Sequence Analysis of Adipocyte Fatty Acid-Biding Protein Gene (A-FABP) and Mapping Quantitative Trait Loci on Porcine Chromosome 4

O conteúdo de gordura intramuscular tem sofrido um decréscimo contínuo devido à seleção para aumento da quantidade de carne magra na carcaça, o que tem provocado uma diminuição na qualidade da carne suína. Devido a suas propriedades fisiológicas, as proteínas ligadoras de ácidos graxos, foram sugeridas estar associadas ao aumento no conteúdo de gordura intramuscular, melhorando a qualidade da carne suína. A primeira parte deste trabalho foi realizado com o objetivo de seqüênciar as regiões codificadoras do gene da A-FABP (proteína de ligação de ácidos graxos - adipócitos), e comparar tais seqüências na busca de polimorfismos entre a raça naturalizada brasileira Piau e linhas comerciais (constituinte da geração parental de um cruzamento F2) e comparar com as seqüências depositadas no GenBank. Após seqüênciamento foi feita comparação das seqüências de nucleotídeos entre as raças de suínos e a referência depositada no GenBank e verificou-se que não existe nenhum polimorfismo de nucleotídeos nos fragmentos seqüenciados nestes animais. O aumento no número de marcadores de DNA disponíveis, aliado ao desenvolvimento dos métodos de genotipagem e das metodologias estatísticas, tornou possível a identificação de loci de características quantitativas (QTL) responsáveis pela variação genética de características de importância econômica na suinocultura. A segunda parte deste trabalho foi realizado com o objetivo de mapear QTL no cromossomo 4 de suínos (SSC4) e associá-los a diversas características de desempenho, carcaça e qualidade da carne. Para isto, foi desenvolvida uma população F2 com 800 animais a partir do acasalamento da geração F1, obtida do cruzamento divergente entre machos da raça naturalizada brasileira Piau e 18 fêmeas comerciais (Landrace x Large White x Piétrain) e genotipada para 13 marcadores tipo microssatélites. Foi utilizado o método de regressão por intervalo de mapeamento, por meio do programa QTL EXPRESS. Para as características de desempenho, foram encontrados um QTL sugestivo (P<0,10) para número de tetos na posição 73 cM e dois QTL significativos (P<0,05) para peso aos 21 dias, sendo um na posição 45 e outro a 96 cM. Para as características de carcaça, órgãos e vísceras foram encontrados um QTL sugestivo (P<0,10) para comprimento de intestino na posição 75 cM, dois QTL significativos (P<0,05), sendo um para peso de coração na posição 79 cM e o outro para peso de pulmão na posição 69 cM e um QTL significativo (P<0,01) para espessura de bacon na posição 69 cM. Para as características de corte de carcaça foram identificados três QTL sugestivos (P<0,10), sendo um para peso de pernil limpo na posição 95 cM, um para peso de paleta limpa na posição 95 cM e um para peso de costela na posição 7 cM. Para as características de qualidade da carne foram encontrados dois QTL sugestivos (P<0,1), sendo um QTL associado a gordura intramuscular na posição 3 cM e um QTL associado a características de coloração da carne, mais especificamente ao índice de amarelo, também na posição 3 cM.The intramuscular fat content has decreased due to selection for lean meat content, what has been reduced the meat quality. Due to their physiologic properties, the fatty acid-biding proteins were suggested to be associated with the increase in the intramuscular fat content, what could improve the pork quality. The objective of the first part of this study was sequencing DNA fragments of the A-FABP gene and compare these sequences to find polymorphisms between the Brazilian naturalized Piau swine and commercial lines (parental generation of the F2 crossbred) and to compare with the one in GenBank. The sequences comparisons between the swine breeds and the GenBank reference showed no nucleotide polymorphism in the analyzed fragments. The increase number of available DNA markers, ally to the development of the genotyping methods and statistical methodologies, it was possible the identification of quantitative trait loci (QTL) responsible for the genetic variation of economic importance traits in pork industry. The objective of the second part of this study was mapping quantitative trait loci (QTL) on porcine chromosome 4 (SSC4), and associate them to several performance, carcass and meat quality traits. For this, a F2 pig population with 800 animals was established from a cross of the F1 generation, produced by crossing using two naturalized Brazilian Piau sires and 18 commercial dams (Landrace x Large White X Piétrain). The population was genotyped for 13 microsatellite markers. Data were analyzed by multiple regressions developed for analysis of outbred lines crosses, using QTL EXPRESS software. To performance traits was found one suggestive QTL (P<0,10) for teat number located at about 73 cM and two significant QTL (P<0,05) for weight at 21 days, one located about 45 cM and another at 96 cM. To carcass traits was found one suggestive QTL (P<0,10) for intestine length xilocated at about 75 cM, two significant QTL (P<0,05), one for weight of heart located at about 79 cM and another for weight of lung located at about 69 cM and one significant QTL (P<0,01) for bacon depth locate at about 69 cM. To carcass cuts traits were identified three suggestive QTL (P<0,10), one for ham weight without skin and fat located at about 95 cM, one for shoulder blade weight without skin and fat located at about 95 cM and one for ribs weight located at about 7 cM. To meat quality traits were found two suggestive QTL (P<0,10), one associated to intramuscular fat content located at about 3 cM and one associated to muscle color Minolta measurements, more specifically to the yellowness, located at about 3 cM.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Meta-análise de dados a partir de estudos de mapeamento de locos de características quantitativas no cromossomo 4 de suínos

Nas últimas décadas houve um grande aumento no conhecimento do genoma das espécies animais. A identificação de diversos tipos de marcadores e a construção de mapas genéticos possibilitou a realização de vários estudos de ligação. Como resultado, um grande número de estudos em suínos tem sido publicado com QTL envolvidos nas características de crescimento, carcaça, qualidade da carne e reprodutivas. Entre os QTL, vários foram identificados no cromossomo 4. A primeira parte deste estudo apresenta um estudo de ligação no cromossomo 4 suíno para várias características em um cruzamento entre machos da raça naturalizada brasileira Piau e fêmeas de linha comercial (Large White x Landrace x Piétrain). Características relacionadas com crescimento, carcaça e qualidade da carne foram medidas. No total foram identificados 11 QTL ao nível cromossômico e genômico. Os QTL mais significativos foram detectados para característica de carcaça na região FAT. Na segunda parte deste estudo, meta-análise foi realizada utilizando diversos QTL presentes em banco de dados disponíveis online, além dos identificados na primeira parte deste trabalho. Apesar de vários estudos relatarem a existência de QTL para uma característica específica no mesmo cromossomo, a posição estimada dos QTL tem variado consideravelmente entre os diferentes estudos. Sendo assim, objetivou-se melhorar as estimativas de posição dos QTL e a redução dos intervalos de confiança. Para isso,meta-análise foi realizada para características individuais, para características correlacionadas com o rendimento de lombo e para inúmeras características as quais puderam ser classificadas em três categorias. Observou-se que a meta-análise melhorou as estimativas de posição e reduziu o intervalo de confiança dos QTL quando comparados com os estudos iniciais. Entretanto, apesar dos ganhos nas estimativas de posição, a meta-análise por si só não forneceu a resolução suficiente para detecção de genes, mas pode servir como um passo preliminar para selecionar um número menor de genes candidatos presentes nas regiões de QTL para a realização de outros estudos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoOver the last decades, there has been an enormous increase in knowledge of the genomes of livestock species. Genetic maps of livestock genomes have been applied in several linkage studies. The approach to identify genomic regions that harbor genes affecting the distribution of a measurable trait in a mapping population is termed quantitative trait loci analysis (QTL). As a result, a large number of studies involving QTL analysis has been published on growth, carcass, meat quality and reproduction traits in pigs. Among detected QTL, a large number has been found on chromosome 4 and presents similar results between different QTL studies. The first part of this work presents a chromosome-wide scan for quantitative trait loci in a cross between Piau breed and commercial lines on chromosome 4. Traits related to carcass, growth and quality were measured. In total we identified 11 QTL that reached chromosome and genome-wide significance. The most significant QTL were detected to carcass and a strong candidate gene is the FAT region. In the second part of this work, the meta-analysis was performed using data from public datasets available online. Even though multiple independent studies have found QTL for the same trait on the same chromosome, their estimated position and effects show a sometimes large amount of variation among different studies. The metaanalysis was performed for individual traits, for traits correlated to loin yield and for trait sorted into three categories with the aim to improve the power and accuracy in detecting QTL and narrowing the confidence intervals. The metaanalysis approach reduced the number of QTL compared to the number of initial QTL and also reduced the confidence interval compared to confidence interval from individual studies. The meta-analysis approach using published data from independent mapping experiments provided an improvement in the accuracy. However, the gains in accuracy did not by themselves provide gene level resolution of QTL, but could serve as a preliminary step to select a very small and manageable number of genes for follow up studies

Mapeamento de locos de características quantitativas para desempenho no cromossomo 4 de suínos

Uma população F2 de suínos obtida a partir do intercruzamento da geração F1, proveniente do acasalamento divergente de dois machos da raça naturalizada brasileira Piau com 18 fêmeas comerciais (Landrace &#215; Large White &#215; Piétrain) e genotipada para cinco marcadores tipo microssatélite foi utilizada com o objetivo de mapear locos de características quantitativas associados a características de desempenho no cromossomo 4. As características avaliadas foram: número de tetas, peso ao nascimento, peso aos 21, 42, 63, 77 e 105 dias de idade, peso ao abate, consumo de ração, conversão alimentar e ganho de peso médio diário dos 77 aos 105 dias de idade e idade ao abate. Utilizou-se o método de regressão por intervalo de mapeamento com análises realizadas por meio do programa QTL EXPRESS. Verificou-se a presença de apenas um QTL significativo (para peso aos 77 dias). A utilização deste QTL na Seleção Assistida por Marcadores deve ser feita depois que a posição desse QTL for refinada, com possível identificação da mutação causal e estimação de seus efeitos

Association of MYF5 gene allelic variants with production traits in pigs

We studied the phenotypic effects of polymorphisms at the MYF5 gene in a divergent F2 swine population and found that one polymorphism was due to an insertion and another to a deletion. The genotypes of 359 F2 animals were obtained and the Normal/Normal (NN) and Normal/Insertion (NI) genotypes analyzed to determine associations with phenotypic data for performance, carcass and meat quality traits. Significant differences were observed (p < 0.05) between NN and NI animals for drip (NN = 3.14 &plusmn; 1.56; NI = 3.69 &plusmn; 2.78%), cooking (NN = 32.26 &plusmn; 2.41; NI = 33.21 &plusmn; 2.31%) and total loss (NN = 34.16 &plusmn; 2.63 and NI = 34.97 &plusmn; 2.08%). The Deletion marker was not statistically tested. The results indicate that the allelic variant Insertion is associated with a deleterious effect on meat quality traits and should be monitored in marker assisted selection programs

New world goat populations are a genetically diverse reservoir for future use.

Western hemisphere goats have European, African and Central Asian origins, and some local or rare breeds are reported to be adapted to their environments and economically important. By-in-large these genetic resources have not been quantifed. Using 50K SNP genotypes of 244 animals from 12 goat populations in United States, Costa Rica, Brazil and Argentina, we evaluated the genetic diversity, population structure and selective sweeps documenting goat migration to the "New World". Our fndings suggest the concept of breed, particularly among "locally adapted" breeds, is not a meaningful way to characterize goat populations. The USA Spanish goats were found to be an important genetic reservoir, sharing genomic composition with the wild ancestor and with specialized breeds (e.g. Angora, Lamancha and Saanen). Results suggest goats in the Americas have substantial genetic diversity to use in selection and promote environmental adaptation or product driven specialization. These fndings highlight the importance of maintaining goat conservation programs and suggest an awaiting reservoir of genetic diversity for breeding and research while simultaneously discarding concerns about breed designations

Mapping of quantitative trait loci and confirmation of the FAT1 region on chromosome 4 in an F2 population of pigs

The objective was to map QTL on porcine chromosome 4 and to associate them with carcass and internal organ traits in an F2 population. The F1 population was produced by outbreed crossing, using two native Brazilian breed Piau boars and 18 commercial sows. A total of 617 F2 animals issued from 11 F1 boars and 54 F1 sows were typed for a total of five microsatellite markers. The data were analyzed by multiple regressions developed for the analysis of crosses between outbred lines, using the QTL Express software. Significant evidence for QTL was found for pig chromosome 4 regarding carcass and internal organ traits. All QTL were detected in the same region of the chromosome, designated FAT1

Relationship between the Porcine Stress Syndrome gene and pork quality traits of F2 pigs resulting from divergent crosses

The PSS genotypes of 596 F2 pigs produced by initial mating of Brazilian commercial sows and native boars were characterized by PCR-RFLP and the pork quality traits were evaluated. Among the 596 pigs studied, 493 (82.7%) were NN and 103 (17.3%) were Nn. There were no differences between NN and Nn pigs in the following pork qualities: pHu (5.71 ± 0.16 vs 5.70 ± 0.11), intramuscular fat (1.55 ± 0.64% vs 1.65 ± 0.67%), shear force (5552 ± 878 g/1.2 cm vs 5507 ± 826 g/1.2 cm), lightness (44.96 ± 2.05 vs 45.01 ± 1.92), redness (0.64 ± 0.60 vs 0.79 ± 0.55), yellowness (6.62 ± 0.56 vs 6.65 ± 0.48), hue (84.28 ± 5.53 vs 83.41 ± 4.85), or chroma (6.68 ± 0.52 vs 6.73 ± 0.52). However, pork from Nn pigs had a significantly (p < 0.05) lower pH45 (6.41 ± 0.27 vs 6.51 ± 0.26) and greater drip (3.92 ± 1.90% vs 3.06 ± 1.60%), cooking (33.29 ± 2.26% vs 32.50 ± 2.54%) and total (35.67 ± 2.48% vs 34.01 ± 2.58%) loss compared to that of NN pigs. These results indicate that, even in divergent crosses, PSS gene carriers produce pork of poorer quality