Estimation of additive and dominant variance of egg quality traits in pure-line layers

Improved performances are partly due to heterosis effects. One of the basis of heterosis is dominance, which cannot be inherited.However, it can be exploited to boost the total genetic merit of the animals. This has a special interest in avian selection schemeswhere commercial animals are crossbred. In this study, we have estimated additive and dominance genetic variances for severalegg quality traits in pure-line layers.Around 10,500 egg quality performances were used, collected from 1,148 female Rhode Island layers, phenotyped at 70 weeksold and genotyped using a 600K high density SNP chip. Five egg quality traits were analysed: egg weight (EW), egg shell color(ESC), egg shell strength (ESS), albumen height (AH) and egg shell shape (ESShape). Additive and dominance genetic varianceswere estimated via EM-REML with univariate models. That included an inbreeding coefficient and an additive and a dominancerandom effect. Dominance variance explained a small fraction of the phenotypic variance (between 2 to 4 % across all traits).However, it represented a relevant fraction of the total genetic variance for some of the traits (16%, 10%, 35%, 2.4% and 15% ofthe total genetic variance for EW, ESC, ESS, AH, ESShape, respectively).Further research will estimate additive and dominance genetic correlations between the traits to maximize the total genetic gainof these traits simultaneously. In addition, a genomic BLUP with dominance effects is envisaged for the joint analyses of purebredand crossbred performances, to evaluate the potential to generate superior crossbred performances

Interest of Genotyping-by-Sequencing technologies as an alternative to low density SNP chips for genomic selection in layer chicken

To reduce the cost of genomic selection, low density SNP chip can be used in combination with imputation for genotyping the selection candidates instead of using high density (HD) SNP chip. Concurrently, next-generation sequencing (NGS) techniques has been increasingly used in livestock species but remain expensive to be routinely used in selection. An alternative and costefficient solution is the Genotyping by Genome Reducing and Sequencing (GGRS) techniques to sequence only a fraction of the genome by using restriction enzymes. This approach was simulated from sequences of 1027 individuals in a pure layer line, using four enzymes (EcoRI, TaqI, AvaII and PstI). Imputation accuracy on HD genotypes was assessed as the mean correlation between true and imputed genotypes. Egg weight, egg shell color, egg shell strength and albumen height were evaluated with single-step GBLUP methodology. The impact of imputation errors on the genomic estimated breeding values (GEBV) was also investigated.AvaII or PstI led to the detection of more than 10K SNPs in common with the HD SNP chip resulting in imputation accuracy higher than 0.97. The impact of imputation errors on the ranking of the selection candidates was reduced with Spearman correlation (between GEBV calculated on true and imputed genotypes) higher than 0.97 for AvaII and PstI. Finally, the GGRS approach can be an interesting alternative to low density SNP chip for genomic selection. However, with real data, heterogeneity between individuals with missing data has to be taken into account

Letter from Sarah Forrer, Dayton, OH to Augusta Bruen, 1862 July 6

Use of data from crossbred animals for a genomic evaluation of pure line layer. XIth European symposium on poultry genetics (ESPG

Etude du déséquilibre de liaison dans des lignées de poules de types génétiques "ponte" et "chair"

International audienceLa structure du déséquilibre de liaison (DL) au sein des populations en sélection impacte fortement la précision obtenue lors des études de cartographie de QTL ou lors de l'évaluation génomique des reproducteurs. Chez les oiseaux, la structure hétérogène du génome nécessite de décrire précisément le DL pour optimiser la sélection. L'utilisation des puces SNP haute densité pour le génotypage des populations de volailles est une opportunité pour approfondir notre connaissance de la structure du DL de ces populations. L'objectif de cette étude est d'acquérir une connaissance haute résolution de la structure du DL au sein de populations de poules de types ponte et chair. Nous avons analysé les génotypes (puce 600 K Affymetrix® Axiom® HD SNP) de 1541 animaux issus de 3 populations. L'étendue et le niveau du DL ont été estimés par le r 2 moyen à distance physique donnée entre SNP. Cette étude met en évidence des différences importantes de structure du DL entre lignées et entre chromosomes. L'étendue et le niveau du DL sont plus importants dans les lignées de type ponte ou pour les macro-chromosomes et le chromosome Z. Ce niveau important de DL peut faciliter la détection de QTL sur ces chromosomes, mais peut également compliquer la localisation fine de polymorphismes causaux. A l'inverse, le faible niveau de DL observé sur les micro-chromosomes nécessite l'utilisation d'une forte densité de SNP pour détecter une association avec un phénotype, mais devrait permettre la cartographie fine d'un polymorphisme causal. Ces différences sont à prendre en considération pour définir une stratégie de génotypage économique et efficace pour la cartographie fine de QTL ou l'évaluation génomique. ABSTRACT A Linkage disequilibrium study in layers and broiler commercial chicken populations. Knowledge of the linkage disequilibrium (LD) pattern is useful in animal genetic studies as it underlies mapping studies and genomic selection. This is all the more important in birds given the heterogeneous structure of the avian karyotype. Recently, the availability of the high density 600 K Affymetrix® Axiom® HD SNP genotyping array allowed to assess an in-depth knowledge of the LD pattern in chicken genome. The aim of the present study was to assess a higher resolution of the LD pattern in chicken genome in layer and broiler lines. In this study, we analyzed genotypes of 1541 animals from layers and broiler commercial populations to characterize their LD pattern. LD was measured by the average r 2 value at a given physical distance between SNP. LD extended over a larger region for layer lines than for broiler line. Most differences between lines appeared at small interval distances (< 0.5Mb). LD extent and decay differed considerably between chromosomes categories. Average r 2 values were higher for Z chromosome than for macro, intermediates and micro-chromosomes. The extent of useful LD observed for autosomal chromosomes was at least tenfold longer for layer lines than for broiler. Finally, this study shed light on high LD for Z chromosome. The differences in LD pattern observed between chromosomes and chicken lines should be taken into account to define an economically efficient genotyping strategy

Genotypic variability enhances the reproducibility of an ecological study

Many scientific disciplines are currently experiencing a “reproducibility crisis” because numerous scientific findings cannot be repeated consistently. A novel but controversial hypothesis postulates that stringent levels of environmental and biotic standardization in experimental studies reduces reproducibility by amplifying impacts of lab-specific environmental factors not accounted for in study designs. A corollary to this hypothesis is that a deliberate introduction of controlled systematic variability (CSV) in experimental designs may lead to increased reproducibility. We tested this hypothesis using a multi-laboratory microcosm study in which the same ecological experiment was repeated in 14 laboratories across Europe. Each laboratory introduced environmental and genotypic CSV within and among replicated microcosms established in either growth chambers (with stringent control of environmental conditions) or glasshouses (with more variable environmental conditions). The introduction of genotypic CSV led to lower among-laboratory variability in growth chambers, indicating increased reproducibility, but had no significant effect in glasshouses where reproducibility was generally lower. Environmental CSV had little effect on reproducibility. Although there are multiple causes for the “reproducibility crisis”, deliberately including genetic variation may be a simple solution for increasing the reproducibility of ecological studies performed in controlled environments

Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome associated with COVID-19: An Emulated Target Trial Analysis.

RATIONALE: Whether COVID patients may benefit from extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) compared with conventional invasive mechanical ventilation (IMV) remains unknown. OBJECTIVES: To estimate the effect of ECMO on 90-Day mortality vs IMV only Methods: Among 4,244 critically ill adult patients with COVID-19 included in a multicenter cohort study, we emulated a target trial comparing the treatment strategies of initiating ECMO vs. no ECMO within 7 days of IMV in patients with severe acute respiratory distress syndrome (PaO2/FiO2 <80 or PaCO2 ≥60 mmHg). We controlled for confounding using a multivariable Cox model based on predefined variables. MAIN RESULTS: 1,235 patients met the full eligibility criteria for the emulated trial, among whom 164 patients initiated ECMO. The ECMO strategy had a higher survival probability at Day-7 from the onset of eligibility criteria (87% vs 83%, risk difference: 4%, 95% CI 0;9%) which decreased during follow-up (survival at Day-90: 63% vs 65%, risk difference: -2%, 95% CI -10;5%). However, ECMO was associated with higher survival when performed in high-volume ECMO centers or in regions where a specific ECMO network organization was set up to handle high demand, and when initiated within the first 4 days of MV and in profoundly hypoxemic patients. CONCLUSIONS: In an emulated trial based on a nationwide COVID-19 cohort, we found differential survival over time of an ECMO compared with a no-ECMO strategy. However, ECMO was consistently associated with better outcomes when performed in high-volume centers and in regions with ECMO capacities specifically organized to handle high demand. This article is open access and distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives License 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)

COVID-19 symptoms at hospital admission vary with age and sex: results from the ISARIC prospective multinational observational study

Background: The ISARIC prospective multinational observational study is the largest cohort of hospitalized patients with COVID-19. We present relationships of age, sex, and nationality to presenting symptoms. Methods: International, prospective observational study of 60 109 hospitalized symptomatic patients with laboratory-confirmed COVID-19 recruited from 43 countries between 30 January and 3 August 2020. Logistic regression was performed to evaluate relationships of age and sex to published COVID-19 case definitions and the most commonly reported symptoms. Results: ‘Typical’ symptoms of fever (69%), cough (68%) and shortness of breath (66%) were the most commonly reported. 92% of patients experienced at least one of these. Prevalence of typical symptoms was greatest in 30- to 60-year-olds (respectively 80, 79, 69%; at least one 95%). They were reported less frequently in children (≤ 18 years: 69, 48, 23; 85%), older adults (≥ 70 years: 61, 62, 65; 90%), and women (66, 66, 64; 90%; vs. men 71, 70, 67; 93%, each P &lt; 0.001). The most common atypical presentations under 60 years of age were nausea and vomiting and abdominal pain, and over 60 years was confusion. Regression models showed significant differences in symptoms with sex, age and country. Interpretation: This international collaboration has allowed us to report reliable symptom data from the largest cohort of patients admitted to hospital with COVID-19. Adults over 60 and children admitted to hospital with COVID-19 are less likely to present with typical symptoms. Nausea and vomiting are common atypical presentations under 30 years. Confusion is a frequent atypical presentation of COVID-19 in adults over 60 years. Women are less likely to experience typical symptoms than men

Étude fonctionnelle de variants génétiques identifiés chez des patients atteints d’érythrocytoses héréditaires

Introduction – L’érythrocytose héréditaire est une maladie rare caractérisée par un excès de globules rouges. Elle peut être de type primaire lorsqu’elle est causée par des défauts intrinsèques des progéniteurs érythroïdes ou secondaire lors de l’activation de gènes de la voie de l’hypoxie qui entraine une surproduction de globules rouges. Selon le gène et le type de mutation en cause, les patients peuvent développer des complications, notamment un risque accru de développement de tumeurs (phéochromocytome). Pourtant, la cause reste inconnue dans plus de 70% des cas, ce qui signifie que ni un diagnostic correct, ni des informations adéquates sur le pronostic ou le traitement ne peuvent être fournis au patient et à sa famille.Objectifs – Le projet pour lequel j’ai été recruté, pour ces 3 années de recherche, avait pour but d’étudier des variants génétiques identifiés chez des patients atteints d’érythrocytose héréditaire suite à un séquençage nouvelle génération d’un panel de gènes candidats. A ce jour 250 patients ont été séquencés, et 35 variants retrouvés dans les gènes impliqués dans la voie de l’hypoxie (PHD1, PHD2, HIF1α, HIF2α, SH2B3, EPO, FH) ont été sélectionnés pour une étude fonctionnelle approfondie.Matériels/Méthodes – Après une analyse in silico de ces variants, des études fonctionnelles ont été mises en place. Si le variant à un potentiel impact sur l’épissage un test rapporteur d’épissage est réalisé. Cette technique est ensuite complétée par une analyse transcriptomique d’iPS de patients différenciées en cellules productrices d’érythropoiétine (EPO). Dans le cas où le mutant induit une perte ou un gain de fonction nous étudions l’activité fonctionnelle du mutant (test rapporteur luciférase, étude de l’activation du récepteur à l’EPO).Résultats – Une collection unique de constructions de plasmides d’expression et de minigènes a été réalisée (39 constructions). Nous avons pu réaliser l’étude fonctionnelle approfondie de variants des gènes VHL, PHD2, FH et HIF3A. Nous avons notamment identifié un épissage alternatif lié à la mutation c.14-26A>G de l’EPO. Ce variant d’épissage entraine la production d’une EPO modifiée que nous avons purifiée et commencer à caractériser. Nous pourrions avoir identifié une nouvelle EPO avec un gain de fonction.Conclusion – Nous avons mis en évidence une altération de la fonction de plusieurs variants génétiques chez des patients ayant une érythrocytose, que nous pouvons donc classer dans la catégorie "mutation causale". Les patients vont donc pouvoir bénéficier d’un diagnostic précis (avec élargissement du diagnostic à l’ensemble des membres de la famille), d’un traitement adapté et d’un suivi clinique approprié (surveillance des complications associées au gène muté)

Création d’une puce basse-densité pour la sélection génomique en poule pondeuse

La sélection génomique utilise des informations sur les polymorphismes de l’ADN, notamment SNP, en complément des mesures de performances, afin de choisir les futurs reproducteurs parmi un ensemble de candidats à la sélection. Depuis 2013, une puce commerciale de génotypages à haute densité (600 000 marqueurs) de l’espèce poule a permis le développement de la sélection génomique dans les filières ponte et chair. Toutefois, les coûts de génotypages avec cette puce restent élevés pour une utilisation en routine sur un grand nombre de candidats à la sélection. Un des enjeux actuels de la sélection génomique est donc le développement de puces de génotypage de basse densité (dites puces LD) à plus faible coût. Il s’agit pour cela de sélectionner un panel de marqueurs SNP permettant une imputation (prédiction) des génotypes manquants sur puce haute densité (puce HD). Dans cette optique, différentes études ont été menées afin de choisir la stratégie de génotypages basse densité la mieux adaptée à une lignée de poule pondeuse. Différentes densités de génotypages, plusieurs scenarii de populations et deux logiciels ont été testés. Les puces basse densité ont été construites selon deux stratégies : choix des SNP selon un clustering basé sur un seuil de déséquilibre de liaison ou choix de SNP à intervalles réguliers. Trois critères d’efficacité des imputations ont été comparés : taux d’erreur génotypique, taux d’erreur allélique et corrélation entre génotypes imputés et réels. Le taux d’erreur génotypique s’est révélé un critère plus discriminant que les autres. Le logiciel FImpute apparaît plus intéressant que le logiciel Beagle car c’est un meilleur compromis entre efficacité de l’imputation et temps de calcul. L’étude des différentes puces basse densité montre que les imputations sont meilleures lorsque la densité des SNP augmente, lorsque le seuil de DL augmente et lorsque des SNP avec une faible MAF (Fréquence Allélique Mineure) sont pris en compte. Les études de populations montrent que les imputations sont meilleures lorsque la taille de la population de référence augmente. L’influence du degré d’apparentement entre population de référence et candidats ainsi que l’impact sur la précision des évaluations génomiques restent à approfondir.Genomic selection uses information on DNA polymorphisms, in particular SNP, in addition of performance measures, in order to choose breeders of the next generation among a set of selection candidates. Since 2013, a commercial high density genotyping chip (600000 markers) for chicken allowed the implementation of genomic selection in layer and broiler breeding. However, genotyping costs with this chip still remain high for a routine use on a large number of selection candidates. Consequently, one of the current stakes of genomic selection is the development at a lower cost of low density genotyping chips (LD chips). To do so, a set of SNP markers has to be selected to enable an imputation (prediction) of missing genotypes on a high density chip (HD chip). [br/] In this regard, various studies were conducted to choose the low density genotyping strategy the best suited to laying hens line. Different genotyping densities, several population scenarii and two software were tested. Low density genotyping chips were built according to two strategies: a choice of SNP depending on a clustering based on linkage disequilibrium threshold or a choice of SNP at regular intervals. Three criteria of imputation accuracy were compared: genotypic error rate, allelic error rate and correlation. The genotypic error rate appeared to be a criterion more discriminating than the others. FImpute software is preferred to Beagle software because FImpute is a better compromise between imputation accuracy and calculation time. The study of different low density genotyping chips shows that imputations improve with SNP density, when the LD threshold increases and when SNP with low MAF (Minor Allele Frequency) are considered. Population studies show that imputations are better when the size of the reference population increases. The influence of the kinship degree between reference population and target population, and the impact on accuracy of genomic evaluations still remain to be deepened