Temporal expression pattern of the insulin-like growth factor II and fibroblast growth factor transcripts in avian embryogenesis

In this study, the abundance of IGF–II and bFGF transcripts was estimated in the chicken embryos using the competitive RT-PCR analysis. Significant enhancements in the abundance of IGF-II mRNA were observed at stages HH1 and 5, and a new accumulation in these levels was observed at stage HH18 in comparison to the basal levels. The abundance of bFGF mRNA increased significantly at stages HH18 and 20, followed by an upregulation in the expression of these transcripts at stage HH26. These findings provided important information about the temporal expression pattern of IGF-II and bFGF transcripts in the whole chicken embryos during in ovo development515949955FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPsem informaçãoFatores de crescimento coordenam múltiplas vias de sinalização durante o desenvolvimento embrionário. Neste estudo, a abundância de mRNA dos genes IGF-II e bFGF foi estimada em embriões de galinha por análises de RT-PCR competitiva. Aumentos na abundância de mRNA de IGF-II foram observados nos estádios HH1, 5. Os níveis de mRNA de bFGF exibiram aumentos a partir dos estádios HH18 e 20, seguido por uma acentuada redução a níveis basais no estádio HH24 e por um segundo pico na expressão destes transcritos no estádio HH26. Tais descobertas proporcionam importantes informações sobre o padrão de expressão destes fatores de crescimento durante a embriogênese de ave

Temporal expression pattern of the insulin-like growth factor II and fibroblast growth factor transcripts in avian embryogenesis

In this study, the abundance of IGF-II and bFGF transcripts was estimated in the chicken embryos using the competitive RT-PCR analysis. Significant enhancements in the abundance of IGF-II mRNA were observed at stages HH1 and 5, and a new accumulation in these levels was observed at stage HH18 in comparison to the basal levels. The abundance of bFGF mRNA increased significantly at stages HH18 and 20, followed by an upregulation in the expression of these transcripts at stage HH26. These findings provided important information about the temporal expression pattern of IGF-II and bFGF transcripts in the whole chicken embryos during in ovo development.Fatores de crescimento coordenam múltiplas vias de sinalização durante o desenvolvimento embrionário. Neste estudo, a abundância de mRNA dos genes IGF-II e bFGF foi estimada em embriões de galinha por análises de RT-PCR competitiva. Aumentos na abundância de mRNA de IGF-II foram observados nos estádios HH1, 5. Os níveis de mRNA de bFGF exibiram aumentos a partir dos estádios HH18 e 20, seguido por uma acentuada redução a níveis basais no estádio HH24 e por um segundo pico na expressão destes transcritos no estádio HH26. Tais descobertas proporcionam importantes informações sobre o padrão de expressão destes fatores de crescimento durante a embriogênese de avesFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Biotecnologia animal

A biotecnologia animal tem fornecido novas ferramentas para os programas de melhoramento e, dessa forma, contribuído para melhorar a eficiência da produção dos produtos de origem animal. No entanto, os avanços têm sido mais lentos do que antecipados, especialmente em razão da dificuldade na identificação dos genes responsáveis pelas características fenotípicas de interesse zootécnico. Três estratégias principais têm sido utilizadas para identificar esses genes - mapeamento de QTL, genes candidatos e sequenciamento de DNA e mRNA - e cada uma tem suas vantagens e limitações. O mapeamento de QTL permite determinar as regiões genômicas que contêm genes, mas o intervalo de confiança do QTL pode ser grande e conter muitos genes. A estratégia de genes candidatos é limitada por causa do conhecimento ainda restrito das funções de todos os genes. Os sequenciamentos de genomas e de sequências expressas podem auxiliar na identificação da posição de genes e de vias metabólicas associadas à característica de interesse. A integração dessas estratégias por meio do desenvolvimento de programas de bioinformática permitirá a identificação de novos genes de interesse zootécnico. Assim, os programas de melhoramento genético se beneficiarão pela inclusão da informação obtida diretamente do DNA na avaliação do mérito genético dos plantéis disponíveis.Animal biotechnology is providing new tools for animal breeding and genetics and thus contributing to advances in production efficiency and quality of animal products. However, the progress is slower than anticipated, mainly because of the difficulty involved in identifying genes that control phenotypic characteristics of importance to the animal industry. Three main strategies: QTL mapping, candidate genes and DNA and mRNA sequencing have been used to identify genes of economic interest to animal breeding and each has advantages and disadvantages. QTL mapping allows identification of the genomic region that contains the genes, but the confidence interval of the regions is usually large and may contain several genes. Candidate gene approach is limited to our restricted knowledge of the biological function of the genes. Sequencing of genomes and expressed sequences tags can provide identifying gene position and metabolic pathways associated with phenotypic trait. Integrating these strategies using bioinformatics software will allow identifying of novel genes for animal production. Then, animal breeding programs will include the information from DNA directly on evaluation of genetic value of livestock production

Investigação do gene da Leptina em linhagens de aves de corte e postura

A leptina, hormônio polipeptídico secretado principalmente pelo tecido adiposo, tem um papel importante na regulação da ingestão de alimentos, metabolismo de energia e reprodução em mamíferos. A função do gene da leptina tem sido intensamente estudada em mamíferos, porém, em aves, ainda é pouco conhecida. O cDNA deste gene foi identificado em galinhas, e a alta expressão hepática e os níveis de leptina no plasma foram associados à alta deposição de gordura presente em linhagens de aves selecionadas. Entretanto, permanecem controvérsias sobre o gene da leptina em galinhas, pois diversos autores não conseguiram amplificar este gene a partir de DNA genômico ou cDNA. Tendo em vista essas controvérsias e a importância desse gene, o presente trabalho teve como objetivo amplificar o gene da leptina numa população de aves desenvolvida pela Embrapa Suínos e Aves (Brasil). Primeiramente, as seqüências do gene da leptina de Gallus gallus (GenBank AF012727) e Mus musculus (GenBank NM_008493) foram alinhadas com o objetivo de desenhar os primers em regiões conservadas nas duas espécies, pois como descrito na literatura, esses genes apresentam 94,6% de similaridade. Para os quatro pares de primers desenhados, foram realizados diversos testes de amplificação utilizando DNA e cDNA, mas não foi obtido um fragmento único ou a banda esperada. A seqüência do gene da leptina depositada no GenBank não representa a seqüência do gene da leptina de galinhas.Leptin, a polypeptide hormone secreted mainly by adipose tissue, plays an important role in feed intake regulation, energy metabolism and reproduction in several species. Its function has been intensively studied in mammals; however, in birds limited information is available. The cDNA sequence for chicken leptin has been reported, and high hepatic expression levels of leptin were associated with fat deposition in selected bird lines. However, controversies still remain concerning to the chicken leptin gene and several authors failed to amplify this gene from genomic DNA or cDNA. In view of this controversy and the importance of this gene, the present study aimed to investigate the leptin gene in a population of birds developed by Embrapa Swine and Poultry Research Center (Brazil). First of all, the sequences of Gallus gallus leptin gene (GenBank AF012727) and Mus musculus (GenBank NM_008493) were aligned with the objective of designing primers in conserved regions among the two species, since 94.6% of similarity is described in the literature in those species. For all four pairs of primers designed, several amplification tests were performed with both DNA and cDNA, but neither unique fragment nor expected band size was ever achieved. The leptin sequence in GenBank does not represent the sequence of the chicken leptin gene

Investigação do gene da Leptina em linhagens de aves de corte e postura

A leptina, hormônio polipeptídico secretado principalmente pelo tecido adiposo, tem um papel importante na regulação da ingestão de alimentos, metabolismo de energia e reprodução em mamíferos. A função do gene da leptina tem sido intensamente estudada em mamíferos, porém, em aves, ainda é pouco conhecida. O cDNA deste gene foi identificado em galinhas, e a alta expressão hepática e os níveis de leptina no plasma foram associados à alta deposição de gordura presente em linhagens de aves selecionadas. Entretanto, permanecem controvérsias sobre o gene da leptina em galinhas, pois diversos autores não conseguiram amplificar este gene a partir de DNA genômico ou cDNA. Tendo em vista essas controvérsias e a importância desse gene, o presente trabalho teve como objetivo amplificar o gene da leptina numa população de aves desenvolvida pela Embrapa Suínos e Aves (Brasil). Primeiramente, as seqüências do gene da leptina de Gallus gallus (GenBank AF012727) e Mus musculus (GenBank NM_008493) foram alinhadas com o objetivo de desenhar os primers em regiões conservadas nas duas espécies, pois como descrito na literatura, esses genes apresentam 94,6% de similaridade. Para os quatro pares de primers desenhados, foram realizados diversos testes de amplificação utilizando DNA e cDNA, mas não foi obtido um fragmento único ou a banda esperada. A seqüência do gene da leptina depositada no GenBank não representa a seqüência do gene da leptina de galinhas.Leptin, a polypeptide hormone secreted mainly by adipose tissue, plays an important role in feed intake regulation, energy metabolism and reproduction in several species. Its function has been intensively studied in mammals; however, in birds limited information is available. The cDNA sequence for chicken leptin has been reported, and high hepatic expression levels of leptin were associated with fat deposition in selected bird lines. However, controversies still remain concerning to the chicken leptin gene and several authors failed to amplify this gene from genomic DNA or cDNA. In view of this controversy and the importance of this gene, the present study aimed to investigate the leptin gene in a population of birds developed by Embrapa Swine and Poultry Research Center (Brazil). First of all, the sequences of Gallus gallus leptin gene (GenBank AF012727) and Mus musculus (GenBank NM_008493) were aligned with the objective of designing primers in conserved regions among the two species, since 94.6% of similarity is described in the literature in those species. For all four pairs of primers designed, several amplification tests were performed with both DNA and cDNA, but neither unique fragment nor expected band size was ever achieved. The leptin sequence in GenBank does not represent the sequence of the chicken leptin gene

Caracterização genotípica de linhagens selecionadas de galinha de corte e postura e seus F1s recíprocos usando marcadores microssatélites

Chicken experimental populations have been developed worldwide for QTL mapping, but their genotypic characterizations are not usually discussed. The objective of this study was to characterize genotypically two F1 reciprocal generations and their parental lines based on the estimation of genotypic parameters. These F1 generations originated two Brazilian reference populations to map QTL. The evaluated parameters were polymorphic information content (PIC), observed and expected heterozygosities and number of alleles at microsatellite loci on chromosomes 1, 3 and 4. All parental and F1 chickens from both populations were used totalling of 83 chickens: 14 from a broiler (TT) and 14 from a layer line (CC) and 55 from their reciprocal F1 generations. The chicken lines and the resource populations were developed at the National Research Center for Swine and Poultry (EMBRAPA), Brazil. Genotypes from all animals were obtained from 34 loci on chromosomes 1 (13), 3 (12) and 4 (9). Based on the sampling, we found that the two lines exhibited a total of 163 different alleles, of which 31 (31.1%) and 44 (33.0%) alleles were unique in CC and TT lines, respectively, with allelic frequencies ranging from 0.03 to 0.82. The observed heterozygosity was higher (0.68-0.71) in both F1 generations than in their founder lines due to linkage disequilibrium. Finally, the two chicken lines used as founders created two F1 reciprocal generations with high levels of PIC (0.50-0.52) and observed heterozygosity, as well as satisfactory number of alleles per locus (4.06-4.32). Our results will allow to compare and select families with highly informative microsatellite markers for QTL studies, reducing genotyping costs.Populações experimentais de frangos tem sido desenvolvidas pelo mundo para mapeamento de QTLs, mas a caracterização genotípica delas não é normalmente apresentada. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipicamente duas gerações F1 recíprocas e suas linhagens parentais com base na estimação de parâmetros genotípicos. Estas gerações F1 originaram duas populações brasileiras referências para mapear QTLs. Os parâmetros avaliados foram: conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada e esperada e número de alelos por loco nos cromossomos 1, 3 e 4. Todos os animais parentais e F1 de ambas as populações foram usados, em um total de 83 animais: 14 de uma linhagem de corte (TT) e 14 de uma linhagem de postura (CC), e 55 de suas gerações recíprocas F1. Tanto as linhagens como as populações referências foram desenvolvidas no Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves (EMBRAPA), Brasil. Os genótipos de todos os animais foram obtidos a partir de 34 marcadores microssatélites localizados nos cromossomos 1 (13), 3 (12) e 4 (9). Com base na amostragem realizada, as duas linhagens exibiram um total de 163 alelos, dos quais 31 (31,1%) e 44 (33,0%) foram oriundos exclusivamente de CC e TT, respectivamente, com freqüências alélicas que variaram de 0,03 a 0,82. A heterozigosidade observada foi maior (0,68-0,71) em ambas as gerações F1 do que em suas linhagens fundadoras devido ao desequilíbrio de ligação. Finalmente, as duas linhagens parentais possibilitaram a obtenção de gerações recíprocas F1 com valores elevados de PIC (0,50-0,52) e heterozigosidade observada, bem como com um número satisfatório de alelos por loco (4,06-4,32). Estes resultados permitirão comparar e selecionar famílias e marcadores microssatélites mais informativos em estudos de QTLs, reduzindo os custos de genotipagem.EMBRAPA - PRODETA

Genotypic characterization of microsatellite markers in broiler and layer selected chicken lines and their reciprocal F1s

Populações experimentais de frangos tem sido desenvolvidas pelo mundo para mapeamento de QTLs, mas a caracterização genotípica delas não é normalmente apresentada. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipicamente duas gerações F1 recíprocas e suas linhagens parentais com base na estimação de parâmetros genotípicos. Estas gerações F1 originaram duas populações brasileiras referências para mapear QTLs. Os parâmetros avaliados foram: conteúdo de informação polimórfica (PIC), heterozigosidades observada e esperada e número de alelos por loco nos cromossomos 1, 3 e 4. Todos os animais parentais e F1 de ambas as populações foram usados, em um total de 83 animais: 14 de uma linhagem de corte (TT) e 14 de uma linhagem de postura (CC), e 55 de suas gerações recíprocas F1. Tanto as linhagens como as populações referências foram desenvolvidas no Centro Nacional de Pesquisa de Suínos e Aves (EMBRAPA), Brasil. Os genótipos de todos os animais foram obtidos a partir de 34 marcadores microssatélites localizados nos cromossomos 1 (13), 3 (12) e 4 (9). Com base na amostragem realizada, as duas linhagens exibiram um total de 163 alelos, dos quais 31 (31,1%) e 44 (33,0%) foram oriundos exclusivamente de CC e TT, respectivamente, com freqüências alélicas que variaram de 0,03 a 0,82. A heterozigosidade observada foi maior (0,68-0,71) em ambas as gerações F1 do que em suas linhagens fundadoras devido ao desequilíbrio de ligação. Finalmente, as duas linhagens parentais possibilitaram a obtenção de gerações recíprocas F1 com valores elevados de PIC (0,50-0,52) e heterozigosidade observada, bem como com um número satisfatório de alelos por loco (4,06-4,32). Estes resultados permitirão comparar e selecionar famílias e marcadores microssatélites mais informativos em estudos de QTLs, reduzindo os custos de genotipagem.Chicken experimental populations have been developed worldwide for QTL mapping, but their genotypic characterizations are not usually discussed. The objective of this study was to characterize genotypically two F1 reciprocal generations and their parental lines based on the estimation of genotypic parameters. These F1 generations originated two Brazilian reference populations to map QTL. The evaluated parameters were polymorphic information content (PIC), observed and expected heterozygosities and number of alleles at microsatellite loci on chromosomes 1, 3 and 4. All parental and F1 chickens from both populations were used totalling of 83 chickens: 14 from a broiler (TT) and 14 from a layer line (CC) and 55 from their reciprocal F1 generations. The chicken lines and the resource populations were developed at the National Research Center for Swine and Poultry (EMBRAPA), Brazil. Genotypes from all animals were obtained from 34 loci on chromosomes 1 (13), 3 (12) and 4 (9). Based on the sampling, we found that the two lines exhibited a total of 163 different alleles, of which 31 (31.1%) and 44 (33.0%) alleles were unique in CC and TT lines, respectively, with allelic frequencies ranging from 0.03 to 0.82. The observed heterozygosity was higher (0.68-0.71) in both F1 generations than in their founder lines due to linkage disequilibrium. Finally, the two chicken lines used as founders created two F1 reciprocal generations with high levels of PIC (0.50-0.52) and observed heterozygosity, as well as satisfactory number of alleles per locus (4.06-4.32). Our results will allow to compare and select families with highly informative microsatellite markers for QTL studies, reducing genotyping costs

Evaluation of reference genes for real-time PCR studies of Brazilian Somalis sheep infected by gastrointestinal nematodes

Precise normalization with reference genes is necessary, in order to obtain reliable relative expression data in response to gastrointestinal nematode infection. By using sheep from temperate regions as models, three reference genes, viz., ribosomal protein LO (RPLO), glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and succinate dehydrogenase complex subunit A (SDHA), were investigated in the abomasum, abomasal lymph nodes and small intestine of Brazilian Somalis sheep, either resistant or susceptible to gastrointestinal nematodes infections. Real time PCR was carried out by using SYBR Green I dye, and gene stability was tested by geNorm. RPLO was an ideal reference gene, since its expression was constant across treatments, presented lower variation, and was ranked as the most stable in abomasum and lymph node tissues. On the other hand, SDHA was the most stable in the small intestine followed by RPLO and GAPDH. These findings demonstrate the importance of correctly choosing reference genes prior to relative quantification. In addition, we determined that reference genes used in sheep from temperate regions, when properly tested, can be applied in animals from tropical regions such as the Brazilian Somalis sheep

Seleção estratégica de marcadores para detecção de locos para características quantitativas em aves

ABSTRACT: Selective genotyping for a certain trait in individuals with extreme phenotypes contributes sufficient information to determine linkage between molecular markers and quantitative trait loci (QTL). In this experiment an F2 population, developed by crossing males from a broiler line with females from a layer line, was employed to detect QTL on chromosomes 3 and 5. Twenty-eight performance and carcass traits were measured in F2 offspring, and phenotypic correlations between traits were calculated. Body weight at 42 days (BW42) presented the greatest positive correlations with most other traits, with correlation between body weights at 35 and 41 days, weight gain between birth and 35, 41 and 42 days, as well as weights of carcass and some body parts superior to 0.8. One hundred-and-seventy F2 offspring, representing the top (4.5%) and the bottom (4.5%) of a normal distribution curve of BW42, were selected with equal proportions of males and females, and within dam family. Samples were genotyped for 19 informative markers on chromosome 3, and 11 markers on chromosome 5. Marker allelic frequencies of phenotypic groups with high and low BW42 were compared with a chi-square test. Four regions on chromosome 3 and three regions on chromosome 5 had markers that were suggestively associated with BW42 (P < 0.10), confirming and expanding previous studies. ___________________________________________________________________________________ RESUMOA genotipagem seletiva de indivíduos com fenótipos extremos para uma determinada característica contribui com informação suficiente para determinar a ligação entre marcadores moleculares e locos para características quantitativas (QTL). Neste estudo uma população F2, formada a partir do cruzamento de uma linha parental de aves para corte com uma linha de postura foi empregada para obtenção de medidas fenotípicas e genotipagem por marcadores microssatélites, posicionados nos cromossomos 3 e 5. Foram medidas 28 características de desempenho e carcaça e determinada a correlação fenotípica entre elas. A característica peso vivo aos 42 dias (BW42) apresentou maior correlação positiva com a maioria das características, com correlação entre pesos vivos aos 35, 41 dias, ganhos de peso do nascimento aos 35, 41 e 42 dias, e pesos de carcaça e partes superiores a 0,8. Cento e setenta aves F2, representando 4,5% das aves mais leves e 4,5% das mais pesadas para BW42 foram selecionadas dentro de famílias, na mesma proporção de machos e fêmeas e genotipadas para 19 marcadores informativos no cromossomo 3 e 11 no cromossomo 5. As freqüências alélicas dos marcadores nos grupos fenotípicos de alto e baixo BW42 foram comparadas empregando teste de qui-quadrado. Foram identificadas quatro regiões no cromossomo 3 e três regiões no cromossomo 5 sugestivamente ligadas a QTL para BW42 (P < 0,10), confirmando e expandindo estudos anteriores de mapeamento de QTL em aves

Mapas de ligação dos cromossomos 6, 7, 8, 11 e 13 de uma população brasileira de galinha

A linkage map is essential not only for quantitative trait loci (QTL) mapping, but also for the organization and location of genes along the chromosomes. The present study is part of a project whose major objective is, besides from construction the linkage maps, the whole genome scan for mapping QTL for performance traits in the Brazilian experimental chicken population. Linkage maps of chicken chromosomes 6 to 8, 11 and 13 were constructed based on this population. The population was developed from two generations of crossbreeding between a broiler and a layer line. Fifty-one microsatellite markers were tested, from which 28 were informative: 4, 8, 7, 4 and 5 for chromosomes 6, 7, 8, 11 and 13, respectively. A SNP located in the leptin receptor gene was included for chromosome 8. Ten parental, 8 F1 and 459 F2 chickens from five full-sib families were genotyped with these markers. The number of total informative meioses per locus varied from 232 to 862, and the number of phase-known informative meioses from 0 to 764. Marker orders in the chromosomes coincided with those of the chicken consensus map, except for markers ADL0147 and MCW0213, on chromosome 13, which were inverted. The reduced number of phase-known informative meioses for ADL0147 (150) may be pointed out as a possible cause for this inversion, apart from the relative short distance between the two markers involved in the inversion (10.5 cM).O mapa de ligação além de ser fundamental no mapeamento de locos de características quantitativas (QTLs) é importante na organização e localização de genes distribuídos ao longo dos cromossomos. O presente estudo é parte de um trabalho cujo objetivo maior, é a análise de mapeamento de QTLs para características de desempenho no genoma de uma população experimental desenvolvida no Brasil. Com base nesta população foram construídos os mapas de ligação dos cromossomos 6 a 8, 11 e 13 da galinha. A população foi desenvolvida a partir de duas gerações de cruzamentos entre uma linhagem de corte e uma de postura. Foram testados 51 marcadores microssatélites, dos quais 28 foram informativos: 4, 8, 7, 4 e 5 dos cromossomos 6, 7, 8, 11 e 13, respectivamente. Um SNP localizado no gene do receptor da leptina foi incluído no cromossomo 8. Os 10 parentais, 8 F1 e um total de 459 aves F2 de cinco famílias de irmãos completos foram genotipados com estes marcadores. O número de meioses informativas totais por loco variou de 232 a 862 e o de meioses informativas de fase conhecida de 0 a 764. A ordem dos marcadores nos cromossomos coincidiu com a do mapa consenso da galinha, com exceção dos marcadores ADL0147 e MCW0213 do cromossomo 13 que tiveram sua ordem invertida. O número reduzido de meioses informativas de fase conhecida para o marcador ADL0147 (150) pode ser apontado como uma possível causa para a inversão, além da relativa proximidade entre os dois marcadores envolvidos na inversão (10,5 cM)