A new tetra-primer ARMS-PCR for genotyping bovine kappa-casein polymorphisms

[EN] Kappa-casein (κ-casein) is one of the most abundant milk proteins. Its main function is to avoid the aggregation of casein micelles, keeping them, and therefore calcium phosphate, in pockets in solution. In bovines, a κ-casein functional polymorphism has been associated with fat, calcium, and protein milk contents and faster curd contraction in cheese production. Quicker curd contraction reduces the loss of milk solids, enhancing cheese yield. This polymorphism induces a double amino acid substitution (Thr136Ile and Ala148Asp). The polymorphism is normally detected by PCR-RFLP, which is a laborious method. An interesting methodological alternative is the tetra-primer amplification refractory mutation system PCR (tetra-primer ARMS-PCR). A tetra-primer ARMS-PCR for the detection of this κ-casein polymorphism has been described. However, specificity was not achieved, probably due to problems with primer design. We developed a new tetra-primer ARMS-PCR for the detection of the κ-casein polymorphism. This new method was validated in a double-blind test, by comparison with the results obtained for 50 Guzerá bulls formerly genotyped by PCR-RFLP. This new method achieved 100% sensitivity and specificity. We conclude that this method is a useful, cost-efficient alternative for the detection of functional κ-casein polymorphismsSIResearch supported by Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq), Pró-Reitoria de Pesquisa de Universidade Federal de Minas gerais (PRPq/UFMG), and Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). MRSC, PASF, MAM, and RSV have CNPq fellowships. IRC has a CAPES fellowship. We are grateful to Professor Vânia Maldini Pena and Ms. Ariane Figueiredo Menicucci from Colégio Brasileiro de Criadores do Guzerá, for providing biological sample

Identification of Candidate Genes for Reactivity in Guzerat (Bos indicus) Cattle: A Genome-Wide Association Study

[EN] Temperament is fundamental to animal production due to its direct influence on the animalherdsman relationship. When compared to calm animals, the aggressive, anxious or fearful ones exhibit less weight gain, lower reproductive efficiency, decreased milk production and higher herd maintenance costs, all of which contribute to reduced profits. However, temperament is a trait that is complex and difficult to assess. Recently, a new quantitative system, REATEST®, for assessing reactivity, a phenotype of temperament, was developed. Herein, we describe the results of a Genome-wide association study for reactivity, assessed using REATEST® with a sample of 754 females from five dual-purpose (milk and meat production) Guzerat (Bos indicus) herds. Genotyping was performed using a 50k SNP chip and a twostep mixed model approach (Grammar-Gamma) with a one-by-one marker regression was used to identify QTLs. QTLs for reactivity were identified on chromosomes BTA1, BTA5, BTA14, and BTA25. Five intronic and two intergenic markers were significantly associated with reactivity. POU1F1, DRD3, VWA3A, ZBTB20, EPHA6, SNRPF and NTN4 were identified as candidate genes. Previous QTL reports for temperament traits, covering areas surrounding the SNPs/genes identified here, further corroborate these associations. The seven genes identified in the present study explain 20.5% of reactivity variance and give a better understanding of temperament biology. IntroductionSIWe thank the farmers, who allowed the development of this project in their facilities. We thank to Mr. Peter Laspina for performing language review and for the valuable comments. This study was supported by Fundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) and Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Maria Gabriela Campolina Diniz Peixoto was supported by the Fapemig—CVZ APQ 01353 e CVZ APQ 3182–5.04/07. MRSC has a fellowship from the CNPq– 307975/2010-0 and was supported by CNPq– 312068/2015-8 and 481018/2008-5 projects. MGCDP, RVV, MAM have fellowships from FAPEMIG. PASF has CNPq fellowship, FCS and ICR have CAPES fellowships

Modelos de regressão aleatória para estimação de parâmetros genéticos para produção de leite da raça Guzerá com uso de polinômios ortogonais de Legendre

The objective of this work was to compare random regression models for the estimation of genetic parameters for Guzerat milk production, using orthogonal Legendre polynomials. Records (20,524) of test‑day milk yield (TDMY) from 2,816 first‑lactation Guzerat cows were used. TDMY grouped into 10‑monthly classes were analyzed for additive genetic effect and for environmental and residual permanent effects (random effects), whereas the contemporary group, calving age (linear and quadratic effects) and mean lactation curve were analized as fixed effects. Trajectories for the additive genetic and permanent environmental effects were modeled by means of a covariance function employing orthogonal Legendre polynomials ranging from the second to the fifth order. Residual variances were considered in one, four, six, or ten variance classes. The best model had six residual variance classes. The heritability estimates for the TDMY records varied from 0.19 to 0.32. The random regression model that used a second‑order Legendre polynomial for the additive genetic effect, and a fifth‑order polynomial for the permanent environmental effect is adequate for comparison by the main employed criteria. The model with a second‑order Legendre polynomial for the additive genetic effect, and that with a fourth‑order for the permanent environmental effect could also be employed in these analyses.O objetivo deste trabalho foi comparar modelos de regressão aleatória para a estimação de parâmetros genéticos da produção de leite de Guzerá, com uso dos polinômios ortogonais de Legendre. Foram utilizados 20.524 registros da produção de leite no dia do controle (PLDC) de 2.816 vacas da raça Guzerá em primeira lactação. Agrupadas em 10 classes mensais, as PLDC foram analisadas quanto aos efeitos genéticos aditivos, e aos de ambiente permanente e residual (efeitos aleatórios); enquanto efeitos de grupo de contemporâneos, covariável idade da vaca ao parto (efeito linear e quadrático) e a curva média de lactação foram analisados como efeitos fixos. Trajetórias quanto aos efeitos aditivos genéticos e de ambiente permanente foram modeladas por meio de uma função de covariância com uso do polinômio de Legendre de segunda à quinta ordem. As variâncias residuais foram consideradas em 1, 4, 6 ou 10 classes de variância. O melhor modelo teve seis classes de variância residual. As estimativas de herdabilidade para os registros de PLDC variaram de 0.19 a 0.32. O modelo de regressão aleatória que utilizou o polinômio de Legendre de segunda ordem, quanto ao efeito genético aditivo, e o polinômio de quinta ordem, quanto ao efeito de ambiente permanente, é o mais adequado para a comparação dos principais critérios utilizados. O modelo que utilizou o polinômio de Legendre de segunda ordem, quanto ao efeito genético aditivo, e o de quarta ordem, quanto ao efeito de ambiente permanente, pode ser utilizado nestas análises

Análise e disponibilização de mapas mensais do Índice de Temperatura e Umidade (ITU) para o Sudeste do Brasil: Analysis and availability of monthly maps of the Temperature and Humidity Index (THI) for Southeastern Brazil

O Brasil está entre os cinco maiores produtores de leite do mundo. Em 2021 a produção nacional foi de 35,3 bilhões de litros de leite, desse total, 34% se refere ao leite produzido na região Sudeste. Apesar do Sudeste se destacar no ranking nacional por Regiões, sua produtividade média ainda é considerada baixa. O Índice de Temperatura e Umidade (ITU) tem sido muito usado em pesquisas envolvendo a avaliação das condições de conforto térmico relacionadas ao desempenho animal. Esse estudo objetivou analisar e disponibilizar mapas mensais de ITU para o Sudeste do Brasil. Dados de temperatura e umidade do ar provenientes de estações automáticas do INMET, no período de janeiro de 2007 a dezembro de 2021, foram analisados quanto à consistência e corrigidas possíveis falhas de registros observacionais. Posteriormente, estimou-se o ITU e técnicas de geoprocessamento foram aplicadas para gerar e disponibilizar os mapas de médias mensais de ITU para o Sudeste do Brasil. Conforme os resultados apresentados nos mapas, observa-se a predominância da classe de ITU ≤ 70 entre os meses de maio e setembro. Além disso, nota-se que classes de elevados valores de ITU prevalecem nos meses de dezembro a março, indicando condição ambiente pouco propícia para o conforto térmico dos bovinos

Retelling the recent evolution of genetic diversity for Guzerá: Inferences from LD decay, runs of homozygosity and Ne over the generations

[EN] Genetic diversity is the one of the most important issues in conservation studies of livestock breeds or endangered species. In the present study, we tested the feasibility of describing the recent evolution in genetic diversity through genome-wide SNP genotyping and estimates of linkage disequilibrium decay patterns, effective population size, inbreeding coefficient based on runs of homozygosity and population structure. We choose the bovine indicine breed Guzerá because it has suffered recent bottlenecks which have been registered historically. A sample of 1036 females was genotyped using Illumina BovineSNP50. A resampling strategy was applied to correct for sampling biases caused by the population structure in herds, and by the extensive use of some sires for artificial reproduction. A subsample of 210 animals and 32,806 markers with MAF > 0.01 was used. Very low linkage disequilibrium was detected for distances greater than 120 Kb between two markers. Furthermore, three points of decrease in effective population size between generations were detected, which coincide with the historically registered bottlenecks. The inbreeding coefficient, based on runs of homozygosity, confirmed a strong contribution of the last 20–30 generations to current inbreeding. In the population structure analysis, the most probable number of sub-populations is 2, reflecting selection purpose (beef or dual-purpose). Taken together, these results allow a retelling of the recent evolution of this breed. The strategy described here will be useful for other breeds or even species for which a careful historical registry is not available for conservation proposals.SIWe thank to the farmers, who allowed the development of this project in their farms. We thank to Mr. Peter Laspina for reviewing language review and valuable comments. This study was supported by Fundação de Amparo a Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) and Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Marcos V. B. Silva was supported by the Embrapa – SEG 02.09.07.008.00.00 “Genomic Selection in Dairy Cattle in Brazil”, CNPq PVE 407246/2013-4 “Genomic Selection in Dairy Gyr and Girolando Breeds”, and FAPEMIG CVZ PPM 00395/14 “Genomic Selection in Brazilian Dairy Breeds” appropriated projects. MRSC has a fellowship from the CNPq – 307975/2010-0 and was supported by CNPq – 505338/2008-A and 481018/2008-5 projects. MGCDP, RVV, MAM have fellowships from FAPEMIG. PASF, FCS and ICR have CAPES fellowships

Parâmetros genéticos de características reprodutivas de touros e vacas Gir leiteiro

Com o objetivo de estimar parâmetros genéticos para a idade ao primeiro parto, perímetro escrotal e características do sêmen e avaliar a tendência genética da idade ao primeiro parto para animais da raça Gir Leiteira, foram analisadas medidas de 7.055 fêmeas e 97 machos de diversos rebanhos brasileiros. Os componentes de covariância foram estimados utilizando-se o método da máxima verossimilhança restrita, sob modelo animal, em análises unicaracterísticas. O modelo para características do sêmen incluiu os efeitos fixos central-ano-época de coleta de sêmen, idade à coleta como covariável, efeitos linear e quadrático. Para o perímetro escrotal, foram incluídos os efeitos fixos de ano do nascimento, classe de idade à medição do perímetro e central de inseminação. Para idade ao primeiro parto, foram incluídos os efeitos fixos de rebanho-ano-estação de nascimento e os efeitos aleatórios de animal e residual. As herdabilidades para perímetro escrotal e idade ao primeiro parto foram, respectivamente, 0,37 e 0,22. A tendência genética da idade ao primeiro parto foi significativa, com valor estimado de -0,018 mês/ano, e mostra que praticamente não houve progresso genético nessa característica ao longo dos anos estudados. As correlações genéticas obtidas em análises bicaracterísticas entre perímetro escrotal com volume, concentração, vigor, motilidade, defeitos maiores, menores e totais, número de doses, número total de espermatozoides viáveis e idade ao primeiro parto foram de 0,33; 0,22; 0,91; 0,86; -0,07; -0,03; -0,04; 0,30; 0,23 e -0,37, respectivamente. Esses resultados sugerem melhorias na eficiência reprodutiva de fêmeas quando utilizados nos rebanhos touros com maior perímetro escrotal

Random regression models to estimate genetic parameters for milk production of Guzerat cows using orthogonal Legendre polynomials

The objective of this work was to compare random regression models for the estimation of genetic parameters for Guzerat milk production, using orthogonal Legendre polynomials. Records (20,524) of test-day milk yield (TDMY) from 2,816 first-lactation Guzerat cows were used. TDMY grouped into 10-monthly classes were analyzed for additive genetic effect and for environmental and residual permanent effects (random effects), whereas the contemporary group, calving age (linear and quadratic effects) and mean lactation curve were analized as fixed effects. Trajectories for the additive genetic and permanent environmental effects were modeled by means of a covariance function employing orthogonal Legendre polynomials ranging from the second to the fifth order. Residual variances were considered in one, four, six, or ten variance classes. The best model had six residual variance classes. The heritability estimates for the TDMY records varied from 0.19 to 0.32. The random regression model that used a second-order Legendre polynomial for the additive genetic effect, and a fifth-order polynomial for the permanent environmental effect is adequate for comparison by the main employed criteria. The model with a second-order Legendre polynomial for the additive genetic effect, and that with a fourth-order for the permanent environmental effect could also be employed in these analyses.O objetivo deste trabalho foi comparar modelos de regressão aleatória para a estimação de parâmetros genéticos da produção de leite de Guzerá, com uso dos polinômios ortogonais de Legendre. Foram utilizados 20.524 registros da produção de leite no dia do controle (PLDC) de 2.816 vacas da raça Guzerá em primeira lactação. Agrupadas em 10 classes mensais, as PLDC foram analisadas quanto aos efeitos genéticos aditivos, e aos de ambiente permanente e residual (efeitos aleatórios); enquanto efeitos de grupo de contemporâneos, covariável idade da vaca ao parto (efeito linear e quadrático) e a curva média de lactação foram analisados como efeitos fixos. Trajetórias quanto aos efeitos aditivos genéticos e de ambiente permanente foram modeladas por meio de uma função de covariância com uso do polinômio de Legendre de segunda à quinta ordem. As variâncias residuais foram consideradas em 1, 4, 6 ou 10 classes de variância. O melhor modelo teve seis classes de variância residual. As estimativas de herdabilidade para os registros de PLDC variaram de 0.19 a 0.32. O modelo de regressão aleatória que utilizou o polinômio de Legendre de segunda ordem, quanto ao efeito genético aditivo, e o polinômio de quinta ordem, quanto ao efeito de ambiente permanente, é o mais adequado para a comparação dos principais critérios utilizados. O modelo que utilizou o polinômio de Legendre de segunda ordem, quanto ao efeito genético aditivo, e o de quarta ordem, quanto ao efeito de ambiente permanente, pode ser utilizado nestas análises.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Gir and Guzerat cow milk production and composition according to lactation stage, somatic cell count, physiological state and body condition

 This work was realized to evaluate lactation stage, physiological state, somatic cell count (SCC) and body condition score (BCS) on production and composition of cow's milk from Gir and Guzerat breeds were studied. Ninety-eight cows were analyzed and classified according to their physiological state, lactation stage, SCC and BCS. Milk production was weighed monthly to obtain production data. Composed samples were collected in vials containing preservatives and sent to the laboratory for analysis. Data were used for statistic descriptive analysis and analysis of variance. Higher milk production in the first 60 days of lactation was observed. Fat, protein and total solids concentration increased according to the increase of days in milk; while lactose concentration decreased. Higher levels of fat, protein and total solids in milk of non-pregnant cows were observed; while pregnant cows had higher daily production and higher lactose content in their milk. Higher lactose levels in milk were observed in animals with lower SCC. The BCS had no effect on milk composition or on somatic cell count. Zebu cow milk production and composition are influenced by lactation stage, physiological state and SCC.