Análise da diversidade genética em vacas leiteiras de Nariño, sudoeste da Colômbia
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2022v43n6p2563Palavras-chave:
Bos taurus, Polimorfismo, Produção de leite, SNP.Resumo
Na Colômbia foram introduzidas diferentes raças leiteiras trazidas da Europa e dos Estados Unidos, que passaram por diferentes processos de cruzamento e seleção, gerando o desenvolvimento de características ou diferenças específicas nas raças bovinas e provavelmente, exibem sua própria estrutura genômica. Para caracterizar a diversidade genética e estrutura populacional foram utilizados genótipos de 23.182 polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) autossômicos de 130 animais, representando quatro grupos de raças de gado leiteiro de Nariño. Além disso, juntamos genótipos de 43.043 SNPs autossômicos, de 137 animais do banco de dados Decker (Decker et al., 2014) (DRYAD doi:10.5061/dryad.th092). Após o processo de controle de qualidade, o conjunto de dados misto ficou com 7.475 SNPs autossômicos compartilhados em ambos os bancos de dados de Nariño (127 amostras) e Decker (135 amostras). Os níveis de diversidade genética foram moderados em todas as raças (heterozigose média observada = 0,40). Com base nos valores do índice de fixação, concluímos que os indivíduos Brahman (zebuínos) foram mais diferenciados em comparação às raças taurinas (-0,374 a 0,076 para Pardo Suíço). Pares entre as raças taurinas apresentaram baixa diferenciação genética (0,011 – 0,479). O resultado dos componentes principais mostra que nos dois bancos de dados, Nariño e Decker, os taurinos formaram o cluster mais compacto em comparação com outras raças conhecidas por não compartilharem a mesma ancestralidade; indivíduos Jersey, Pardo Suíço e Normando denotaram alta similaridade com indivíduos Holandeses. A análise de agrupamento hierárquico com Admixture mostrou que Brahman, Jersey, Normando e Holandês da base de dados Decker, a maioria deles também agrupados com as raças leiteiras do alto trópico de Nariño, não são capazes de criar grupos diferentes, portanto, mostram maior semelhança entre eles. Isso pode ser explicado devido aos cruzamentos feitos pelos pecuaristas para aumentar o volume de produção de leite, sempre tendo como base a raça Holandesa com sêmen de touros da América e Canadá. Impactos prejudiciais, devido à seleção intensiva, podem fazer com que algumas características específicas da região sejam fixadas na prole e isso pode influenciar a sua capacidade adaptativa aos trópicos altos.
Métricas
Referências
Ajmone-Marsan, P., Garcia, J. F., & Lenstra, J. A. (2010). On the origin of cattle: how aurochs became cattle and colonized the world. Evolutionary Anthropology: Issues, News, and Reviews, 19(4), 148-157. doi: 10.1002/evan.20267 DOI: https://doi.org/10.1002/evan.20267
Alexander, D. H., Novembre, J., & Lange, K. (2009). Fast model-based estimation of ancestry in unrelated individuals. Genome Research, 19(9), 1655-1664. doi:10.1101/gr.094052.109 DOI: https://doi.org/10.1101/gr.094052.109
Bejarano, D., Pedraza, A., Rocha, F., & Martinez, R. (2012). Variabilidad genética en subpoblaciones comerciales de la raza criolla colombiana Romosinuano. Genética, Reproducción y Mejoramiento Animal, 13(1), 97-107. doi: 10.21930/rcta.vol13_num1_art:24 DOI: https://doi.org/10.21930/rcta.vol13_num1_art:246
Black IV, W. C., Baer, C. F., Antolin, M. F., & DuTeau, N. M. (2001). Population genomics: genome-wide sampling of insect populations. Annual Review of Entomology, 46(1), 441-469. doi: 10.1146/annurev.ento.46.1.441 DOI: https://doi.org/10.1146/annurev.ento.46.1.441
Calus, M. P. L., & Vandenplas, J. (2018). SNPrune: an efficient algorithm to prune large SNP array and sequence datasets based on high linkage disequilibrium. Genetics Selection Evolution, 50(34), 1-11. doi: 10.1186/s12711-018-0404-z DOI: https://doi.org/10.1186/s12711-018-0404-z
Carulla, J. E. (2016). Sistemas de producción lechera en Colombia : retos y oportunidades dairy production systems of Colombia: challenges and opportunities. Archivos Latinoamericanos de Producción Animal, 24(2), 9-13. https://ojs.alpa.uy/index.php/ojs_files/article/view/2526
Chagunda, M. G. G., Mujibi, F. D. N., Dusingizimana, T., Kamana, O., Cheruiyot, E., & Mwai, O. A. (2018). Use of high density Single Nucleotide Polymorphism (SNP) arrays to assess genetic diversity and population structure of dairy cattle in smallholder dairy systems: the case of girinka programme in rwanda. Frontiers in Genetics, 9(438), 1-8. doi: 10.3389/fgene.2018.00438 DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00438
Decker, J. E., McKay, S. D., Rolf, M. M., Kim, J. W., Molina Alcalá, A., Sonstegard, T. S., Hanotte, O., Götherström, A., Seabury, C. M., Praharani, L., Babar, M. E., Correia de Almeida Regitano, L., Yildiz, M. A., Heaton, M. P., Liu, W. S., Lei, C. Z., Reecy, J. M., Saif-Ur-Rehman, M., Schnabel, R. D., & Taylor, J. F. (2014). Worldwide patterns of ancestry, divergence, and admixture in domesticated cattle. PLoS Genetics, 10(3), doi: 10.1371/journal.pgen.1004254 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1004254
Doormaal, B. J. Van, Miglior, F., Kistemaker, G., & Brand, P. (2005). Genetic diversification of the holstein breed in Canada and internationally.
Edea, Z., Bhuiyan, M. S. A., Dessie, T., Rothschild, M. F., Dadi, H., & Kim, K. S. (2015). Genome-wide genetic diversity, population structure and admixture analysis in African and Asian cattle breeds. Animal: An International Journal of Animal Bioscience, 9(2), 218-226. doi: 10.1017/S1751731114002560 DOI: https://doi.org/10.1017/S1751731114002560
Excoffier, L., Laval, G., & Schneider, S. (2005). Arlequin (version 3.0): an integrated software package for population genetics data analysis. Evolutionry Bioinformatics, 1(1), 47-50. doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02847.x DOI: https://doi.org/10.1177/117693430500100003
Federacion Colombiana de Ganaderos (2017). Balance y perspectivas del sector Ganadero Colombiano 2016 -2017. FEDEGAN. https://doi.org/www.fedegan.org.co
Gautier, M., Faraut, T., Moazami-Goudarzi, K., Navratil, V., Foglio, M., Grohs, C., Boland, A., Garnier, J. G., Boichard, D., Lathrop, G. M., Gut, I. G., & Eggen, A. (2007). Genetic and haplotypic structure in 14 European and African cattle breeds. Genetics, 177(2), 1059-1070. doi: 10.1534/genetics.107.075804 DOI: https://doi.org/10.1534/genetics.107.075804
Isaza, J. V., Lopez, A., & Echeverri, J. (2017). Análisis poblacional del ganado Holstein de Antioquia a partir de un polimorfismo del gen POU1F1. Archivos de Zootecnia, 66(254), 287-299. doi: 10.21071/az.v66i254.2324
Lenstra, J. A., Groeneveld, L. F., Eding, H., Kantanen, J., Williams, J. L., Taberlet, P., Nicolazzi, E. L., Sölkner, J., Simianer, H., Ciani, E., Garcia, J. F., Bruford, M. W., Ajmone-Marsan, P., & Weigend, S. (2012). Molecular tools and analytical approaches for the characterization of farm animal genetic diversity. Animal Genetics, 43(5), 483-502. doi: 10.1111/j.1365-2052.2011.02309.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2011.02309.x
Madrid, S., Lopez, A., & Echeverri, J. (2015). INHA A192G polymorphism and its association with dairy traits in Antioquia Holstein cattle. Archivos de Zootecnia, 64(246), 147-154. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=49545650008 DOI: https://doi.org/10.21071/az.v64i246.389
Mastrangelo, S., Saura, M., Tolone, M., Salces-Ortiz, J., Di Gerlando, R., Bertolini, F., Fontanesi, L., Sardina, M. T., Serrano, M., & Portolano, B. (2014). The genome-wide structure of two economically important indigenous Sicilian cattle breeds. Journal of Animal Science, 92(11), 4833-4842. doi: 10.2527/jas.2014-7898 DOI: https://doi.org/10.2527/jas.2014-7898
Mejía, L. G., Hernández, R. A., Rosero, C. Y., & Solarte-Portilla, C. E. (2015). Análisis de la diversidad genética de ganado bovino lechero del trópico alto de Nariño mediante marcadores moleculares heterólogos de tipo microsatélite. Revista de La Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia, 62(3), 18-33. doi: 10.15446/rfmvz.v62n3.54938 DOI: https://doi.org/10.15446/rfmvz.v62n3.54938
Melka, M. G., & Schenkel, F. S. (2012). Analysis of genetic diversity in Brown Swiss, Jersey and Holstein populations using genome-wide single nucleotide polymorphism markers. BMC Research Notes, 5(161), 1-8. doi: 10.1186/1756-0500-5-161 DOI: https://doi.org/10.1186/1756-0500-5-161
Nicolazzi, E. L., Picciolini, M., Strozzi, F., Schnabel, R. D., Lawley, C., Pirani, A., Brew, F., & Stella, A. (2014). SNPchiMp: a database to disentangle the SNPchip jungle in bovine livestock. BMC Genomics, 15(123), 1-6. doi: 10.1186/1471-2164-15-123 DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2164-15-123
Purcell, S., Neale, B., Todd-Brown, K., Thomas, L., Ferreira, M. A. R., Bender, D., Maller, J., Sklar, P., de Bakker, P. I. W., Daly, M. J., & Sham, P. C. (2007). PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses. American Journal of Human Genetics, 81(3), 559-575. doi: 10.1086/519795 DOI: https://doi.org/10.1086/519795
Rincon, J. C., Lopez, A. H., & Echeverri, J. Z. (2011). Variabilidad en dos SNP´s localizados en dos secuencias codificantes. Actas Iberoamericanas de Conservación Animal, 1(1), 154-156. https://www.uco.es/conbiand/aica/templatemo_110_lin_photo/articulos/2011/Rincon2011_1_154_156.pdf
Rincon, J. C., Lopez, A. H., & Echeverri, J. Z. (2013). Estructura y diversidad genética en vacas holstein de antioquia usando un polimorfismo del gen bGH. Revista MVZ Cordoba, 18(1), 3346-3354. doi: 10.21897/rmvz.197 DOI: https://doi.org/10.21897/rmvz.197
Rincon, J. C., Lopez, A., & Echeverri, J. (2018). Identifying signatures of recent selection in Holstein cattle in the tropic. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 31(1), 45-58. doi: 10.17533/udea.rccp.v31n1a06 DOI: https://doi.org/10.17533/udea.rccp.v31n1a06
Rodríguez, N. C., López, A. H., & Echeverri, J. Z. (2013). Estructura genética poblacional del gen lactoferrina bovino en vacas holstein del departamento de antioquia. Revista MVZ Cordoba, 18(1), 3355-3361. doi: 10.21897/rmvz.198 DOI: https://doi.org/10.21897/rmvz.198
Rodríguez-Ramilo, S. T., Fernández, J., Toro, M. A., Hernández, D., & Villanueva, B. (2015). Genome-wide estimates of coancestry, inbreeding and effective population size in the spanish holstein population. PLoS ONE, 10(4), e0124157. doi: 10.1371/journal.pone.0124157 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0124157
Šidlová, V., Moravčíková, N., Trakovická, A., Ferenčaković, M., Curik, I., & Kasarda, R. (2015). Production type of Slovak Pinzgau cattle in respect of related breeds. Acta Fytotechnica et Zootechnica, 2015(2), 25-29. doi: 10.15414/afz.2015.18.02.25 DOI: https://doi.org/10.15414/afz.2015.18.02.25-29
Signer-Hasler, H., Burren, A., Neuditschko, M., Frischknecht, M., Garrick, D., Stricker, C., Gredler, B., Bapst, B., & Flury, C. (2017). Population structure and genomic inbreeding in nine Swiss dairy cattle populations. Genetics Selection Evolution, 49(83), 1-13. doi: 10.1186/s12711-017-0358-6 DOI: https://doi.org/10.1186/s12711-017-0358-6
Solarte-Portilla, C. E., & Zambrano-Burbano, G. L. (2012). Characterization and genetic evaluation of Holstein cattle in Nariño, Colombia. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 25(4), 539-547. doi: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=295024922002
Solarte-Portilla, C. E., Rosero-Galindo, C. Y., Burgos-Paz, W. O., & Caviedes-Castro, I. F. (2009). Caracterización y Evaluación Genética de la Población Bovina Lechera del Trópico Alto de Nariño para la Conformación de Núcleos de Selección. doi: 10.13140/2.1.3396.1762
Sponenberg, D. P., & Bixby, D. E. (2007). Managing breeds for a secure future: strategies for breeders and breed associations.
Suhada, H., Anwar, S., Maulana, H., & Yurnalis, D. (2016). Diversity of growth hormone gene and its relation with average daily gain in Simmental cattle in West Sumatera Province, Indonesia. African Journal of Biotechnology, 15(45), 2565-2571. doi: 10.5897/AJB2016.15553 DOI: https://doi.org/10.5897/AJB2016.15553
Verardo, L. L., Silva, F. F. e, Machado, M. A., Carmo Panetto, J. C. do, Lima Reis Faza, D. R. de, Otto, P. I., Almeida Regitano, L. C. de, Silva, L. O. C. da, Egito, A. A. do, Socorro Maués Albuquerque, M. do, Zanella, R., & Silva, M. V. G. B. da. (2021). Genome-wide analyses reveal the genetic architecture and candidate genes of indicine, taurine, synthetic crossbreds, and locally adapted cattle in Brazil. Frontiers in Genetics, 12, e702822.1-15. doi: 10.3389/fgene.2021.702822 DOI: https://doi.org/10.3389/fgene.2021.702822
Weir, B. S., & Cockerham, C. (1990). Genetic data analysis II: methods for discrete population genetic data. Sinuer Assoc.
Wright, S. (1965). The Interpretation of population structure by f-statistics with special regard to systems of mating. Evolution, 19(3), 395-420. doi: 10.2307/2406450 DOI: https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1965.tb01731.x
Zambrano, M. F. B., Flórez, J. C. R., Ríos, A. C. H., Portilla, C. E. S., & Jesús Bedoya Berrio, G. de. (2020). Evaluation of runs of homozygosity and genomic inbreeding in Holstein cattle from Colombia. Semina: Ciencias Agrarias, 41(6), 3397-3418. doi: 10.5433/1679-0359.2020v41n6Supl2p3397 DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n6Supl2p3397
Zenger, K. R., Khatkar, M. S., Cavanagh, J. A. L., Hawken, R. J., & Raadsma, H. W. (2007). Genome-wide genetic diversity of Holstein Friesian cattle reveals new insights into Australian and global population variability, including impact of selection. Animal Genetics, 38(1), 7-14. doi: 10.1111/j.1365-2052.2006.01543.x DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2052.2006.01543.x
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Semina: Ciências Agrárias
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Os Direitos Autorais para artigos publicados são de direito da revista. Em virtude da aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.
A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua e a credibilidade do veículo. Respeitará, no entanto, o estilo de escrever dos autores.
Alterações, correções ou sugestões de ordem conceitual serão encaminhadas aos autores, quando necessário. Nesses casos, os artigos, depois de adequados, deverão ser submetidos a nova apreciação.
As opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
