Naturalized Breeds in Brazil: Reports on the Origin and Genetic Diversity of the Pantaneiro Sheep

Brazil has several breeds of sheep, including animals that developed from breeds brought by settlers soon after their discovery. Over the years, these animals were under the process of natural selection, resulting in breeds that are considered naturalized. The Pantaneiro sheep shows rusticity and ability of adaptation to tropical climate regions and tolerance or resistance to disease and parasites. Molecular tools have marked the discovery of the origin and domestication processes of a wide variety of species, using both nuclear and mitochondrial molecular markers. These tools have aided in the understanding of evolutionary relationships, taxonomies, and demographics of various species and provided support to identify the most important areas for conservation programs, in addition to assisting in the analysis of genetic diversity in domestic, wildlife and endangered species. Researches using these tools show the importance of exploiting the potential of the genetic diversity found in locally adapted livestock. So far, a few studies were performed to observe that Pantaneiro sheep served as maternal basis for the origin of other breeds reared. Moreover, it is possible to suggest an European origin for the sheep populations studied; therefore, more studies using more markers are needed, so that it is possible to prove their origin

Sequenciamento de DNA Mitocondrial para Avaliação de diferenças genéticas em ovinos (Ovis aries)

O sequenciamento de Sanger, ou identificação das bases moleculares do DNA por terminação da cadeia, é um dosmétodos amplamente utilizados para estudos moleculares. O uso da região citocromo b do DNA mitocondrial comomarcador molecular se justifica pela presença de regiões conservadas e variáveis que podem ser sequenciadas e utilizadas em análises filogenéticas em diferentes níveis taxonômicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do DNAmitocondrial por meio de sequenciamento de Sanger. Para tanto, amostras de tecido sanguíneo de ovinos do grupamentogenético Pantaneiro (n=14), Bergamácia (n=4), Dorper (n=5) e Ile de France (n=5) foram utilizadas para extração deDNA. Logo em seguida as amostras foram submetidas a procedimentos de amplificação, purificação e sequenciamento.As análises estatísticas foram realizadas nos programas BioEdit 7.3.1.0 e MEGA 5.10. A utilização de primers internose externos possibilitou o sequenciamento de 86% da região do citocromo b, o que indicou menor perda de nucleotídeosque acontece na reação de sequenciamento com apenas um par de primers. Os cálculos de diversidade média da regiãosequenciada permitiram observar baixa variação genética na população, evidenciando a natureza conservada do DNAherdado maternalmente. O sequenciamento parcial da região do citocromo b foi capaz de mostrar a variação do DNAmitocondrial em ovinos de 4 raças diferentes e proporcionou gerar dados para a realização de estudos futuros de origeme evolução dos animais.O sequenciamento de Sanger, ou identificação das bases moleculares do DNA por terminação da cadeia, é um dosmétodos amplamente utilizados para estudos moleculares. O uso da região citocromo b do DNA mitocondrial comomarcador molecular se justifica pela presença de regiões conservadas e variáveis que podem ser sequenciadas e utilizadas em análises filogenéticas em diferentes níveis taxonômicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do DNAmitocondrial por meio de sequenciamento de Sanger. Para tanto, amostras de tecido sanguíneo de ovinos do grupamentogenético Pantaneiro (n=14), Bergamácia (n=4), Dorper (n=5) e Ile de France (n=5) foram utilizadas para extração deDNA. Logo em seguida as amostras foram submetidas a procedimentos de amplificação, purificação e sequenciamento.As análises estatísticas foram realizadas nos programas BioEdit 7.3.1.0 e MEGA 5.10. A utilização de primers internose externos possibilitou o sequenciamento de 86% da região do citocromo b, o que indicou menor perda de nucleotídeosque acontece na reação de sequenciamento com apenas um par de primers. Os cálculos de diversidade média da regiãosequenciada permitiram observar baixa variação genética na população, evidenciando a natureza conservada do DNAherdado maternalmente. O sequenciamento parcial da região do citocromo b foi capaz de mostrar a variação do DNAmitocondrial em ovinos de 4 raças diferentes e proporcionou gerar dados para a realização de estudos futuros de origeme evolução dos animais

Secuencias del gen mitocondrial para identificación de especies de animales

Molecular markers based on mitochondrial DNA (mtDNA) have maternal inheritance and may be used to evaluate phylogenetic and taxonomic issues.The similarity diagnosis of living beings can be performed by genomic analysis of the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). The aim of this study was to evaluate the molecular marker in 16S rRNA gene potential to identify different animal species and determine the degree of genetic similarity among individuals. DNA was extracted from 13 animals being 5 sheep, 4 cattle and 4 fish and the samples were amplified, purified and sequenced. The analysis were made with MEGA 5.10 and BLAST programs. The sequences identified on GenBank® showed that the animals belonged to the Ovis aries (sheep), Bos taurus (cattle), Prochilodus lineatus (curimba), Pseudoplatystoma corruscans (pintado), Pseudoplatystoma reticulatum (cachara) and Leporinus obtusidens (piau) species. The genetic distance between the different animal groups was 0,10 cattle/sheep, 0,66 cattle/fish and 0,65 sheep/fish. The construction of the phylogenetic tree has determined two different classes being Mammalia containing the subfamillies: Bovinae and Caprinae, and Actinopterygii containing the orders: Caraciforme (curimba and piau) and Siluriforme (pintado and cachara). The mtDNA molecular markers technology demonstrated the possibility of using it as a tool for species identification and differentiation thereby assisting the work of taxonomists. Thus, the partial sequencing of the 16S rRNA gene was sufficient for the identification of sheep, cattle and different species of fish based on the similarity of that gene in BLAST. Marcadores moleculares basados en el ADN mitocondrial (ADNmt) tienen herencia materna y se pueden utilizar para evaluar relaciones filogenéticas y taxonómicas. El diagnóstico de similaridad en los seres vivos se puede lograr mediante análisis genómico del ARN ribosomal 16S (16S rARN). El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial de marcador molecular en el16S ARNr como una metodología para la identificación de las diferentes especies de animales y determinar el grado de similitud genética entre estos individuos. Para ello, el ADN se extrajo a partir de 13 animales, 5 ovinos, 4 bovinos y 4 peces, a continuación se amplificaron, se purificaron y se secuenciaron las muestras. Los análisis de las secuencias se realizaron en los programas MEGA 5.10 y BLAST. Las secuencias identificadas en GenBank® mostraron que los animales pertenecían a las espécies Ovis aries (ovino), Bos taurus (bovino), Prochilodus lineatus (curimba) Pseudoplatystoma corruscans (pintado), Pseudoplatystoma reticulatum (cachara) y Leporinus obtusidens (piau). La distancia genética entre los diferentes grupos de animales fue de 0,10 bovinos/ovinos, 0,66 bovinos/peces y 0,65 ovinos/peces. La construcción del árbol filogenético ha determinado dos clases distintas siendo Mammalia, que contiene las subfamilias: Bovinae y Caprinae, y Actinopterygii que contiene las órdenes: Caraciforme (curimba y piau) y Siluriforme (pintado y cachara). La tecnología de los marcadores moleculares del ADNmt demonstró la posibilidad de utilizarla como herramienta en la identificación y diferenciación de las especies asistiendo a la obra de los taxonomistas. Por lo tanto, la secuenciación parcial de la región del gen 16S rARN fue suficiente para la identificación de ovinos, bovinos y diferentes especies de peces sobre la base de la similitud del gen en programa BLAST

Geoeconomic variations in epidemiology, ventilation management, and outcomes in invasively ventilated intensive care unit patients without acute respiratory distress syndrome: a pooled analysis of four observational studies

Background: Geoeconomic variations in epidemiology, the practice of ventilation, and outcome in invasively ventilated intensive care unit (ICU) patients without acute respiratory distress syndrome (ARDS) remain unexplored. In this analysis we aim to address these gaps using individual patient data of four large observational studies. Methods: In this pooled analysis we harmonised individual patient data from the ERICC, LUNG SAFE, PRoVENT, and PRoVENT-iMiC prospective observational studies, which were conducted from June, 2011, to December, 2018, in 534 ICUs in 54 countries. We used the 2016 World Bank classification to define two geoeconomic regions: middle-income countries (MICs) and high-income countries (HICs). ARDS was defined according to the Berlin criteria. Descriptive statistics were used to compare patients in MICs versus HICs. The primary outcome was the use of low tidal volume ventilation (LTVV) for the first 3 days of mechanical ventilation. Secondary outcomes were key ventilation parameters (tidal volume size, positive end-expiratory pressure, fraction of inspired oxygen, peak pressure, plateau pressure, driving pressure, and respiratory rate), patient characteristics, the risk for and actual development of acute respiratory distress syndrome after the first day of ventilation, duration of ventilation, ICU length of stay, and ICU mortality. Findings: Of the 7608 patients included in the original studies, this analysis included 3852 patients without ARDS, of whom 2345 were from MICs and 1507 were from HICs. Patients in MICs were younger, shorter and with a slightly lower body-mass index, more often had diabetes and active cancer, but less often chronic obstructive pulmonary disease and heart failure than patients from HICs. Sequential organ failure assessment scores were similar in MICs and HICs. Use of LTVV in MICs and HICs was comparable (42\ub74% vs 44\ub72%; absolute difference \u20131\ub769 [\u20139\ub758 to 6\ub711] p=0\ub767; data available in 3174 [82%] of 3852 patients). The median applied positive end expiratory pressure was lower in MICs than in HICs (5 [IQR 5\u20138] vs 6 [5\u20138] cm H2O; p=0\ub70011). ICU mortality was higher in MICs than in HICs (30\ub75% vs 19\ub79%; p=0\ub70004; adjusted effect 16\ub741% [95% CI 9\ub752\u201323\ub752]; p<0\ub70001) and was inversely associated with gross domestic product (adjusted odds ratio for a US$10 000 increase per capita 0\ub780 [95% CI 0\ub775\u20130\ub786]; p<0\ub70001). Interpretation: Despite similar disease severity and ventilation management, ICU mortality in patients without ARDS is higher in MICs than in HICs, with a strong association with country-level economic status. Funding: No funding

Mitochondrial DNA sequencing for assessment of genetic differences in sheep (Ovis aries)

O sequenciamento de Sanger, ou identificação das bases moleculares do DNA por terminação da cadeia, é um dos métodos amplamente utilizados para estudos moleculares. O uso da região citocromo b do DNA mitocondrial como marcador molecular se justifica pela presença de regiões conservadas e variáveis que podem ser sequenciadas e utilizadas em análises filogenéticas em diferentes níveis taxonômicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do DNA mitocondrial por meio de sequenciamento de Sanger. Para tanto, amostras de tecido sanguíneo de ovinos do grupamento genético Pantaneiro (n=14), Bergamácia (n=4), Dorper (n=5) e Ile de France (n=5) foram utilizadas para extração de DNA. Logo em seguida as amostras foram submetidas a procedimentos de amplificação, purificação e sequenciamento. As análises estatísticas foram realizadas nos programas BioEdit 7.3.1.0 e MEGA 5.10. A utilização de primers internos e externos possibilitou o sequenciamento de 86% da região do citocromo b, o que indicou menor perda de nucleotídeos que acontece na reação de sequenciamento com apenas um par de primers. Os cálculos de diversidade média da região sequenciada permitiram observar baixa variação genética na população, evidenciando a natureza conservada do DNA herdado maternalmente. O sequenciamento parcial da região do citocromo b foi capaz de mostrar a variação do DNA mitocondrial em ovinos de 4 raças diferentes e proporcionou gerar dados para a realização de estudos futuros de origem e evolução dos animais

Mitochondrial DNA sequencing for assessment of genetic differences in sheep (Ovis aries)

O sequenciamento de Sanger, ou identificação das bases moleculares do DNA por terminação da cadeia, é um dos métodos amplamente utilizados para estudos moleculares. O uso da região citocromo b do DNA mitocondrial como marcador molecular se justifica pela presença de regiões conservadas e variáveis que podem ser sequenciadas e utilizadas em análises filogenéticas em diferentes níveis taxonômicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do DNA mitocondrial por meio de sequenciamento de Sanger. Para tanto, amostras de tecido sanguíneo de ovinos do grupamento genético Pantaneiro (n=14), Bergamácia (n=4), Dorper (n=5) e Ile de France (n=5) foram utilizadas para extração de DNA. Logo em seguida as amostras foram submetidas a procedimentos de amplificação, purificação e sequenciamento. As análises estatísticas foram realizadas nos programas BioEdit 7.3.1.0 e MEGA 5.10. A utilização de primers internos e externos possibilitou o sequenciamento de 86% da região do citocromo b, o que indicou menor perda de nucleotídeos que acontece na reação de sequenciamento com apenas um par de primers. Os cálculos de diversidade média da região sequenciada permitiram observar baixa variação genética na população, evidenciando a natureza conservada do DNA herdado maternalmente. O sequenciamento parcial da região do citocromo b foi capaz de mostrar a variação do DNA mitocondrial em ovinos de 4 raças diferentes e proporcionou gerar dados para a realização de estudos futuros de origem e evolução dos animais

Association of the Leptin Gene with Carcass Characteristics in Nellore Cattle

Advances in DNA technology have created biotechnological tools that can be used in animal selection and new strategies for increasing herd productivity and quality. The objective of the present work was to associate the genotypes of leptin gene exon 2 polymorphisms with productive traits in Nellore cattle. Blood was collected from Nellore males and PCR-RFLP reactions were performed with the restriction enzymes ClaI and Kpn2I. The gene frequencies resulting from digestion by ClaI were 0.60 and 0.40 for allele A and T, respectively; the genotypic frequencies were AA = 0.20 and AT = 0.80. The gene frequencies from digestion by Kpn2I were 0.81 for allele C and 0.194 for allele T; the genotypic frequencies were CC = 0.62 and CT = 0.38. The populations in both cases were not in Hardy-Weinberg equilibrium (p > 0.05), and the TT genotype was not found. Significant associations were noted between leptin gene exon 2 polymorphisms and five productive traits in Nellore cattle: carcass fat distribution, the intensity of red muscle coloration, pH, marbling, and post-slaughter fat thickness. © 2013 Copyright Taylor and Francis Group, LLC

Sequências de gene mitocondrial para identificação de espécies animais

Molecular markers based on mitochondrial DNA (mtDNA) have maternal inheritance and may be used to evaluate phylogenetic and taxonomic issues. The similarity diagnosis of living beings can be performed by genomic analysis of the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). The aim of this study was to evaluate the molecular marker in 16S rRNA gene potential to identify different animal species and determine the degree of genetic similarity among individuals. DNA was extracted from 13 animals being 5 sheep, 4 cattle and 4 fish and the samples were amplified, purified and sequenced. The analysis were made with MEGA 5.10 and BLAST programs. The sequences identified on GenBank® showed that the animals belonged to the Ovis aries (sheep), Bos taurus (cattle), Prochilodus lineatus (curimba), Pseudoplatystoma corruscans (pintado), Pseudoplatystoma reticulatum (cachara) and Leporinus obtusidens (piau) species. The genetic distance between the different animal groups was 0,10 cattle/sheep, 0,66 cattle/fish and 0,65 sheep/fish. The construction of the phylogenetic tree has determined two different classes being Mammalia containing the subfamillies: Bovinae and Caprinae, and Actinopterygii containing the orders: Caraciforme (curimba and piau) and Siluriforme (pintado and cachara). The mtDNA molecular markers technology demonstrated the possibility of using it as a tool for species identification and differentiation thereby assisting the work of taxonomists. Thus, the partial sequencing of the 16S rRNA gene was sufficient for the identification of sheep, cattle and different species of fish based on the similarity of that gene in BLAST.Marcadores moleculares baseados em DNA mitocondrial (mtDNA) possuem um padrão de herança materna podendo ser utilizados na avaliação de relações filogenéticas e taxonômicas. O diagnóstico de similaridade entre seres vivos pode ser realizado pela análise genômica do RNA ribossômico 16S (16S rRNA). O objetivo deste trabalho foi avaliar a potencialidade de marcador molecular na região 16S rRNA para identificação de diferentes espécies de animais e determinar o grau de similaridade genética entre estes indivíduos. Para isso, extraiu-se o DNA de 13 animais, sendo 5 ovinos, 4 bovinos e 4 peixes, em seguida as amostras foram amplificadas, purificadas e sequenciadas. As análises das sequências foram realizadas nos programas MEGA 5.10 e BLAST. As análises das sequências no GenBank® demonstraram que os animais pertenciam as espécies de Ovis aries (ovino), Bos taurus (bovino), Prochilodus lineatus (curimba), Pseudoplatystoma corruscans (pintado), Pseudoplatystoma reticulatum (cachara) e Leporinus obtusidens (piau). A distância genética entre os diferentes grupos animais foi de 0,10 bovinos/ovinos, 0,66 bovinos/peixes e de 0,65 ovinos/peixes. A construção da árvore filogenética permitiu determinar duas classes distintas sendo Mammalia, contendo as subfamílias: Bovinae e Caprinae, e Actinopterygii contendo as ordens: Caraciforme (curimba e piau) e Siluriforme (pintado e cachara). A tecnologia de marcadores moleculares de mtDNA demonstrou a possibilidade da sua utilização como ferramenta na identificação e diferenciação de espécies auxiliando o trabalho de taxonomistas. Assim, o sequenciamento parcial da região do gene 16S rRNA foi suficiente para a identificação de ovinos, bovinos e diferentes espécies de peixes com base na similaridade do gene no programa BLAST.Marcadores moleculares basados en el ADN mitocondrial (ADNmt) tienen herencia materna y se pueden utilizar para evaluar relaciones filogenéticas y taxonómicas. El diagnóstico de similaridad en los seres vivos se puede lograr mediante análisis genómico del ARN ribosomal 16S (16S rARN). El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial de marcador molecular en el16S ARNr como una metodología para la identificación de las diferentes especies de animales y determinar el grado de similitud genética entre estos individuos. Para ello, el ADN se extrajo a partir de 13 animales, 5 ovinos, 4 bovinos y 4 peces, a continuación se amplificaron, se purificaron y se secuenciaron las muestras. Los análisis de las secuencias se realizaron en los programas MEGA 5.10 y BLAST. Las secuencias identificadas en GenBank® mostraron que los animales pertenecían a las espécies Ovis aries (ovino), Bos taurus (bovino), Prochilodus lineatus (curimba) Pseudoplatystoma corruscans (pintado), Pseudoplatystoma reticulatum (cachara) y Leporinus obtusidens (piau). La distancia genética entre los diferentes grupos de animales fue de 0,10 bovinos/ovinos, 0,66 bovinos/peces y 0,65 ovinos/peces. La construcción del árbol filogenético ha determinado dos clases distintas siendo Mammalia, que contiene las subfamilias: Bovinae y Caprinae, y Actinopterygii que contiene las órdenes: Caraciforme (curimba y piau) y Siluriforme (pintado y cachara). La tecnología de los marcadores moleculares del ADNmt demonstró la posibilidad de utilizarla como herramienta en la identificación y diferenciación de las especies asistiendo a la obra de los taxonomistas. Por lo tanto, la secuenciación parcial de la región del gen 16S rARN fue suficiente para la identificación de ovinos, bovinos y diferentes especies de peces sobre la base de la similitud del gen en programa BLAST

Geoeconomic variations in epidemiology, ventilation management, and outcomes in invasively ventilated intensive care unit patients without acute respiratory distress syndrome: a pooled analysis of four observational studies

Background: Geoeconomic variations in epidemiology, the practice of ventilation, and outcome in invasively ventilated intensive care unit (ICU) patients without acute respiratory distress syndrome (ARDS) remain unexplored. In this analysis we aim to address these gaps using individual patient data of four large observational studies. Methods: In this pooled analysis we harmonised individual patient data from the ERICC, LUNG SAFE, PRoVENT, and PRoVENT-iMiC prospective observational studies, which were conducted from June, 2011, to December, 2018, in 534 ICUs in 54 countries. We used the 2016 World Bank classification to define two geoeconomic regions: middle-income countries (MICs) and high-income countries (HICs). ARDS was defined according to the Berlin criteria. Descriptive statistics were used to compare patients in MICs versus HICs. The primary outcome was the use of low tidal volume ventilation (LTVV) for the first 3 days of mechanical ventilation. Secondary outcomes were key ventilation parameters (tidal volume size, positive end-expiratory pressure, fraction of inspired oxygen, peak pressure, plateau pressure, driving pressure, and respiratory rate), patient characteristics, the risk for and actual development of acute respiratory distress syndrome after the first day of ventilation, duration of ventilation, ICU length of stay, and ICU mortality. Findings: Of the 7608 patients included in the original studies, this analysis included 3852 patients without ARDS, of whom 2345 were from MICs and 1507 were from HICs. Patients in MICs were younger, shorter and with a slightly lower body-mass index, more often had diabetes and active cancer, but less often chronic obstructive pulmonary disease and heart failure than patients from HICs. Sequential organ failure assessment scores were similar in MICs and HICs. Use of LTVV in MICs and HICs was comparable (42·4% vs 44·2%; absolute difference -1·69 [-9·58 to 6·11] p=0·67; data available in 3174 [82%] of 3852 patients). The median applied positive end expiratory pressure was lower in MICs than in HICs (5 [IQR 5-8] vs 6 [5-8] cm H2O; p=0·0011). ICU mortality was higher in MICs than in HICs (30·5% vs 19·9%; p=0·0004; adjusted effect 16·41% [95% CI 9·52-23·52]; p<0·0001) and was inversely associated with gross domestic product (adjusted odds ratio for a US$10 000 increase per capita 0·80 [95% CI 0·75-0·86]; p<0·0001). Interpretation: Despite similar disease severity and ventilation management, ICU mortality in patients without ARDS is higher in MICs than in HICs, with a strong association with country-level economic status