Comparison of sire rams of the Latvian Dark-Head breed according to feed efficiency indicators as the beginning of genomic breeding research

Received: January 30th, 2023 ; Accepted: April 27th, 2023 ; Published: April 29th, 2023 ; Correspondence: [email protected] sheep (Ovis aries) farming, feed costs are the largest variable cost component. Breeders are showing an increased interest in breeding sire rams with improved feed efficiency characteristics because of the possibility that the offspring will have a higher value of this indicator. The result shows that for one ram, the progeny indicators tend to be variable. Currently, no marker has successfully explained enough of the variability of feed efficiency that they were used as part of a routine improvement program. The aim is to analyze feed efficiency indicators for lambs of sire rams of Latvian Dark-Head (LT; Latvijas tumšgalve) to identify sire rams producing lambs with potentially higher feed efficiency. Fattening data of 48 lambs from 13 sire rams were analyzed to determine the correlation of feed efficiency parameters. The average weight of lambs at birth was 4.08 ± 0.56 kg, while the average weight gain reached 47.43 ± 3.17 kg with an average fattening period of 73.27 ± 8.90 days. A strong and very strong correlation between the studied indicators of feed efficiency was revealed. The correlation between these indicators and live weight gain over for 60 days indicates their economic importance in meat production. Certain phenotypic and genotypic factors cause the influence on their value. The phenotypic influence may consist of environmental and external signs, but the genotypic influence is at the DNA level, which requires further study

Feed efficiency indicators and hormones related to nutrient metabolism in intensive fattened lambs of sire rams of different sheep breeds in Latvia

Received: January 30th, 2023 ; Accepted: April 27th, 2023 ; Published: April 29th, 2023 ; Correspondence: [email protected] feed efficiency increase of each sheep indicates its profitability. Production costs and the environmental impact of animal husbandry are reduced as feed efficiency improves. The gastrointestinal tract is a source of hormones and is important in regulating feed intake and nutrient utilization. The study analyses the relationship between feed efficiency indicators and hormone levels in Latvian sheep breeds. After control fattening, blood samples were taken from 76 lambs, representatives of six Latvian breeds, for seven hormonal analyzes and seven feed efficiency indicators. Feed efficiency, Feed conversion ratio (FCR), Relative growth rate, Kleiber ratio (KR), Residual feed intake (RFI), Residual weight gain, and Residual intake were calculated from daily weight gain and amount of dry matter. Interbreed differences and relationships between indicators/hormones were identified. The best scores of feed efficiency were found for the lamb rams of the Dorper breed; the Latvian black-head was the second according to these indicators. The mean FRC for lambs was determined to be 5.13 ± 0.13 kg with a range of 2.98–10.15 kg; the mean KR was 18.11 ± 0.39 with a range of 8.78–26.88; the mean RFI was in the range of -0.51 to 0.42 kg. A statistically significant difference was found between the breeds for all feed efficiency indicators. Biochemical parameters (IGF-1, insulin, and glucose) were found to be in correlation with feed efficiency indicators. Our results show that Latvian sheep breeds differ in fattening performance. To improve breeds without crossing them, subsequent genetic analysis of breed differences is necessary

Structural and functional significance of microsatellites

Here we review literature data on impact of microsatellite repeats on DNA and chromatin structure and the results of studies on association between the length of microsatellite repeats and predisposition to pathologies. The DNA secondary structure is modified in microsatellite sites, the repeats favor formation of Z-DNA, hairpins, triplexes and quadruplexes. The chromatin structure and chromatin loop organization are also modified in microsatellite sites. The data of association studies are classified according to the localization of the microsatellite: in the gene promoter, in exon 1 part coding the signal sequence, in the gene introns, coding areas and 3’-UTRs.Огляд узагальнює дані літератури про вплив мікросателітних повторів на структуру ДНК і хроматину та результати досліджень щодо зв'язку між довжиною мікросателітних повторів і схильныстю до патологій. У мікросателітних сайтах змінюється вторинна структура ДНК, загальна структура і організація петлі хроматину; повтори сприяють утворенню Z-ДНК, шпильок, триплексів і квадруплексов. Дані досліджень по асоціаціям класифікують по локалізації мікросателітів: у промоторі гена, в області першого екзона, що кодує сигнальну послідовність, в інтронній т частини, та в кодуючий в 3'-UTR ділянках гена.Обзор обобщает данные литературы о влиянии микросателлитных повторов на ДНК и структуру хроматина и положительные результаты исследований связи между длиной микросателлитных повторов и предрасположенности к патологиям. В микросателлитных сайтах изменяется вторичная структура ДНК, общая структура и организация петли хроматина; повторы способствуют образованию Z-ДНК, шпилек, триплексов и квадруплексов. Данные исследований по ассоциациям классифицируются по локализации микросателлитов: в промоторе гена, в области первого экзона кодирующей сигнальную последовательность, в интронной части, в кодирующих и в 3'-UTR областях гена

Bacterial Cellulose/Alginate Nanocomposite for Antimicrobial Wound Dressing

Development of novel wound dressing has attracted more and more attentions in recent years. Bacterial cellulose is a biopolymer of great potentials, which features a distinctive three-dimensional structure consisting of an ultrafine network of cellulos nanofibers. In the present study, nanocomposite bacterial cellulose films modified in situ by the addition of alginate during the static cultivation of Gluconacetobacter sucrofermentans B-11267 were produced and then enriching the polymer with an antimicrobial agent tetracycline hydrochloride. The structure of bacterial cellulose and nanocomposite was analyzed by AFM and FTIR. The FTIR spectra displayed the specified interaction between the hydroxyl group of cellulose and the carboxyl group of alginate. The produced bacterial cellulose and nanocomposite were analyzed to determine tensile modulus. The antibacterial activity of nanocomposites were investigated by disk diffusion method. The resulting nanocomposite have high antibiotic activity against Staphylococcus aureus and can be used in medicine as a wound dressing. Keywords: bacterial cellulose, Gluconacetobacter sucrofermentans, alginate, nanocomposite, antibacterial activity, wound dressin

Study of association between polymorphisms in the PSMB5 (rs11543947) and PSMA3 (rs2348071) genes and multiple sclerosis in Latvians

Functional realization of many signalling proteins and transcription factors implicated in the development and progression of multiple sclerosis is mediated by proteasomes. Aim of this case-control study was to evaluate genetic variations in the PSMB5 and PSMA3 genes encoding proteasomal subunits on the susceptibility to multiple sclerosis in Latvians. Methods. The rs11543947 (PSMB5) and rs2348071 (PSMA3) loci were genotyped in 291 multiple sclerosis patients and 305 healthy individuals and analysed general, subtype and sex-specific associations with the disease. Results. Loci rs11543947 and rs2348071 were identified as disease neutral and susceptible respectively. The rs2348071 heterozygous genotype GA showed strong main effect (P < 0.001; OR = 1.891, 95 % CI [1.360–2.628]), and moderate (P < 0.01; OR = 1.663, 95 % CI [1.152– 2.402]) and strong (P < 0.001; OR = 2.459, 95 % CI [1.534–3.943]) association with relapsing-remitting and secondary progressive phases of disease respectively. No genotype-sex interaction associated with multiple sclerosis has been detected. Conclusions. Our results suggest susceptibility of the rs2348071 heterozygous genotype to multiple sclerosis in Latvians.Протеасоми опосередковують виконання функцій багатьох сигнальних білків і факторів транскрипції, залучених до розвитку розсіяного склерозу. Мета. Оцінити можливу асоціацію генетичних варіантів генів PSMB5 і PSMA3 зі схильністю до захворювання на розсіяний склероз з-поміж жителів Латвії. Meтоди. Локуси rs11543947 (PSMB5) і rs2348071 (PSMA3) генотипували у 291 хворого на розсіяний склероз та у 305 здорових індивідів і оцінювали за асоціацією із захворюваністю на розсіяний склероз як такий, із підтипами хвороби і пов’язаною зі статтю асоціацією. Результати. Локус rs11543947виявився не пов’язаним з хворобою, а локус rs2348071 – асоційованим з нею. Гетерозиготний генотип ГА локуса rs2348071 тісно асоційований із захворюванням як таким (P < 0,001; співвідношення шансів (СШ) = 1,891; 95 % ДІ [1.360–2.628]), помірно асоційований (P < 0,01; СШ = 1,663; 95 % ДІ [1,152–2,402]) з ремітуючо-рецидивуючою формою захворювання та сильно (P < 0,001; СШ = 2,459; 95 % ДІ [1,534–3,943]) – зі вторинно прогресуючою формою. Пов’язаної з хворобою взаємодії між статтю і генотипом суб’єкта не відмічено. Висновки. Наші результати вказують на те, що жителі Латвії з гетерозиготним генотипом rs2348071 схильні до захворювання на розсіяний склероз.Протеасомы опосредуют выполнение функций многих сигнальных белков и факторов транскрипции, вовлеченных в развитие рассеянного склероза. Цель. Оценить возможную ассоциацию генетических вариантов генов PSMB5 и PSMA3 с подверженностью заболеванию рассеянным склерозом среди жителей Латвии. Meтоды. Локусы rs11543947 (PSMB5) и rs2348071 (PSMA3) генотипировали у 291 больного рассеянным склерозом и у 305 здоровых индивидов и оценивали по ассоциации с заболеваемостью рассеянным склерозом как таковым, подтипами болезни и связанной с полом ассоциации. Результаты. Локус rs11543947 оказался не связанным с болезнью, а локус rs2348071 – ассоциированным с заболеванием. Гетерозиготный генотип ГА локуса rs2348071 тесно ассоциирован с заболеванием как таковым (P < 0,001; отношение шансов (ОШ) = 1,891, 95 % ДИ [1.360–2.628]), умеренно (P < 0,01; ОШ = 1,663, 95 % ДИ [1,152–2,402]) – с ремиттирующе-рецидивирующей формой заболевания и сильно (P < 0,001; ОШ = 2,459, 95 % ДИ [1,534–3,943]) – со вторично прогрессирущей формой. Связанного с болезнью взаимодействия между полом и генотипом субъекта не отмечено. Выводы. Наши результаты указывают на подверженность жителей Латвии с гетерозиготным генотипом rs2348071 заболеваемости рассеянным склерозом

Association between the PSMB5 and PSMC6 genetic variations and children obesity in the Latvian population

According to the recent data the ubiquitin-proteasome system (UPS) is implicated in the pathogenesis of obesity. Aim of our study was to evaluate a possible association between genetic variations in the PSMB5 and PSMC6 genes and childhood obesity in the Latvian population. Methods. The rs11543947 (PSMB5), rs2295826 and rs2295827 (PSMC6) were genotyped in 94 overweight children versus 191 controls. Stratification was made by family history and sex. Results. Heterozygous genotype at rs11543947 (PSMB5) manifested association with the disease (P < 0.01) in total group and in patients with family history (OR = 2.445 [95 % CI 1.378–4.339] and OR = 2.746 [95 % CI 1.427–5.283], respectively). This genotype was observed more frequently (P < 0.05) in males with family obesity and in females without family history (P < 0.01).The heterozygotes at rs2295826 and rs2295827 showed association (P < 0.01) in obesity (OB), in patients with family history (OR = 2.119 [95 % CI 1.207–3.718] and OR = 2.379 [95 % CI 1.249–4.533], respectively) and in males group. The rs11543947/ rs2295826-rs2295827 multi locus genotype heterozygous at all the studied loci and the haplotype represented by the rare alleles were more frequent in obese children when compared to controls (P < 0.001 and P = 0.0001 respectively). Conclusions. Genetic variations of the PSMB5 (rs11543947) and PSMC6 (rs2295826 and rs2295827) genes can influence childhood obesity in Latvians.Згідно з останніми даними, убіквітин-залежна протеасомна сис- тема бере участь у патогенезі ожиріння. Мета. Оцінити можливий зв’язок між генетичними варіантами протеасомних генів PSMB5 і PSMC6 та схильністю до захворювання дитячим ожирінням у Латвійській популяции. Методи. Локуси rs11543947 (PSMB5), rs2295826 і rs2295827 (PSMC6) генотипували у 94 дітей з надлишковою вагою і у 191 здорового індивіда. Оцінку проводили за асоціацією з ожирінням як таким, за сімейною історією та за статтю. Результати. Гетерозиготний генотип, який належить до локусу rs11543947 (PSMB5), виявився помірно асоційованим ( Р < 0,01) із захворюванням як таким і з ожирінням з сімейною історією (співвідношення шансів СШ = 2,445 [95 % ДІ 1.378–4.339] і СШ = 2,746 [95 % ДІ 1.427–5.283] відповідно). Цей генотип найчастіше спостерігався у чоловіків із сімейною історією ожиріння (P < 0,05) та у жінок без сімейної історії (P < 0,01). Гетерозиготні генотипи по локусах rs2295826 і rs2295827 знайдено в помірній асоціації (P < 0,01) в основній групі захворювання і у пацієнтів з сімейною історією (СШ = 2,119 [95 % ДІ 1.207–3.718] і СШ = 2,379 [95 % ДІ 1.249–4.533] відповідно), а також у чоловіків. Багатолокусний генотип rs11543947/rs2295826-rs2295827, представлений гетерозиготами по всіх локусах, і гаплотип, представлений рідкісними алелями, були найчастішими у групі хворих на ожиріння порівняно з контрольною групою (Р < 0,001 і Р = 0,0001 відповідно). Висновки. Генетичні варіації локусів PSMB5 (rs11543947) і PSMC6 (rs2295826 і rs2295827) можуть впливати на схильність до захворювання ожирінням у детей Латвійської популяції.Согласно последним данным, убиквитин-зависимая протеасомная система участвует в патогенезе ожирения. Цель. Оценить возможную связь между генетическими вариантами протеасомных генов PSMB5 и PSMC6 и подверженностью заболеванию детским ожирением в Латвийской популяции. Методы. Локусы rs11543947 (PSMB5), rs2295826 и rs2295827 (PSMC6) генотипировали у 94 детей с избыточным весом и у 191 здорового индивида. Оценку проводили по ассоциации с ожирением как таковым, с семейной историей и с полом. Результаты. Гетерозиготный генотип, относящийся к локусу rs11543947 (PSMB5), оказался умеренно ассоциированным ( Р < 0,01) с заболеванием как таковым и с ожирением с семейной историей (отношение шансов ОШ = 2,445 [95 % ДИ 1.378–4.339] и ОШ = 2,746 [95 % ДИ 1.427– 5.283] соответственно). Этот генотип наиболее часто наблюдался у мужчин с семейной историей ожирения (p < 0,05) и у женщин без семейной истории (P < 0,01). Гетерозиготные генотипы по локусам rs2295826 и rs2295827 найдены в умеренной ассоциации (P < 0,01) в основной группе заболевания и у пациентов с семейной историей (ОШ = 2,119 [95 % ДИ 1.207–3.718] и ОШ = 2,379 [95 % ДИ 1.249–4.533] соответственно) и у мужчин. Многолокусный генотип rs11543947/rs2295826-rs2295827, представленный гетерозиготами по всем локусам, и гаплотип, представленный редкими аллелями, были наиболее частыми в группе больных ожирением по сравнению с контрольной группой (Р < 0,001 и Р = 0,0001 соответственно). Выводы. Генетические вариации локусов PSMB5 (rs11543947) и PSMC6 (rs2295826 и rs2295827) могут влиять на подверженность заболеваемости ожирением у детей в Латвийской популяции

Genetic variants in the PSMA6, PSMC6 and PSMA3 genes associated with childhood asthma in Latvian and Taiwanese populations

Proteasomes mediate functional realization of signaling proteins implicated in asthma pathogenesis. Aim. To evaluate main and sex-specific association between the PSMA6, PSMC6 and PSMA3 proteasomal genes variations and childhood asthma in Latvians and Taiwanese. Methods. SNPs rs2277460, rs1048990, rs2295826, rs2295827 and rs2348071 were genotyped in 102 Latvian and 159 Taiwanese cases for comparison with genetic diversity in populations (191 and 1097 subjects respectively). Results. Haplotype CGACG showed strong (P &lt; 0.0001) association with asthma risk in both populations. All loci heterozygous genotypes and haplotype CCGTA were identified as asthma risk factors in Latvians; rs1048990 and rs2348071 GG homozygotes and rs2295826 and rs2295827 heterozygotes showed asthma risk and protective effect in Taiwanese females respectively. The multi locus genotypes homozygous for alleles being common in Latvian population were identified as protective in Latvians and disease susceptible in Taiwanese. Conclusions. Our results suggest an association of the 14q13-23 proteasomal genes polymorphisms with the childhood asthma in Latvians and Taiwanese and high-light risk and/or protective factors being the same or different between the populations.Протеасоми опосередковують реалізацію функцій сигнальних білків, залучених до патогенезу бронхіальної астми. Мета. Оцінити загальну і залежну від статі асоціацію варіацій протеасомних генів PSMA6, PSMC6 і PSMA3 з бронхіальною астмою у дітей із Латвії і Тайваня. Mетоди. Однонуклеотидні поліморфізми rs2277460, rs1048990, rs2295826, rs2295827 і rs2348071 генотиповано у 102 хворих з Латвії і 159 &ndash; з Тайваня. Для порівняння взято контрольні групи, які представляють генетичне різноманіття в популяціях: 191 латвійських і 1097 тайваньських зразків. Результати. Гаплотип CGACG виявився тісно (P &lt; 0.0001) асоційованим з ризиком розвитку астми в обох популяціях. Гетерозиготні генотипи за всіма локусами і гаплотип CCGTA ідентифіковано як фактор ризику для розвитку астми у жителів Латвії. Гомозиготи GG по rs1048990 і rs2348071 пов’язані з ризиком, а гетерозиготи по rs2295826 і rs2295827 проявляють захисний ефект з-поміж тайваньських жінок. Багатолокусні генотипи, гомозиготні за розповсюдженими в Латвії алелями, виявилися захисними для жителів Латвії, але пов’язаними з ризиком захворювання серед тайваньців. Висновки. Наші результати вказують на асоціацію поліморфізмів протеасомних генів локусу 14q13-23 з бронхіальною астмою серед дітей у латвійській і тайваньській популяціях, асоціація може бути пов’язана як з ризиком захворювання, так і з захисним ефектом. За даною ознакою популяції можуть різнитися або не різнитися.Протеасомы опосредуют реализацию функций сигнальных белков, вовлеченных в патогенез бронхиальной астмы. Цель. Оценить общую и зависимую от пола ассоциацию вариаций протеасомных генов PSMA6, PSMC6 и PSMA3 с бронхиальной астмой у детей из Латвии и Тайваня. Mетоды. Однонуклеотидные полиморфизмы rs2277460, rs1048990, rs2295826, rs2295827 и rs2348071 генотипированы у 102 больных из Латвии и 159 &ndash; из Тайваня. Для сравнения взяты контрольные группы, представляющие генетическое разнообразие в популяциях: 191 латвийских и 1097 тайваньских образцов. Результаты. Гаплотип CGACG оказался тесно (P < 0.0001) ассоциированным с риском развития астмы в обеих популяциях. Гетерозиготные генотипы по всем локусам и гаплотип CCGTA идентифицированы как фактор риска для развития астмы у жителей Латвии. Гомозиготы GG по rs1048990 и rs2348071 связаны с риском, а гетерозиготы по rs2295826 и rs2295827 проявляют защитный эффект среди тайваньских женщин. Многолокусные генотипы, гомозиготные по распространенным в Латвии аллелям, оказались защитными для жителей Латвии, но связанными с риском заболевания среди тайваньцев. Выводы. Наши результаты указывают на ассоциацию полиморфизмов протеасомных генов локуса 14q13-23 с бронхиальной астмой среди детей в латвийской и тайваньской популяциях, ассоциация может быть связана как с риском заболевания, так и с защитным эффектом. По данному признаку популяции могут отличаться или не отличаться

The balance of elements in the system “Luvic Chernozems – agricultural plants” on the Plavsk upland (Tula region of Russia)

To assess the transfer of macro (K, P, S, Mg, Ca, as well as Si, Na, Fe, Al, Mn and Ti) and microelements (Zn, Ba, Cu, Sr, Mo, as well as As, Zr, Pb, Co, Ni, V and Cr) from Luvic Chernozems (Aric, Loamic, Pachic) into agricultural plants, we studied the inventories of chemical elements in three agrocenoses (wheat, soybean, Galega orientalis Lam. and Bromopsis inermis Leyss grass mixtures) from the Plavsk upland (Tula Region). This territory is subjected to intensive industrial and agricultural impacts: it is 40 km away from the town of Shchekino with a nitrogen fertilizer plant and a thermal power plant, 60 km away from Tula with large metallurgical enterprises, 70 km away from the town of Novomoskovsk with several chemical enterprises and state district power plant. In soils, the total content of elements was determined by the X-ray fluorescence spectrometry. The elemental composition of plants after autoclave decomposition with a mixture of concentrated nitric acid and hydrogen peroxide and the content of the bioavailable fraction (extracted by an ammonium acetate buffer with pH 4.8) of elements in soil were estimated by the atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma. In topsoil (a 10-cm layer), maximal inventories are typical for total Si (40 ± 4 kg/m2), Al (7.0 ± 0.8 kg/m2) and Fe (3.4 ± 0.3 kg/m2) and for bioavailable Ca (570 ± 48 g/m2), Mg (43 ± 4 g/m2), K (22 ± 6 g/m2). In plants, the main inventories (g/m2) of K, P, S, Mg, Si, Mn, Zn, Ba, Cu, Mo occur in the above ground phytomass. The most effectively plants assimilate bioavailable fractions of K, P, Ti, Mo, As, Zr, V. Based on the resource method for soil quality assessment, the studied Chernozems are characterized by a low level of Ni contamination, a moderate supply of bioavailable K with a lack of bioavailable P

Kostroma cattle breed in the new century: the state and the prospects (review)

The article reflects the current state and the prospects of the Kostroma cattle breed development. The creation and improvement of the breed anticipated the formation and further breed development in the domestic and world zoo technical science. In recent years, the number of Kostroma cattle breed has been unreasonably reducing despite its economic valuable traits. At the same time in the Kostroma region there are prospects for preserving the valuable gene pool of one of the best domestic dairy and meat cattle breeds. As a result of directed selection and breeding work with the use of Brown Swiss bulls, a stud milk breed "Karavaevsky KK-1" has been developed. At present cow-champions of the Kostroma breed give up to 12,000 kg of milk per lactation. The milk of the Kostroma breed cows has a high content of protein and fat. The animals of Kostroma breed have good meat qualities, high resistance to a number of diseases, strong ungulate horn, easy adaptability to intensive technologies, good fertility and high productive longevity. To save the Kostroma breed it is important to put on 8-10 bulls of 8 planned lines and related groups for the validation and accumulation of sperm every year. The restoration of previously created lines with high genetic potential should be foreseen. It is necessary to identify and actively use the stud bulls bred in their own breeding farms; to conduct a linear assessment of bulls and daughter heifers by body type for more competent selection. In addition to the generally accepted forms and methods of selection, it is necessary to continue immunogenetic control of the authenticity of the origin of breeding animals and introduce modern methods of DNA technology to assess the breeding and productive qualities of cattle, which will reveal valuable genetic complexes in the best breeding animals and thus 1.5-2 times accelerate the selection processes.Conflict of interest: the authors stated that there was no conflict of interest