Concurrent and long-term associations between the endometrial microbiota and endometrial transcriptome in postpartum dairy cows

peer-reviewedBackground Fertility in dairy cows depends on ovarian cyclicity and on uterine involution. Ovarian cyclicity and uterine involution are delayed when there is uterine dysbiosis (overgrowth of pathogenic bacteria). Fertility in dairy cows may involve a mechanism through which the uterine microbiota affects ovarian cyclicity as well as the transcriptome of the endometrium within the involuting uterus. The hypothesis was that the transcriptome of the endometrium in postpartum cows would be associated with the cyclicity status of the cow as well as the microbiota during uterine involution. The endometrium of first lactation dairy cows was sampled at 1, 5, and 9 weeks postpartum. All cows were allowed to return to cyclicity without intervention until week 5 and treated with an ovulation synchronization protocol so that sampling at week 9 was on day 13 of the estrous cycle. The endometrial microbiota was measured by 16S rRNA gene sequencing and principal component analysis. The endometrial transcriptome was measured by mRNA sequencing, differential gene expression analysis, and Ingenuity Pathway Analysis. Results The endometrial microbiota changed from week 1 to week 5 but the week 5 and week 9 microbiota were similar. The endometrial transcriptome differed for cows that were either cycling or not cycling at week 5 and cyclicity status depended in part on the endometrial microbiota. Compared with cows cycling at week 5, there were large changes in the transcriptome of cows that progressed from non-cycling at week 5 to cycling at week 9. There was evidence for concurrent and longer-term associations between the endometrial microbiota and transcriptome. The week 1 endometrial microbiota had the greatest effect on the subsequent endometrial transcriptome and this effect was greatest at week 5 and diminished by week 9. Conclusions The cumulative response of the endometrial transcriptome to the microbiota represented the combination of past microbial exposure and current microbial exposure. The endometrial transcriptome in postpartum cows, therefore, depended on the immediate and longer-term effects of the uterine microbiota that acted directly on the uterus. There may also be an indirect mechanism through which the microbiome affects the transcriptome through the restoration of ovarian cyclicity postpartum

Genetic distances and principal component estimations in Brazilian beef cattle.

The objective of this study was to estimate principal components for, and correlations between, weights at birth (BWT), 205d (WT205), 365d (WT3650), 550d (WT550) and 730d (WT730) using multivariate analysis of data from 2,237 animals from IAPAR, PR. Calves were produced from Nellore, Guzerá, Red Angus, Marchigiana, and Limousin bulls mated to Nellore, ½ Guzerá x ½ Nellore, ½ Red Angus x ½ Nellore, ½ Marchigiana x ½ Nellore, ½ Simmental x ½ Nellore, ¾ Nellore x ¼ Red Angus, and ½ Red Angus x ¼ Guzerá x ¼ Nellore cows. Correlations ranged from 0.22 (BWT with WT730) to 0.73 (WT365 with WT550). The proportions of variation justified by the principal components were: first, 56%; first and second, 72%; first through third, 87%; and first four, 95%. The MANOVA tests model a separate variance for each trait (in this case, a separate variance for each of the five traits, and a separate covariance for each of the pairs of traits). The Wilks" Lambda indicates a significant difference in genetic distance between breeds of dam based on the performance of calves. Dams composed of ½ Marchigiana x ½ Nellore versus ½ Simmental x ½ Nellore had the least genetic distance (0.058), while Nellore versus ½ Simmental x ½ Nellore were most distant (2.738). Multivariate analysis can be used to estimate principal components for developing economic weights and accurate indices important in beef selection. Trees generated from cluster analysis of progeny weights can be used to visualize genetic grouping of breed of dam.O objetivo desse trabalho foi estimar os componentes principais e as correlações entre o peso ao nascer (PN), aos 205 (P205), 365 (P365), 550 (P550) e aos 730 (P730) dias de idade para 2237 animais, provenientes do IAPAR, utilizando análise multivariada. A raça dos touros inclusos no programa foram: Nelore, Guzerá, Red Angus, Marchigiana e Limousin e das vacas: Nelore, ½ Guzerá x ½ Nelore, ½ Red Angus x ½ Nelore, ½ Marchigiana x ½ Nelore, ½ Simmental x ½ Nelore, ¾ Nelore x ¼ Red Angus, and ½ Red Angus x ¼ Guzerá x ¼ Nelore. O menor valor encontrado para as correlações foi entre PN e P730 dias, 0,22; e o maior, entre P365 e P550, 0,73. O primeiro componente principal (PC1) justificou 56%; o primeiro e o segundo (PC2), 72%; os três primeiros PC justificaram 87% e, os quatro primeiros PC 95%. O procedimento MANOVA permitiu separar os componentes de variância de cada par. O teste de Wilk"s Lambda indicou uma diferença significativa na distância entre as raças das vacas baseando se no desempenho dos bezerros. Matrizes pertencentes aos grupos ½ Marchigiana x ½ Nelore e ½ Simental x ½ Nelore tiveram comportamento materno mais próximos, (0,058) ao passo que matrizes Nelore e ½ Simental x ½ Nellore foram as que apresentaram maior distância (2,738). Utilizando o procedimento MANOVA é possível separar a variância para cada tratamento dos cinco avaliados permitindo a separação e estimativa das co-variâncias entre eles. O uso de análise multivariada na seleção de gado de corte através dos componentes principais permite a geração de indices precisos, ponderando as variáveis econômicas a serem selecionadas. O uso da arvore permitiu uma melhor visualização das respostas, no caso, do desenvolvimento das progênies de acordo com o grupo racial das matrizes

Parâmetros e tendências genéticas do peso de bovinos criados à pasto no Brasil.

Parâmetros e tendências genéticas para os pesos aos 120 (P120: n= 86 852), 205 (P205: n= 86 852), 365 (P365: n= 61 637) e 550 (P550: n= 36 187) dias de idade foram estimados para animais da raça Nelore criados a campo nas regiões Centro-Oeste e Sudeste no Brasil. Os dados são provenientes da ABCZ/EMBRAPA e foram obtidos no período entre 1975 a 2001. Os parâmetros foram obtidos utilizando o programa MTDFREML, em análise unicaracterística. Os efeitos fixos foram grupo de contemporâneos (combinação de estação (água e seca), ano, sexo e fazenda) e a covariável idade da vaca ao parto (linear e quadratico). Como efeito aleatório utilizou-se o efeito aditivo direto, aditivo materno, e de ambiente permanente. As estimativas das variâncias genéticas, direta e materna, ambientais e fenotípicas e as covariâncias entre o efeito direto e materno foram 51,1; 17,9; 190,5; 280,4 e -12,0 para P120; 128,6; 47,2; 695,7; 932,4 e -25,9 para P205; 435,9; 32,2; 2934,0; 3604,9 e -27,4 para P365; 607,9; 177,7; 5637,7; 6602,5 e -117,6 para P550. Os valores de herdabilidades direta encontram-se na faixa de 0,09 a 0,18; herdabilidade materna variaram de 0,01 a 0,06, correlação direta materna entre -0,23 a -0,36 e o efeito de ambiente permanente igual a 0,05 a 0,12. As estimativas das tendências genéticas, direta materna, e ambientais no período de 1975 a 2001 foram 10,4; -1,6 e 18,4 kg para P120; 16,6; -2,8 e 23,0 kg P205; 21,7; -1,3 e 23,6 kg para P365; 25,5; -3,6 e -8,1 kg para P550, respectivamente. As tendências genéticas diretas foram positivas e as maternas pequenas e negativas. O desempenho materno tem influencia importante sobre os pesos aos 120 e 205 dias de idade e esse baixo valor obtido sugere que se deve considerar para este efeito nos programas de melhoramento, mesmo se tendo correlação direta materna adversa

Parameters and genetic trends of weight of cattle reared at pasture in Brazil

Genetic parameters and trends of weights were estimated for Nellore cattle from Central west and South East in Brazil. ABCZ/EMBRAPA provided weights (kg) at 120 (W120), 205 (W205), 365 (W365) and 540 (W540) for 86 852, 86 852, 61 637, 36 187 animals, respectively, from 1975 to 2001. Parameters were obtained using MTDFREML in single trait analyses. Fixed effects were contemporary group (dry or wet season), year, sex and farm and age of dam (linear and quadratic covariate). Random effects were direct and maternal genetic effects, their covariance, and the uncorrelated maternal permanent environmental effect. The analysis was restarted until twice the logarithms of the likelihoods changed no more than two decimal places. Estimates of direct and maternal genetic variances, direct-maternal covariance, and environmental and phenotypic variances were [51.1, 17.9, -12.0, 190.5 and 280.4] for W120; [128.6, 47.2, -25.9, 695.7 and 932.4] for W205; [435.9, 32.2, -27.4, 2934.0 and 3604.9] for W365; and [607.9, 177.7, -117.6, 5637.7 and 6602.5] for W540. Direct heritabilities ranged from 0.09 to 0.18, maternal heritabilities from 0.01 to 0.06, direct-maternal genetic correlations from -0.23 to -0.36, and permanent environmental effects from 0.05 to 0.12. Direct and maternal genetic and environmental trends from 1975 to 2001 were 10.4, -1.6 and 18.43 kg for W120; 16.6, -2.8; and 23.0 kg for W205; 21.7, -1.3 and 23.6 kg for W365, and, 25.5, -3.6, and -8.1 kg for W540, respectively. The direct genetic trends were positive and maternal trends were small. The importance of maternal performance for W120 and W205 suggests it should be considered in breeding programs although it has a low heritability and modestly adverse genetic correlation with direct genetic effects.Parâmetros e tendências genéticas para os pesos aos 120 (P120: n= 86 852), 205 (P205: n= 86 852), 365 (P365: n= 61 637) e 550 (P550: n= 36 187) dias de idade foram estimados para animais da raça Nelore criados a campo nas regiões Centro-Oeste e Sudeste no Brasil. Os dados são provenientes da ABCZ/EMBRAPA e foram obtidos no período entre 1975 a 2001. Os parâmetros foram obtidos utilizando o programa MTDFREML, em análise unicaracterística. Os efeitos fixos foram grupo de contemporâneos (combinação de estação (água e seca), ano, sexo e fazenda) e a covariável idade da vaca ao parto (linear e quadratico). Como efeito aleatório utilizou-se o efeito aditivo direto, aditivo materno, e de ambiente permanente. As estimativas das variâncias genéticas, direta e materna, ambientais e fenotípicas e as covariâncias entre o efeito direto e materno foram 51,1; 17,9; 190,5; 280,4 e -12,0 para P120; 128,6; 47,2; 695,7; 932,4 e -25,9 para P205; 435,9; 32,2; 2934,0; 3604,9 e -27,4 para P365; 607,9; 177,7; 5637,7; 6602,5 e -117,6 para P550. Os valores de herdabilidades direta encontram-se na faixa de 0,09 a 0,18; herdabilidade materna variaram de 0,01 a 0,06, correlação direta materna entre -0,23 a -0,36 e o efeito de ambiente permanente igual a 0,05 a 0,12. As estimativas das tendências genéticas, direta materna, e ambientais no período de 1975 a 2001 foram 10,4; -1,6 e 18,4 kg para P120; 16,6; -2,8 e 23,0 kg P205; 21,7; -1,3 e 23,6 kg para P365; 25,5; -3,6 e -8,1 kg para P550, respectivamente. As tendências genéticas diretas foram positivas e as maternas pequenas e negativas. O desempenho materno tem influencia importante sobre os pesos aos 120 e 205 dias de idade e esse baixo valor obtido sugere que se deve considerar para este efeito nos programas de melhoramento, mesmo se tendo correlação direta materna adversa

Parâmetros e tendência genética de peso de bovinos criados á pasto no brasil

Genetic parameters and trends of weights were estimated for Nellore cattle from Central west and South East in Brazil. ABCZ/EMBRAPA provided weights (kg) at 120 (W120), 205 (W205), 365 (W365) and 540 (W540) for 86 852, 86 852, 61 637, 36 187 animals, respectively, from 1975 to 2001. Parameters were obtained using MTDFREML in single trait analyses. Fixed effects were contemporary group (dry or wet season), year, sex and farm and age of dam (linear and quadratic covariate). Random effects were direct and maternal genetic effects, their covariance, and the uncorrelated maternal permanent environmental effect. The analysis was restarted until twice the logarithms of the likelihoods changed no more than two decimal places. Estimates of direct and maternal genetic variances, direct-maternal covariance, and environmental and phenotypic variances were [51.1, 17.9, -12.0, 190.5 and 280.4] for W120; [128.6, 47.2, -25.9, 695.7 and 932.4] for W205; [435.9, 32.2, -27.4, 2934.0 and 3604.9] for W365; and [607.9, 177.7, -117.6, 5637.7 and 6602.5] for W540. Direct heritabilities ranged from 0.09 to 0.18, maternal heritabilities from 0.01 to 0.06, direct-maternal genetic correlations from -0.23 to -0.36, and permanent environmental effects from 0.05 to 0.12. Direct and maternal genetic and environmental trends from 1975 to 2001 were 10.4, -1.6 and 18.43 kg for W120; 16.6, -2.8; and 23.0 kg for W205; 21.7, -1.3 and 23.6 kg for W365, and, 25.5, -3.6, and -8.1 kg for W540, respectively. The direct genetic trends were positive and maternal trends were small. The importance of maternal performance for W120 and W205 suggests it should be considered in breeding programs although it has a low heritability and modestly adverse genetic correlation with direct genetic effects.Parâmetros e tendências genéticas para os pesos aos 120 (P120: n= 86 852), 205 (P205: n= 86 852), 365 (P365: n= 61 637) e 550 (P550: n= 36 187) dias de idade foram estimados para animais da raça Nelore criados a campo nas regiões Centro-Oeste e Sudeste no Brasil. Os dados são provenientes da ABCZ/EMBRAPA e foram obtidos no período entre 1975 a 2001. Os parâmetros foram obtidos utilizando o programa MTDFREML, em análise unicaracterística. Os efeitos fixos foram grupo de contemporâneos (combinação de estação (água e seca), ano, sexo e fazenda) e a covariável idade da vaca ao parto (linear e quadratico). Como efeito aleatório utilizou- se o efeito aditivo direto, aditivo materno, e de ambiente permanente. As estimativas das variâncias genéticas, direta e materna, ambientais e fenotípicas e as covariâncias entre o efeito direto e materno foram 51,1; 17,9; 190,5; 280,4 e -12,0 para P120; 128,6; 47,2; 695,7; 932,4 e -25,9 para P205; 435,9; 32,2; 2934,0; 3604,9 e -27,4 para P365; 607,9; 177,7; 5637,7; 6602,5 e -117,6 para P550. Os valores de herdabilidades direta encontram-se na faixa de 0,09 a 0,18; herdabilidade materna variaram de 0,01 a 0,06, correlação direta materna entre -0,23 a -0,36 e o efeito de ambiente permanente igual a 0,05 a 0,12. As estimativas das tendências genéticas, direta materna, e ambientais no período de 1975 a 2001 foram 10,4; -1,6 e 18,4 kg para P120; 16,6; -2,8 e 23,0 kg P205; 21,7; -1,3 e 23,6 kg para P365; 25,5; -3,6 e -8,1 kg para P550, respectivamente. As tendências genéticas diretas foram positivas e as maternas pequenas e nega- tivas. O desempenho materno tem influencia im- portante sobre os pesos aos 120 e 205 dias de idade e esse baixo valor obtido sugere que se deve considerar para este efeito nos programas de melhoramento, mesmo se tendo correlação direta materna adversa

Parturition intervals and distributions of parturitions by months of buffalo in Southern and South-eastern Brazil

Reproductive rate is an important component of economic success in livestock production. Parturition interval (IEP) is a direct measure of the productivity of the animal. Long IEP reduce the number of calves produced per year. The objective this study was to determine the distribution of parturitions across month and to evaluate factors affecting IEP. The data included 7,588 parturitions of Murrah, Mediterranean and Carabobo buffalo from 10 herds in Southern and South-eastern Brazil. The analysis of distribution of parturitions evaluated the effects of month, year and their interaction on birth date of calves by using a Chi-Square test in SAS PROC FREQ (SAS Institute, Cary, NC, USA). Parturition intervals (n = 2,630) were evaluated using analysis of variance in SAS PROC GLM. The model for IEP included the fixed effects of season (December to May = 1, June to November = 2), year, season x year, sex of the preceding parturition, age of weaning of the previous calf, and herd. All sources of variation were significant (P<0.0001) except sex of the preceding parturition (P <0.85). The mean IEP was 446.7 +/- 10.4 days, for seasons 1 and 2 IEP were 419.8 +/- 11.3 and 473.6 +/- 40.7 days, respectively, a difference of 54 days. As weaning age increased there was a lengthening of IEP. Buffalo in Brazil showed seasonal parturition with calving concentrated from January to April, although the frequency by month differed across years (P<0.0001). These months also had the lowest calving interval