Meat tenderness genetic polymorphisms occurrence and distribution in five Zebu breeds in Mexico

Background The Zebu cattle are represented by a diverse group of breeds in México. Traditionally these breeds have been associated with the tough beef characteristic. Validated genetic markers have the potential to be included in marker-assisted selection and management programs in order to improve traits such as beef tenderness. The incidence and distribution of Calpain and Calpastatin polymorphisms strongly associated with beef tenderness were estimated in registered cattle of five Zebu breeds in Mexico. Results A low and in some cases null frequency of favorable C allele of CAPN316 was determined in all breeds. Conversely, a more equilibrated frequency in CAPN4751 and CAST loci was observed. Conclusions Although the relatively low occurrence of favorable alleles in assessed loci may limit their use in selection programs, genotyping availability might be a practical and comprehensive tool for introgression programs by marker assisted selection and management as to improve meat tenderness of Zebu breeds.

Genomic and phenotypic beef quality indicators of Charolais cattle in México / Indicadores genómicos y fenotípicos para calidad de la carne en bovinos Charolais de México / Indicadores genómicos e fenotípicos na qualidade da carne do gado Charolês no México

Tenderness and marbling are polygenic traits used as indicators of good meat quality. Among different genes related to meat quality, µ-calpaine (CAPN1) and thyroglobulin (TG5) have been specifically linked to tenderness and marbling, respectively. Objectives: to estimate the allelic and genotypic frequencies of markers in CAPN1 and TG5 genes, and relate their presence to beef carcass quality. Methods: CAPN1 and TG5 polymorphisms were identified by PCR-ACRS and PCR-RFLP, respectively, validating their putative effects on beef carcass using real time ultrasound in Charolais candidate sires (n=80). Results: computed genotypic frequencies in CAP4751 and TG5 showed Hardy-Weinberg equilibrium, while CAP316 expressed deviation from equilibrium. Association analysis indicated a significant effect of CAP4751 on rib eye area (REA) (p<0.05) and intramuscular fat (IMF) (p<0.10), while TG5 showed a significant trend on yield grade (YG). Conclusions: these results support the use of these markers for assessing traits related to meat quality, and warrant further studies to validate their use in cattle herds for breeding purposes.

La terneza y el marmoreo son características poligénicas e indicadoras de calidad en la carne bovina. Uno de los genes relacionados con la terneza en la carne es el gen de µ-calpaína (CAPN), en el cual se han identificado dos polimorfismos CAPN316 y CAPN4751 asociados significativamente a esta característica. En el gen de la Tiroglobulina (TG5) relacionado con el marmoleo, se ha identificado un polimorfismo en la posición -537del gen, asociado a la deposición de grasa intramuscular en bovinos. Objetivo: estimar las frecuencias genotípicas y alélicas de tres marcadores genéticos y su asocación con carcaterísticas de calidad de la carne bovina. Métodos: a partir de muestras de sangre de 80 toretes Charolais de 12 meses de edad mantenidos en pruebas de comportamiento, se caracterizaron polimorfismos en los marcadores CAPN316 y CAPN4751 identificados mediante el diseño de oligonucleótidos y la creación de sitios de restricción en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR-ACRS) y de TG5 identifificado mediante PCR- RFLP, se utilizaron cebadores previamente reportados. Resultados: las frecuencias alélicas y genotípicas de los polimorfismo de CAPN4751 y TG5 mostraron estar en equilibrio genético; más no para CAPN316. Los análisis de asociación mostraron una diferencia significativa del marcador CAPN4751 sobre el área del músculo Longissimus dorsi (REA) (p<0.05) y grasa intramuscualr (IMF) (p<0.10); mientras que para TG5 hubo una tendencia significativa sobre el grado de rendimiento (YG). Conclusiones: dichos resultados sugieren el efecto potencial de estos marcadores comerciales sobre características de la carne, el estudio propone su uso sinérgico como complemento informativo de indicadores de la calidad en animales reproductores, pero resalta la necesidad de validación extensiva en poblaciones particulares para fomentar su uso en el mejoramiento de la ganadería para carne.

A maciez e o marmoreio são características poligênicas e indicadoras de qualidade da carne. Um dos genes relacionados à maciez da carne é o gene da -calpaína (CAPN1), no qual se tem identificados dois polimorfismos CAPN316 e CAPN4751 associados significativamente com esta característica. No gene da tiroglobulina (TG5) relacionado com o marmoreio, se tem identificado um polimorfismo na posição -537. Objetivo: estimar as frequências genotípicas e alélicas de três marcadores genéticos (SNP) e fazer a respectiva associação dos genótipos e alelos com os indicadores de qualidade da carne, obtendo um efeito significativo sobre algumas características de carcaça estimada pela ultrassonografia em tempo real em touros Charolês no noroeste do México. Métodos: foram identificados polimorfismos em três marcadores SNP a partir de 80 amostras de sangue de novilhos Charolês, sendo os SNP CAPN4751 e CAPN316 identificados após o desenho de oligonucleotídeos iniciadores e a criação de sítios de restrição na reação em cadeia da enzima polimerase (PCR-ACRS). O marcador TG5 foi identificado por PCR-RFLP com sequencias de oligonucleotídeos previamente reportadas. Resultados: Os polimorfismos CAPN4751 e TG5 mostraram estar em equilíbrio genético, mas o CAPN316 esta em desequilíbrio. A análise de associação demonstrou uma diferença estatística significativa para o marcador CAPN4751 em área do músculo Longissimus dorsi (REA) (p< 0.05) e gordura intramuscular (MI) (p<0.10), enquanto que para TG5 houve efeito significativo sobre rendimento (YG). Conclusões: Estes resultados sugerem o efeito potencial destes marcadores comerciais para melhorar as características de qualidade da carne. O estudo propõe a utilização das informações sinergicamente com os indicadores fenotípicos de qualidade da carne, mas salienta a necessidade da validação extensiva em populações específicas para incentivar a sua utilização no melhoramento de gado de corte.

Convenient genotyping of nine bovine K-casein variants

K-casein gene polymorphisms are of major importance in the dairy industry due to their association with different quality and productive traits (i.e., milk protein). Several methods for genotyping this gene have been proposed; however, none are focused on the simultaneous discrimination of nine K-casein variants. A strategy based on PCR-RFLP was designed to characterize nine K-casein variants (A, B, C, E, F², G, H, I and J) and used to genotype three cattle populations: Gyrholando (3/8 Gyr x 5/8 Holstein), Charolais and Carora. The B variant was the most frequent in the Charolais and Carora breeds, with allelic frequencies of 0.60 and 0.59, respectively. In the Gyrholando breed, four variants were found, with the A variant being the most frequent and E and H the least. The genotyping strategy was effective in detection and differentiation of K-casein variants, and it is proposed for use in laboratories with minimal molecular biology equipment for genotyping and evaluation of the phenotypic effects of nine K-casein variants on milk production and quality.