Decline of genetic variability in a captive population of Pacific white shrimp Penaeus (Litopenaeus) vannamei using microsatellite and pedigree information

Background: The objective of this study was to estimate the decline of genetic variability and the changes in effective population size in three shrimp populations. One was a wild population collected at several points in the Mexican Pacific Ocean. The other two populations were different generations (7 and 9) from a captive population selected for growth and survival. Microsatellite markers and pedigree were both used to assess genetic variability and effective population size. Results: Using 26 loci, both captive populations showed a decline in the expected heterozygosity (20%) and allelic diversity indices (48 to 91%) compared to the wild population (P < 0.05). The studied captive populations did not differ significantly from each other regarding their expected heterozygosity or allelic diversity indices (P > 0.05). Effective population size estimates based on microsatellites declined from 48.2 to 64.0% in cultured populations (P < 0.05) compared to the wild population. Conclusions: An important decline of genetic variability in the cultured selected population due to domestication, and evidence of a further smaller decline in effective population size across generations in the selected population were observed when analyzing pedigree (41%) and microsatellite data (37%). Pedigree keeping is required to prevent the decline of effective population size and maintain genetic variability in shrimp breeding programs, while microsatellites are useful to assess effective population size changes at the population level.

Covarianzas genéticas y fenotípicas para días abiertos y características de la curva de lactancia en vacas Holstein en el norte de México / Genetic and phenotypic covariances for days open and lactation curve characteristics in Holstein cows from northern Mexico

The aim of this study was to estimate genetic and phenotypic (co)variances for lactation curve traits and for days open in Holstein cows. Data included 1 579 lactations from 766 cows, daughters of 126 sires in a dairy herd in northern Mexico. The studied traits within lactation were days open (DO), peak milk production (PMAX), days to peak milk production (DPMAX), 305-day milk production (MP305), lactation persistency (based on Wood equation) (PERSW), lactation persistency expressed as the natural logarithm of the Wood equation persistency (LNPERSW), and lactation persistency measured as (production at day 305/PMP) x 100 (PERS). Covariance components were obtained by single trait and bivariate mixed linear models using restricted maximum likelihood. In general, heritabilities estimated using the repeatability model yielded lower values than those obtained based on within lactation analysis. Average heritabilities estimated with single trait models within lactation were 0.13 ± 0.09, 0.28 ± 0.09, 0.28 ± 0.09, 0.17 ± 0.10 and 0.22 ± 0.10, for DO, MP305, PMAX, DPMAX, and LNPERSW, respectively. Genetic correlations between MP305 and DO (0.66±0.57) and between PMAX and DO (0.55 ± 0.71) were unfavorable for first lactation cows, but with large standard errors. Results confirmed a low heritability for DO, but with estimates possibly larger in younger cows. Genetic correlation between MP305 and PMAX was 0.89 ± 0.09, and LNPERSW and DPMAX was 0.98 ± 0.21 for the third lactation, indicating that DPMAX is a good measure of persistency. No evidence for genetic correlation between MP305 and LNPERSW was found.

El objetivo de este estudio fue estimar covarianzas genéticas y fenotípicas para características de la curva de lactancia y días abiertos en vacas Holstein. Los datos incluyeron 1 579 lactancias de 766 vacas, hijas de 126 sementales, en un hato en el norte de México. Las características estudiadas por lactancia fueron días abiertos (DO), producción máxima de leche (PMÁX), días a la producción máxima (DPMÁX), producción de leche de 305 días (MP305), persistencia de la lactancia por Wood (PERSW), persistencia de Wood expresada como logaritmo natural (LNPERSW) y persistencia medida como ((producción al día 305/PMÁX) x 100) (PERS). Los componentes de covarianza fueron obtenidos mediante el uso de modelos univariados y bivariados con máxima verosimilitud restringida. Las heredabilidades estimadas para las características con el modelo de repetibilidad tuvieron valores generalmente inferiores a los estimados con los análisis dentro de lactancia. Las heredabilidades promedio estimadas con modelos univariados dentro de lactancia para DO, MP305, PMÁX, DPMÁX y LNPERSW fueron 0.13 ± 0.09, 0.28 ± 0.09, 0.28 ± 0.09, 0.17 ± 0.10 y 0.22 ± 0.10, respectivamente. Las correlaciones genéticas entre MP305 y DO (0.66±0.57) y entre PMÁX y DO (0.55 ± 0.71) fueron desfavorables para las primeras lactancias, pero con errores estándar elevados. Los resultados confirman una heredabilidad baja para DO, pero con valores posiblemente mayores en vacas jóvenes. La correlación genética entre MP305 y PMÁX fue de 0.89 ± 0.09 y entre LNPERSW y DPMÁX fue 0.98 ± 0.21 para la tercera lactancia, lo que indica que DPMÁX es buen estimador de la persistencia. No se encontró evidencia de correlación genética entre MP305 y LNPERSW.

Efectos de interacción genotipo por ambiente para peso corporal a los 130 días en camarón blanco del Pacífico [Penaeus (Litopenaeus) vannamei] / Genotype by environment interaction effects for body weight at 130 days of age in the Pacific white shrimp [Penaeus (Litopenaeus) vannamei]

Body weight of Pacific white shrimp [Penaeus (Litopenaeus) vannamei] at 130 days of age was analyzed in three environments corresponding to different management systems: semi-intensive (10 shrimp/m²) in Pozos, Sinaloa (POZOS10), intensive (30 shrimp/ m²) in Pozos, Sinaloa (POZOS30), and super-intensive (85 shrimp/m²) in Bahia de Kino, Sonora (KINO85). Data were obtained from 18 087 sibs from 113 sires and 143 dams. The aim of the study was to evaluate the presence of genotype by environment interaction effects (IGA) and the effect of the (co) variance between full-sibs family common effects on the genetic parameter estimates. Estimates of h² with a model including independent full-sibs family common effects were between 0.26 and 0.39 across environments, while the estimates for a model with correlated full-sibs family common effects were estimated between 0.14 and 0.23. No differences were found for h² values between environments. The genetic correlations between environments were not lower from unity with any model; therefore, it is concluded that no evidence of genotype-environment interaction exists for body weight at 130 days in Pacific white shrimp, under the environments used in this study. The inclusion of the (co)variance between full-sibs family common effects of different environments affected the parameter estimates. These results also indicate that ranking of the breeding animals will be similar in all the studied production environments.

Se analizó información de peso corporal de camarón blanco del Pacífico [Penaeus (Litopenaeus) vannamei] a los 130 días, en tres sistemas de manejo: semiintensivo (10 camarones/m²); intensivo (30 camarones/m²), ambos en Pozos, Sinaloa, y super-intensivo (85 camarones/m²), en Bahía de Kino, Sonora. Los registros corresponden a 18 087 individuos, hijos de 113 sementales y 143 hembras, con la finalidad de evaluar la existencia de interacciones genotipo por ambiente (IGA) y el efecto de la covarianza de los efectos comunes de familia de hermanos en la estimación de parámetros genéticos. Las estimaciones de h² con un modelo que consideró los efectos comunes de familia de hermanos como independientes, fueron de 0.26 a 0.39 y de 0.14 a 0.23, para un modelo que consideró dichos efectos como correlacionados. No existió diferencia significativa entre los valores de h² de los ambientes, y las correlaciones genéticas entre ambientes no fueron menores a uno con ninguno de ambos modelos, se concluye que no hay evidencia de IGA en el peso corporal a los 130 días de P. vannamei en los ambientes estudiados en este trabajo. La inclusión de la covarianza entre efectos de familias de hermanos en el análisis afectó los valores de los parámetros. Se concluye que el ordenamiento de los reproductores será similar en los ambientes estudiados.

Análisis genético del cociente producción de leche/perímetro torácico como indicador indirecto de la eficiencia en bovinos Holstein Friesian / Genetic analysis of milk yield/chest girth ratio as an indirect mesure of productive efficiency in Hosltein cows

El objetivo de este trabajo fue estudiar el cociente de producción de leche/perímetro torácico ajustado, considerándolo como un indicador aproximado de la eficiencia productiva lechera (ELA), a fin de incluirlos como criterio de selección en un programa de mejoramiento genético en ganado Holstein; con ese propósito se estimaron las varianzas y covarianzas aditivas utilizando el método de máxima verosimilitud restringida de la producción de leche ajustada a 305 días (PL) y ajustada a 305 días equivalente maduro (PEM), el perímetro torácico constante al momento del parto(PTA), el cociente PL/PTA (ELAAJ) y el cociente PEM/PTA (ELAEM). La heredailidad para PL, PEM, ELAAJ, ELAEM y PTA fue de 0.19 ñ 0.10, 0.27 ñ 0.11, 0.28 ñ 0.11, 0.64 ñ 0.14 y 0.25 ñ 0.11, respectivamente. Se estimaron las correlaciones fenotípicas y genéticas de las que sobresalen las correlaciones entre ELAAJ con PTA (-0.11 ñ 0.04 y -0.50 ñ 0.03), con PL (0.96 ñ 0.04 y 0.67 ñ 0.20) y con PEM (0.94 ñ 0.04 y 0.86 ñ 0.10), y PTA con PL (0.17 ñ 0.04 y 0.27 ñ 0.40). Se observaron valores inferiores en PTA equivalentes a 20 kg d peso vivo menos en el 10 por ciento superior de ELAAJ de las vacas de primer parto. Por ser ELAAJ una medida indirecta de la eficiencia muy simple, se concluye que su inclusión en los programas de selección del ganado Holstein presenta ventajas teóricas en la eficiencia, que aunque pequeñas, pudieran repercutir favorablemente en la economía de la empresa dedicada a la producción de leche