarrollo ovárico en vacas lecheras posparto.

El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto del balance energético negativo, sobre el desarrollo ovárico; así como la presentación del primer celo, en vacas lecheras en el periodo posparto. El balance energético negativo en vacas lecheras en periodo posparto, puede generar trastornos metabólicos, asociados a enfermedades que afectan la condición reproductiva y productiva de las hembras bovinas. Para ello, se realizaron tres grupos, en relación al periodo posparto de las unidades experimentales; grupo uno, periodo posparto temprano; grupo dos, periodo posparto medio y el grupo tres de periodo posparto tardío; de las cuales se extrajo una muestra sanguínea para determinar los niveles de insulina plasmática, así como la determinación del desarrollo de estructuras ováricas, mediante chequeos ecográficos seriados, y la observación del tiempo de presentación del primer celo después del parto. Las vacas lecheras cuando presentan niveles de insulina plasmática en rangos menores a 3,3 UI/ml son afectadas por el estado de balance energético negativo, el cual influye significativamente en el desarrollo de folículos y cuerpo lúteo. Se comprobó que la presencia de Balance Energético Negativo (BEN) en vacas lecheras influye negativamente en el desarrollo de estructuras ováricas y en el período para la presentación del primer celo posparto, incrementando el porcentaje de días en el hato. Se recomienda realizar investigaciones sobre la influencia del BEN sobre los parámetros relativos al equilibrio catión-anión dietario y su influencia en el desempeño reproductivo, calidad inmunológica del calostro.The objective of the present study was to evaluate the effect of the negative energy balance, on ovarian development; as well as the presentation of the first heat, in dairy cows in the postpartum period. The negative energy balance in dairy cows in the postpartum period can generate metabolic disorders, associated with diseases that affect the reproductive and productive condition of bovine females. For this, three groups were carried out, concerning the postpartum period of the experimental units; group one, early postnatal period; group two, middle postpartum period and group three of the late postpartum period; from which a blood sample was taken to determine plasma insulin levels, as well as the determination of the development of ovarian structures, through serial ultrasound checks, and the observation of the presentation time of the first heat after delivery. Dairy cows when they have plasma insulin levels in ranges below 3.3 Ul/ml are affected by the state of negative energy balance, which significantly influences the development of follicles and corpus luteum. The presence of Negative Energy Balance (NEB) found in dairy cows has a negative influence on the development of ovarian structures and the period for the presentation of the first postpartum heat, increasing the percentage of days in the herd. It is recommended to research the influence of the NEB on the parameters related to the dietary cation- anion equilibrium and its impact on reproductive performance, immunological quality of colostrum