Mapping quantitative trait locos on porcine chromosome 16, 17 and 18

O objetivo ao realizar este trabalho foi o mapeamento de QTL nos cromossomo 16,17 e 18 de suínos e a associação destes a característica de desempenho, de carcaça, órgãos internos e vísceras, de cortes de carcaça e de qualidade de carne. Foi construída uma população F2 provenientes do cruzamento de dois varrões da raça naturalizada Brasileira Piau com 18 fêmeas da linha comercial (Landrace x Large White x Pietrain). Foram utilizados onze marcadores microssatélites distribuídos nos SSC16, SSC17 e SSC18. Com o resultado da genotipagem foi construído o mapa de ligação específico dos marcadores para a população desenvolvida. Os marcadores de microssatélites foram considerados adequados para estudos de características quantitativas, quando foram analisadios os valores de heterozigosidade observada (Ho), heterozigosidade esperada (He) e conteúdo de informação polimórfica (PIC). A avaliação dos quatro locos amplificados no SSC16 forneceu valores das médias da Heterozigosidade observada (Ho) e esperada (He); e do Conteúdo de informação polimórfica (PIC) de 67,62%, de 57,71% e 0,50, respectivamente. No SSC17 foram encontrados os resultados das médias de Ho, He e PIC de 72,20%, 61,40% e 0,56, respectivamente para os 4 locos utilizados. E no SSC18, o valor das médias de Ho, He e de PIC foram 67,80% 63,54% e 0,59, respectivamente utilizando 3 locos. Foi utilizado o método de regressão por intervalo de mapeamento, e as análises foram realizadas por meio do programa QTLEXPRESS. Foram detectados 11 QTL não descritos na literatura: número de tetas, índice de vermelho; perda por cozimento, menor espessura de toucinho na região acima da última vértebra lombar na linha dorso-lombar, espessura de bacon, peso do coração e do pulmão no SSC16; peso aos 63 dias de idade e peso aos 77 dias de idade no SSC 17; peso aos 21 dias e idade de abate no SSC18; e quatro QTL já descritos em outras populações foram também identificados, como para peso aos 21 dias de idade no SSC16, espessura de toucinho medida imediatamente após a última costela, a 6,5 cm da linha dorso-lombar no SSC17, espessura de toucinho medida imediatamente após a última costela, a 6,5 cm da linha dorsolombar e perda total no SSC18. As informações dos QTL significativos encontrados servem como base de estudos futuros de mapeamento fino para identificação de genes permitindo o melhor entendimento das características de produção em suínos.The objective of this study was mapping QTL on pig chromosomes 16, 17 and 18 and associate them to performance, carcass, internal organs, viscera, carcass cuts and meat quality traits. A F2 population was produced by crossing two naturalized Brazilian Piau sires and 18 commercial dams (Landrace x Large White x Pietrain). The population was genotyped for 11 microsatellite markers. After the genotype scoring, it was constructed the linkage map for these markers in the population. The microsatellites markers were considered appropriate for quantitative trait analysis. It was analyzed their values for observed heterogosity (Ho), expected heterozigosity (He) and polymorphic information content (PIC). The evaluation of the four loci amplified in the SSC16 found average values of Ho, He; and PIC of 0,67, 0,57 and 0,50, respectively. In the SSC17 the average values for Ho, He and PIC of 0,72, 0,61 and 0,56, respectively for the four amplified loci. And in the SSC18, average values of Ho, He and PIC were 0,67, 0,63 and 0,59, respectively for each one of three loci. Data were analyzed by multiple regressions by F2 mapping method using the QTLEXPRESS software. Eleven QTL were mapped and not yet described in the literature: teat number, cooking loss, redness, lower backfat thickness after last lumbar vertebrae, bacon depth, heart weight and lung weight on SSC16. QTL for weight at 63 and 77 days of age were assigned on chromosome 17. QTL for weight at 21 days of age and slaughter age were identified on SSC18. Four QTL Already described in another populations were also identified: weight at 21 days of age on SSC16, backfat thickness after last lumbar vertebrae and after the last rib (at 6,5 cm from the midline ) on SSC17 backfat thickness after last lumbar vertebrae and after the last rib (at 6,5 cm from the midline) and total loss on SSC18. The generated information of significant QTL is useful for future studies dealing with fine mapping to identify genes that could provide a better understanding of the production traits in pigs.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Studies of quantitative trait loci, genic expression and of paternity testing in pigs

A realização do presente estudo teve como objetivo: 1) mapear QTL nos cromossomos 1, 2, 3, 12, 14, 15 e X em uma população F2 de suínos desenvolvida pelo cruzamento de dois reprodutores da raça brasileira Piau com 18 fêmeas comerciais (Landrace x Large White x Pietrain); 2) investigar o nível de expressão de genes candidatos a influenciar características de importância econômica em suínos e 3) desenvolver um painel de marcadores microssatélites para testar a paternidade e a origem de suínos. Um total de 18 QTL foram encontrados para características de carcaça e qualidade de carne e seis para características de desempenho, desses, os QTL para perda por cozimento e idade de abate foram significativos ao nível genômico de 5% de probabilidade. A característica espessura de toucinho foi essencialmente associada aos alelos da raça Piau, conhecido como porco tipo banha. Observou-se diferenças de expressão dos genes CAPN3, COL12A1, COL15A1, EPOR, IGF2 e MyoD1 entre os grupos genéticos Piau, comercial e cruzados, abrindo perspectivas para maiores estudos, sequenciamento e procura por mutação causal associada a características quantitativas. Informações de paternidade acuradas são fundamentais para a predição dos valores genéticos dos animais e assim, assegurar o sucesso dos programas de melhoramento. Os 28 marcadores microssatelites avaliados foram altamente informativos, apresentaram estimativas de probabilidades de exclusão de paternidade combinada para as situações em que o genótipo da mãe é conhecido (P1) e para a situação em que genótipo da mãe não está disponível (P2) maiores que 99% e podem ser considerados adequados para análises de paternidade e de rastreabilidade em suínos. Os resultados obtidos no presente trabalho e apresentados nos diferentes capítulos foram relevantes e contribuíram com maiores informações a cerca da genômica envolvida no desenvolvimento das características quantitativas de importância econômica na produção de suínos, como também mostraram a efetividade de testes de identificação indiviual de suínos.The accomplishment of the present study had as objective: 1) to map Quantitative Trait Loci (QTL) on chromosomes 1, 2, 3, 12, 14, 15 and X in a F2 pig population developed by mating two Brazilian Piau breed sires with 18 dams from a commercial line (Landrace × Large White × Pietrain); 2) investigate the level of expression of candidate genes influencing economic traits in pigs and 3)develop a panel of microsatellite markers for paternity testing and origin of pigs. A total of 18 QTL were indentified to carcass and quality traits and a total of 6 QTL to performance traits, from these, the QTL for cooking loss and for slaughter age (days) was significant at the 5% genome-wise level. The backfat thickness trait was mainly associated with the Piau breed allele, known as a fat pig. It was observed in diferences in the expressions of the genes CAPN3, COL12A1, COL15A1, EPOR, IGF2 and MyoD1 among groups genetic Piau, commercial and crossbred, opening prospects for further studies, sequencing and search for causal mutation associated with quantitative traits. Accurate information of paternity are fundamental to the estimation of breeding values and thus ensure the success of breeding programs. The the 28 microsatellite markers evaluated were highly informative, showed combined exclusion probabilities for the situations where the mother's genotype is known (P1) and the situation where the mother's genotype is not available (P2) greater than 99% and can be considered efficient for paternity and traceability analysis in pigs. The results obtained in this study and shown in the various chapters were relevant and contributed to more information about the genomic involved in the development of quantitative traits of economic importance in pigs production and also showed the effectiveness of testing for individual identification in pigs.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Detecção de locos de características quantitativas nos cromossomos 16, 17 e 18 de suínos

Objetivou-se com este trabalho realizar o mapeamento de Locos de características quantitativas (QTL) nos cromossomo 16, 17 e 18 de suínos e associar seus efeitos com características de desempenho. Utilizou-se uma população F2 proveniente do cruzamento de dois varrões da raça naturalizada brasileira Piau com 18 fêmeas de linhagem comercial (Landrace x Large White x Pietrain). A população foi genotipada para 11 marcadores microssatélites e o mapa de ligação específico dos marcadores para a população foi construído. Os marcadores de microssatélites foram considerados adequados para estudos de características quantitativas quando analisado o conteúdo de informação polimórfica (PIC). Para identificação do QTL, utilizou-se o método de regressão por intervalo de mapeamento e realizaram-se as análises por meio do programa QTLExpress. Foram detectados QTL não descritos na literatura para: número de tetas no cromossomo 16; peso aos 63 e aos 77 dias de idade no cromossomo 17; e peso aos 21 dias e idade de abate no cromossomo 18. Foram também identificados QTL já descritos em outras populações, como para peso aos 21 dias de idade no SSC16. As informações dos QTL significativos encontrados servem para futuros estudos de mapeamento fino com identificação de genes e para maior entendimento dos fenótipos produtivos de suínos.The objectives of this study were to map Quantitative Trait Loci (QTL) in chromosomes 16, 17 and 18 and to associate their effects with performance traits in a F2 pig population developed by mating two Brazilian Piau sires with 18 crossbred dams (Landrace x Large White x Pietrain). The linkage map for this population was constructed after genotyping the animals for 11 microsatellite markers and scoring the genotype. Estimates of polymorphic information content (PIC) indicated that the microsatellite markers were appropriate for QTL analyses. Data were analyzed by interval mapping using the QTLEXPRESS program. New QTL were identified for teat number on SSC16, weight at 63 and 77 days of age on SSC17, weight at 21 days of age and slaughter age on SSC18. QTL already known in other populations were also identified for weight at 21 days of age on SSC16. The information of the significant QTL detected in this study is useful for future fine-mapping studies for identification of genes and to improve the knowledge about production traits in pig populations

Modelagem hierárquica Bayesiana na avaliação de curvas de crescimento de suínos genotipados para o gene halotano

Para avaliar a influência do gene halotano sobre a curva de crescimento de suínos, bem como sua interação com o sexo do animal, foi proposta uma modelagem hierárquica Bayesiana. Nesta abordagem, os parâmetros dos modelos não-lineares de crescimento (Logístico, Gompertz e von Bertalanffy) foram estimados conjuntamente com os efeitos de sexo e genótipos do gene halotano. Foram utilizados 344 animais F2(Comercial x Piau) pesados ao nascer, aos 21, 42, 63, 77, 105 e 150 dias. O modelo Logístico foi aquele que apresentou melhor qualidade de ajuste por apresentar menor DIC (Deviance Information Criterion) que os demais. As amostras das distribuições marginais a posteriori para as diferenças entre as estimativas dos parâmetros do modelo Logístico indicaram que o peso dos machos à idade adulta com genótipo heterozigoto (HalNn) foi superior ao dos homozigotos (HalNN). A título de comparação, também foi considerada a abordagem frequentista tradicional, baseada em dois passos distintos, a qual, por apresentar um menor poder de discernimento estatístico, não mostrou diferenças significativa

Expression of myogenes in longissimus dorsi muscle during prenatal development in commercial and local Piau pigs

Abstract This study used qRT-PCR to examine variation in the expression of 13 myogenes during muscle development in four prenatal periods (21, 40, 70 and 90 days post-insemination) in commercial (the three-way Duroc, Landrace and Large-White cross) and local Piau pig breeds that differ in muscle mass. There was no variation in the expression of the CHD8, EID2B, HIF1AN, IKBKB, RSPO3, SOX7 and SUFU genes at the various prenatal ages or between breeds. The MAP2K1 and RBM24 genes showed similar expression between commercial and Piau pigs but greater expression (p < 0.05) in at least one prenatal period. Pair-wise comparisons of prenatal periods in each breed showed that only the CSRP3, LEF1, MRAS and MYOG genes had higher expression (p < 0.05) in at least one prenatal period in commercial and Piau pigs. Overall, these results identified the LEF1 gene as a primary candidate to account for differences in muscle mass between the pig breeds since activation of this gene may lead to greater myoblast fusion in the commercial breed compared to Piau pigs. Such fusion could explain the different muscularity between breeds in the postnatal periods

Expression of myogenes in longissimus dorsi muscle during prenatal development in commercial and local Piau pigs

Abstract This study used qRT-PCR to examine variation in the expression of 13 myogenes during muscle development in four prenatal periods (21, 40, 70 and 90 days post-insemination) in commercial (the three-way Duroc, Landrace and Large-White cross) and local Piau pig breeds that differ in muscle mass. There was no variation in the expression of the CHD8, EID2B, HIF1AN, IKBKB, RSPO3, SOX7 and SUFU genes at the various prenatal ages or between breeds. The MAP2K1 and RBM24 genes showed similar expression between commercial and Piau pigs but greater expression (p < 0.05) in at least one prenatal period. Pair-wise comparisons of prenatal periods in each breed showed that only the CSRP3, LEF1, MRAS and MYOG genes had higher expression (p < 0.05) in at least one prenatal period in commercial and Piau pigs. Overall, these results identified the LEF1 gene as a primary candidate to account for differences in muscle mass between the pig breeds since activation of this gene may lead to greater myoblast fusion in the commercial breed compared to Piau pigs. Such fusion could explain the different muscularity between breeds in the postnatal periods

Expression of myogenes in longissimus dorsi muscle during prenatal development in commercial and local Piau pigs

Abstract This study used qRT-PCR to examine variation in the expression of 13 myogenes during muscle development in four prenatal periods (21, 40, 70 and 90 days post-insemination) in commercial (the three-way Duroc, Landrace and Large-White cross) and local Piau pig breeds that differ in muscle mass. There was no variation in the expression of the CHD8, EID2B, HIF1AN, IKBKB, RSPO3, SOX7 and SUFU genes at the various prenatal ages or between breeds. The MAP2K1 and RBM24 genes showed similar expression between commercial and Piau pigs but greater expression (p < 0.05) in at least one prenatal period. Pair-wise comparisons of prenatal periods in each breed showed that only the CSRP3, LEF1, MRAS and MYOG genes had higher expression (p < 0.05) in at least one prenatal period in commercial and Piau pigs. Overall, these results identified the LEF1 gene as a primary candidate to account for differences in muscle mass between the pig breeds since activation of this gene may lead to greater myoblast fusion in the commercial breed compared to Piau pigs. Such fusion could explain the different muscularity between breeds in the postnatal periods

Detection of quantitative trait loci on chromosomes 1, 2, 3, 12, 14, 15, X in pigs : performance characteristics

Mapeou-se quantitative trait loci (QTL) associados a características de desempenho nos cromossomos 1, 2, 3, 12, 14, 15 e X de suínos pertencentes a uma população F2, formada a partir do cruzamento entre dois machos da raça naturalizada brasileira Piau e 18 fêmeas comerciais (Landrace x Large White x Pietrain). O mapa genético de ligação da população foi construído após a genotipagem dos animais para 35 marcadores microssatélites. As estimativas do conteúdo de informação polimórfica indicaram que os marcadores microssatélites foram adequados para as análises de QTL. Os dados foram analisados pelo mapeamento por intervalo usando-se o programa GridQTL. Encontraram-se seis QTL, sendo que o QTL genômico para idade ao abate atingiu a significância de 5% de probabilidade. As informações dos QTL detectados neste estudo são úteis para identificar genes que podem ser usados em conjunto com os métodos convencionais de seleção, aumentar a acurácia deles e prover uma compreensão dos fenótipos produtivos de suínos.The accomplishment of the present study had the objective of mapping Quantitative Trait Loci (QTL) related to performance traits in a F2 pig population developed by mating two Brazilian Piau breed sires with 18 dams from a commercial line (Landrace × Large White × Pietrain). The linkage map for this population was constructed after genotyping the animals for 35 microsatellite markers. Estimates of polymorphic information content indicated that the microsatellite markers were appropriate for QTL analyses. The genotypes were analyzed by interval mapping using the GridQTL program. A total of six QTL were found, of which the QTL for slaughter age (days) was significant at the 5% genome-wise level. The information of the significant QTL detected in this study is useful for future fine-mapping studies for the identification of genes. Such information can be used together with traditional methods in breeding programs or even for a better understanding of the phenotypes of swine production