Identifying signatures of recent selection in Holstein cattle in the Tropic / Identificación de señales de selección reciente en ganado Holstein en el trópico / Identificação de sinais de seleção recente no gado Holandês no trópico

Abstract Background: Holstein cattle have undergone strong selection processes in the world. These selection signatures can be recognized and utilized to identify regions of the genome that are important for milk yield. Objective: To identify recent selection signatures in Holstein from the Province of Antioquia (Colombia), using the integrated haplotype score (iHS) methodology. Methods: Blood or semen was extracted from 150 animals with a commercial kit. The animals were genotyped with the BovineLD chip (6909 SNPs). The editing process was carried out while preserving the loci whose minor allele frequency (MAF) was greater than 0.05. In addition, genotypes with Mendelian errors were discarded using R and PLINK v1.07 software programs. Furthermore, the extended haplotype homozygosity (EHH), iHS and the p-value were determined with the "rehh" package of R language. Results: The minor allele frequencies showed a tendency toward intermediate frequency alleles. In total, 144 focal markers were significant (p<0.001) for selection signatures. Some chromosomes showed a greater number of signatures than others. Many of the variants were found inside genes, although they were in intronic regions. Some important regions were associated with genes TRAPPC12, PANK3, ZNF16, OPLA and DPYSL4, which are related with cellular transport, excretion or metabolism. Conclusion: Identifying signatures of selection using the iHS method made it possible to determine some important regions for selection in Holstein cattle in the high tropics, some of which had been previously reported to be associated with quantitative traits loci (QTLs).

Resumen Antecedentes: El ganado Holstein ha sido sometido a procesos fuertes de selección en el mundo. Estas señales de selección pueden ser reconocidas y utilizadas para identificar regiones del genoma importantes para la producción de leche. Objetivo: Identificar señales de selección recientes en ganado Holstein de la Provincia de Antioquia (Colombia), mediante la metodología de puntaje haplotípico integrado (iHS). Métodos: A 150 animales se les extrajo DNA de sangre o semen mediante un kit comercial y posteriormente se genotiparon los animales con el chip BovineLD (6909 SNPs). Se realizó edición conservando los loci con frecuencia del alelo menor (MAF) superior a 0,05. Además, se descartaron los genotipos con errores mendelianos, usando el software R y PLINK v1.07. La determinación de la homocigosidad haplotípica extendida (EHH), iHS y el valor p se realizó utilizando el paquete "rehh" de R. Resultados: Las frecuencias del alelo menor mostraron una tendencia hacia alelos de frecuencias intermedias. En total, 144 marcadores focales fueron significativos (p<0,001) para las señales de selección. Algunos cromosomas presentaron mayor número de señales de selección que otros. Muchas de las variantes focales se encontraron al interior de genes, aunque comúnmente en regiones intrónicas. Algunas de las regiones importantes estuvieron asociadas con genes como TRAPPC12, PANK3, ZNF16, OPLA y DPYSL4 que en general se encuentran asociados con funciones relacionadas con el transporte, excreción o metabolismo celular. Conclusión: La identificación de señales de selección usando el método iHS permitió determinar algunas regiones importantes para la selección en ganado Holstein del trópico alto, algunas de las cuales han sido previamente reportadas por su asociación a loci de características cuantitativas (QTLs).

Resumo Antecedentes: O gado holandês tem sido objeto de processos de seleção fortes no mundo. Estes sinais de seleção podem ser reconhecidos e utilizados para identificar regiões do genoma importantes para a produção de leite. Objetivo: Identificar sinais de seleção recente em gado Holandês de la Província de Antioquia (Colômbia), através da metodologia de pontuação haplotípica integrada (iHS). Métodos: Foram usados 150 animais para a extração de DNA a partir de sangre ou sêmen usando kit comercial, os animais foram posteriormente genotipados com o chip BovineLD (6909 SNPs). A edição foi feita mantendo os loci com frequência do alelo menor (MAF) de 0,05; além disso, genótipos com erros mendelianos foram descartados usando o programa R e PLINK v1.07. A determinação da homozigosidade haplotípica estendida (EHH), iHS e valor p foi realizada utilizando o pacote estatístico R "reeh". Resultados: As frequências do alelo menor mostraram uma tendência inclinada a frequências intermédias. No total, 144 marcadores focais foram significativos (p<0,001) para os sinais de seleção. Alguns cromossomos apresentaram mais numero de sinais de seleção que outros. Muitas dos variantes focais foram encontradas dentro dos genes, embora comumente em regiões intrônicas. Algumas das regiões importantes foram associadas com genes como TRAPPC12, PANK3, ZNF16, OPLA e DPYSL4 que geralmente estão associadas a funções relacionadas com o transporte, a excreção ou metabolismo celular. Conclusão: A identificação de sinais de seleção usando o método iHS permitiu determinar algumas regiões importantes para a seleção no gado holandês do tropico alto, algumas destas regiões foram previamente relatados por sua associação com loci de características quantitativas (QTLs).

Escherichia coli lipopolysaccharide affects intestinal mucin secretion in weaned pigs / El lipopolisacárido de Escherichia coli afecta la secreción de mucinas intestinales en cerdos destetados / O lipopolissacárido de Escherichia coli afecta a secreção de mucina intestinal em porcos desmamados

Background: to the best of our knowledge, the effects of lipopolysaccharide (LPS) from Escherichia coli on goblet cells and intestinal mucin secretion of weaned pigs has not been reported, and it is unknown whether these effects could trigger enteritis. Objective: to determine the effect of E. coli LPS on intestinal mucin secretion in weaning piglets. Methods: fifty-two piglets weaned at 21 days of age were fed a basal diet supplemented with four LPS levels (0.0, 0.3, 0.5, and 1.0 μg/mg) during 10 days. Piglets were slaughtered on days 1, 5, 7, and 10 post-weaning and samples of small and large intestine were taken for histochemical staining to determine goblet cell population and type of mucins produced (acidic, sulphated, non-sulphated, or neutral). Results: acidic mucin was reduced on day 5 post-weaning independently of the dietary LPS level supplied to piglets. Recovery of acidic mucins was observed during days 7 and 10 post-weaning. Neutral mucins increased on day 5 and decreased on days 7 and 10 post-weaning. High LPS levels decreased goblet cells population and secretion of all types of mucins. This effect was remarkably high for diet two (D2: 0.5 mg LPS/mg food). Conclusions: early weaning (21 d) and LPS addition to the diet affect mucin secretion and intestinal epithelium integrity by modifying goblet cell populations and their balance between acidic and neutral mucin secretion. These findings explain some abnormalities related with post-weaning diarrhea syndrome and help to explain its pathophysiology.

Antecedentes: actualmente se desconoce el efecto del lipopolisacárido (LPS) de Escherichia coli sobre la cantidad de células caliciformes y la secreción de mucinas en diferentes regiones del intestino en cerdos durante el período pos-destete. Tampoco se ha descrito si cambios en la distribución de las mucinas en el intestino están relacionados con el desarrollo de enteritis. Objetivo: determinar el efecto del LPS de E. coli sobre la secreción de mucinas en el intestino de lechones recién destetados. Métodos: cincuenta y dos lechones destetados a los 21 días fueron alimentados con una dieta basal adicionada con cuatro niveles de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 días. Los cerdos se sacrificaron los días 1, 5, 7 y 10 pos-destete y se tomaron muestras de intestino delgado y colon para realizar coloraciones histoquímicas, que permitieran calcular la cantidad de células caliciformes y el tipo de mucinas ácidas sulfatadas, no sulfatadas o neutras por ellas producidas. Resultados: la producción de mucinas ácidas en las células caliciformes se redujo el día 5 del período pos-destete, con posterior restauración de los parámetros a los días 7 y 10 e independientemente de la dosis de LPS suministrada en la dieta. En contraste, la producción de mucinas neutras aumentó en el día 5 y disminuyó en los días 7 y 10 del período pos-destete. Al comparar las dietas experimentales, se observó que dosis mayores de LPS, disminuyen el número de células caliciformes y la secreción de los diferentes tipos de mucinas. Este efecto fue más marcado con la dieta dos (D2: 0,5 mg de LPS/mg de alimento). Conclusiones: el destete a los 21 días y la adición LPS de E. coli a la dieta generan cambios en la secreción de mucinas, afectan la integridad del epitelio y el balance entre la secreción de mucinas ácidas y neutras por las células caliciformes. Estos hallazgos sugieren explicaciones de algunas alteraciones que se producen en el síndrome de diarrea pos-destete y contribuyen a explicar su fisiopatología.

Antecedentes: actualmente é desconhecido o efeito do lipopolissacarídeo (LPS) de Escherichia coli sobre a quantidade de células caliciformes, sobre a secreção de mucinas em diferentes regiões do intestino em porcos durante o período de pós-desmame e se o padrão de distribuição das mucinas está relacionado com o desenvolvimento de enterite. Objetivo: determinar o efeito da LPS de E. coli sobre a secreção de mucinas no intestino de leitões recém desmamados. Métodos: foi realizado um estudo experimental com 52 leitões desmamados aos 21 dias, que foram alimentados com uma dieta basal adicionada com quatro níveis de LPS (0,0, 0,3, 0,5 y 1,0 μg/mg) durante 10 dias. Os porcos foram sacrificados os dias 1, 5, 7 e 10 pós-desmame para tirar amostras de intestino delgado e grosso, realizar colorações histoquímicas, calcular a quantidade de células caliciformes e o tipo de mucinas ácidas sulfatadas, não sulfatadas e neutras por elas produzidas. Resultados: observou-se que ao número de células caliciformes que expressaram mucinas ácidas nos diferentes tempos do período pós-desmame, apresentaram uma diminuição da secreção de mucinas ácidas no quinto dia, com posterior recuperação dos parâmetros os dias 7 e 10 Independentemente da dose de LPS disso. Ao contrário, as mucinas neutras incrementaram o dia 5 com uma posterior diminuição os dias 7 e 10 pós-desmame. Ao comparar as dietas experimentais, observou-se uma diminuição do número de células caliciformes secretando os diferentes tipos de mucinas a doses maiores de LPS, principalmente com a dieta dois (D2: 0,5 mg LPS/mg comida). Conclusões: o desmame aos 21 dias e a adição de LPS de E. coli na dieta, gera mudanças na secreção de mucinas, afetam a integridade do epitélio e o balanço entre a secreção de mucinas ácidas e neutras pelas células caliciformes; isto modela algumas alterações que se produzem no síndrome de diarreia pós-desmame e contribui a explicar a sua fisiopatologia.

Genetic variability of the bovine prolactin-Rsal loci in Holstein cattle in Antioquia province (Colombia) / Variabilidad genética del loci RsaI de la prolactina bovina en ganado Holstein de Antioquia, Colombia / Variabilidade genética do loci RsaI da prolactina bovina em gado Holandês de Antioquia, Colombia

The Holstein breed, widely used in Antioquia's dairy industry, has undergone genetic changes due to selection that have affected the frequencies of some polimorphisms within important genes. Objective: to identify polymorphism changes in the prolactin RsaI (PRL-Rsal) locus and to characterize the structure and allelic distribution within the Holstein population in Antioquia. Methods: a total of 1.462 Holstein cows from 11 subpopulations (municipalities) of Antioquia were used. The ADN was extracted from leucocytes using the salting-out method and genotyping was performed by PCR-RFLP. Genetic diversity was determined by heterozygosity. The Hardy-Weinberg equilibrium (HW) and the genetic differentiation among populations were performed using the Arlequin 2.0 software. Allelic and genotypic frequencies were assessed with the SAS 9.2 statistical software. Results: the genotypic frequencies found were 0.695 (AA), 0.276 (AB), and 0.029 (BB), while the frequencies of the A and B alleles were 0.833 and 0.167, respectively. There were no deviations from HW equilibrium in any population. Genetic diversity among populations, expressed in terms of heterozygosity, showed a medium value (Ho=0.276). The F ST value of the entire population was significant, indicating genetic differentiation. In addition, some matched F ST showed high differentiation. The F IT and F IS parameters were not significant, suggesting that population endogamy or exogamy is not occurring. Conclusions: the bovine PRL-RsaI polymorphism is a suitable marker to evaluate characteristics of economic importance and apparently it has not been influenced by selection pressure. In fact, a significantly high variability (p<0.05) in allele frequencies was observed within the Antioquian Holstein cattle subpopulations.

La raza Holstein en Antioquia ha sido utilizada ampliamente por la industria de lechería especializada, lo cual ha generado cambios genéticos en las diferentes poblaciones debido a algunas fuerzas de selección que han afectado las frecuencias de algunos alelos en genes de importancia económica. Objetivo: determinar las frecuencias alélicas y genotípicas de un polimorfismo del exón 4 del gen de prolactina bovino (PRL) en el cual se genera un sitio polimórfico para la endonucleasa de restricción RsaI y a partir de estas frecuencias estimar algunos parámetros de estructura poblacional en ganado Holstein. Métodos: el estudio se llevó a cabo en 1.462 vacas Holstein de 11 subpoblaciones (municipios) del departamento de Antioquia. Se extrajo ADN de leucocitos de sangre periférica por el método de Salting out y se realizó la genotipificación mediante la técnica de PCR-RFLPs. La diversidad genética se expresó mediante las heterocigosidades. Se determinó adicionalmente el equilibrio de Hardy-Weinberg y la estructuración genética poblacional mediante el software Arlequin 2.0. Las frecuencias alélicas y genotípicas se evaluaron mediante el paquete estadístico SAS 9.2. Resultados: las frecuencias genotípicas encontradas fueron 0.695 (AA), 0.276 (AB) y 0.029 (BB) y las frecuencias alélicas 0.833 (A) y 0.167 (B). No se encontraron desviaciones del Equilibrio de Hardy-weinberg en ninguna población. La heterocigosidad fue media entre poblaciones (Ho=0.276). El valor de F ST de toda la población fue significativo, indicando estructuración genética. Los estadísticos F IT y F IS no fueron significativos, por tanto no es posible asumir endogamia o exogamia en las poblaciones teniendo como referencia este polimorfismo. Conclusiones: el polimorfismo en el exón 4 del gen de la prolactina bovina es un marcador interesante para evaluar características de importancia económica, ya que este no parece haber sido sometido a selección directa, presenta frecuencias alélicas muy variables entre poblaciones, con diferenciación significativa e incluso muy alta entre algunas subpoblaciones (p<0.05).

A raça Holandesa em Antioquia tem sido muito utilizada pela indústria leiteira especializada, isto tem gerado mudanças genéticas nas diferentes populações devido a algumas forças de seleção que tem afetado as frequências de alguns alelos em genes de importância econômica. Objetivo: determinar as frequências alélicas e genotípicas de um polimorfismo no exon 4 do gene da prolactina bovina (PRL) no qual se gera um sitio polimórfico para a endonuclease de restrição RsaI e com essas frequências estimar alguns parâmetros da estrutura populacional no gado Holandês. Métodos: o estudo foi realizado em 1.462 vacas da raça Holandesa de 11 subpopulações (municípios) de Antioquia. A extração do ADN se fez pelo método de Salting Out e a genotipagem foi realizada pela técnica PCR-RFLP. A diversidade genética foi determinada mediante as heterozigosidades, e o equilíbrio de Hardy-Weinberg (HW) e a diferenciação genética entre as populações foram realizadas usando o software Arlequin v. 2.0. As frequências alélicas e genotípicas foram analisadas com o programa estatístico SAS v. 9.2. Resultados: as frequências genotípicas encontradas foram 0.695 (AA), 0.276 (AB) e 0.029 (BB) e as frequências alélicas 0.833 (A) e 0.167 (B). Não se encontraram desvios no equilíbrio de Hardy-Weinberg nas subpopulações. A diversidade genética expressada como a heterozigosidade observada foi media entre toda a população (Ho=0.276). O valor de F ST de toda a população foi significativo indicando estruturação genética. Os estatísticos F IT e F IS não foram significativos, por tal razão não foi possível assumir endogamia ou exogamia nas subpopulações. Conclusões: o SNP no exon 4 do gene da prolactina bovina é um marcador interessante para avaliar características de importância econômica, já que este não parece ter tido um processo de seleção direta, alem, tem frequências alélicas muito variáveis entre as diferentes subpopulações, com diferenciação significativa e ainda muito elevada entre as subpopulações avaliadas (p<0.05).

Evidencia serológica de la infección por herpesvirus equino tipos 1 y 4 en dos regiones de Colombia / Provas serológicas de infecção por equine herpesvirus 1 e 4, em duas regiões da Colômbia / Serologic evidence of equine herpesvirus 1 and 4 infection in two regions of Colombia

Los herpesvirus equinos tipos 1 y 4 (HVE-1 y HVE-4) son agentes de distribución mundial y causa de graves pérdidas económicas. La infección primaria por ambos virus se produce en el tracto respiratorio, progresa a través de la mucosa y puede alcanzar otros sistemas orgánicos ocasionando abortos en el último tercio de gestación, muerte perinatal y síndromes neurológicos poco específicos. El HVE-1 está asociado principalmente con abortos, mientras que el HVE-4 se asocia con enfermedad respiratoria. Los animales afectados se recuperan sin tratamiento, pero permanecen infectados toda la vida. En 2001 se reportó en Colombia un aislamiento de HVE, pero hasta la fecha no se conoce ningún estudio que confirme y determine el tipo de herpesvirus aislado. El objetivo del presente trabajo fue realizar un estudio serológico para determinar la presencia de los HVE-1 y HVE-4 en equinos clínicamente sanos, no vacunados contra HVE. Para lograr nuestro objetivo se tomaron 139 muestras de suero de equinos de dos regiones de Colombia (Antioquia y Meta), a partir de las cuales se realizó una prueba de ELISA indirecta, para detectar la presencia de anticuerpos dirigidos contra la glicoproteína G del HVE-1 y HVE-4. Se encontró una seropositividad para HVE-4 del 98.7 y 96.6% en Antioquia y Meta respectivamente; para HVE-1, la seropositividad fue del 18.8% en el departamento de Antioquia y 33.3% en departamento del Meta. Este es el primer estudio que reporta seropositividad en equinos clínicamente sanos no vacunados en Colombia, lo cual sugiere la presencia del virus y su establecimiento en la población equina de las regiones evaluadas, y posiblemente de otras zonas de Colombia.

Equine herpesviruses 1 and 4 (EHV-1 and EHV-4) are world wide spread viruses that cause significant economic losses. The primary infection of both viruses occurs in the upper respiratory tract, it can progress trough the mucose and can cause abortions in the last third of pregnancy, neonatal foal death, and non specific neurological syndromes. The EHV-1 is associated mainly whit abortion whereas EHV-4 is more related to respiratory disease. Infected animals � rapidly overcome clinical symptoms but then remaininfected all the life. In 2001 the first isolation of an EHV was reported in Colombia, but up-to-date, there are no reports that confirm and determinethe type of isolated virus. The aim of the present work was to perform a serologic study in order to determine the presence of HVE-1 and HVE-4, in clinically healthy non-vaccinated horses. Serum samples n = 139 were drawn from healthy animals attwo regions of Colombia (Antioquia and Meta department); an indirect ELISA test was performed to evaluate the presence of antibodies recognizihg to glycoprotein G of EHV-1 and EHV-4. We found that 98.7 and 96.6% of sera in Antioquia and Meta respectively were positive for EHV-4; the positivity for EHV-1 in Antioquia and Meta were18.8 and 33.3% respectively. This isthe first study thatreports presence of antibodies to EHV-1 and EHV-4 in clinically healthy non-vaccinated horses in Colombia. These results suggest the establishment of the virus in the equine population of the studied regions and possibly in other areas of the country.

O herpesvirus eqüino tipo-1 e -4 (HVE-1 e HVE-4) são os agentes de distribuição mundial e causam graves prejuízos econômicos. A infecção primária por ambos os vírus ocorre no trato respiratório, progredindo através da mucosa e podem atingir outros sistemas orgânicos causando abortos no último terço da gestação, morte perinatal e não-específica síndromes neurológicas. O HVE-1 é principalmente associado a abortos, enquanto o HVE-4 está associado a doenças respiratórias. Os animais afectados recuperar sem tratamento, mas permanecem infectados vida. Em 2001, foi relatada na Colômbia isolamento de HVE, mas até agora não teve conhecimento de qualquer estudo para confirmar e identificar o tipo de herpesvírus isolados. O objetivo deste estudo foi o de realizar um levantamento sorológico para determinar a presença de HVE-1 e HVE-4 em cavalos clinicamente saudável, não vacinadas contra o HVE. Para alcançar nosso objetivo teve 139 amostras de soro de cavalos em duas regiões da Colômbia (Antioquia e Meta), de onde foi feito um teste Elisa indireta, para detectar a presença de anticorpos dirigidos contra a glicoproteína G da HVE -1 e da HVE-4. Para HVE-4 houve uma soropositividade de 98.7 e de 96.6% em Antioquia e Meta, respectivamente, para HVE-1, soropositividade foi 18.8% no departamento de Antioquia e de 33.3% no departamento de Meta. Este é o primeiro estudo que relatou soropositividade em cavalos clinicamente saudáveis não vacinados, na Colômbia, o que sugere a presença de vírus e seu lugar na eqüina população das regiões avaliadas e, possivelmente, de outras partes da Colômbia.

Evaluación de la actividad antiviral in vitro de cuatro extractos de las especies Caryodendron orinocense y Phyllanthus niruri de la familia Euphorbiaceae contra los virus herpes bovino tipo 1 y herpes simplex tipo 2 / Evaluation of the in vitro antiviral activity of four extracts from the species Caryodendron orinocense and Phyllantus niruri from the Euphorbiaceae family against herpes simplex virus type 1 and bovine herpes virus type 2

Los virus causan enfermedades humanas y animales de gran importancia epidemiológica y económica, para la mayoría de las cuales no existen tratamientos satisfactorios, o con las terapias se generan cepas resistentes. Extractos de plantas pertenecientes a la familia Euphorbiaceae han mostrado actividad contra virus de la familia Herpesviridae. Utilizando la técnica de tinción en placa con cristal violeta, se evaluó la citotoxicidad y la actividad antiviral de los extractos en hexano, en acetato de etilo, en metanol y en agua de las especies Caryodendron orinocense y Phyllanthus niruri contra los virus del Herpes Simplex tipo 2 (HSV-2) y del Herpes Bovino tipo 1 (HVB-1). Además, se realizó un estudio fitoquímico preliminar de las dos especies. En general, los extractos de las especies estudiadas muestran citotoxicidad a concentraciones mayores de 250 μg/mL. El extracto en acetato de etilo de la especie Caryodendron orinocense fue el que registró el mayor factor de reducción viral para HSV-2 y HVB-1, el cual fue de 102 a una concentración de 125 μg/ml y de 104 a 62.5 μg/ml respectivamente. Las especies estudiadas muestran una composición química determinada principalmente por aminoácidos, compuestos fenólicos, taninos y triterpenoides, metabolitos que podrían estar involucrados en su actividad antiviral.

Ganado Blanco Orejinegro (BON): Una alternativa para la producción en Colombia / BON cattle: an alternative for production in Colombia

El ganado Blanco Orejinegro descendiente del ganado traído por Colón durante su segundo viaje, ha sobrevivido durante casi 500 años en las áreas tropicales colombianas productoras de café. Además de su capacidad adaptativa este ganado ha mostrado otras características como: docilidad, habilidad para aprovechar forrajes de mala calidad, gran habilidad materna, mayor precocidad sexual, alta fertilidad, mayor productividad en cruces F1 (carne y leche) y marcada resistencia a ectoparásitos. Estas características, en conjunto con hallazgos moleculares recientes que sugieren alta variabilidad genética y resistencia a patógenos bacterianos y vírales demuestran que esta raza, que en la actualidad se encuentra en vía de extinción, es portadora de información genética importante que la convierte en una alternativa para la producción en las condiciones tropicales. El objetivo de esta revisión es hacer una recopilación de trabajos realizados con ganado BON; además, mostrar las perspectivas de investigación, basados en los trabajos actualmente llevados a cabo en la Universidad de Antioquia, con el fin de demostrar el potencial genético de esta raza, que quizás no ha podido ser expresado debido a las condiciones de manejo a que esta raza ha sido sometida.