Population genetic structure of two herds of Aberdeen Angus cattle breed in Colombia / Estructura genética poblacional de dos hatos de ganado bovino Aberdeen Angus en Colombia / Estrutura genética da população de dois rebanhos da raça Aberdeen Angus na Colômbia

Abstract Background: Two biotypes of Aberdeen Angus cattle breed, known as Old Type and New Type, that differ in their origin and beef production are formally recognized. In Colombia, this breed has been commercialized for approximately 80 years. Studies on the origin, kinship and levels of genetic diversity of this breed in Colombian herds are scarce, yet important for planning crossing and management strategies. Objective: To measure the genetic diversity and structure of two Colombian herds of Old Type and New Type biotypes of Aberdeen Angus from Huila and Cundinamarca provinces and assess mitochondrial introgression with other breeds. Methods: A set of ten microsatellites and sequences of the Mitochondrial Control Region were characterized. Estimators of genetic diversity and population differentiation along with tests of population assignment were applied. Results: Nuclear loci were highly polymorphic as shown by the Polymorphic Information Content (0.599) and the Probability of Identity (1.896 10-08). Both populations were highly diverse and clearly differentiated into two groups corresponding to the Old Type and New Type phenotypes. In contrast, mitochondrial data failed to distinguish these two groups and showed extensive admixture. Conclusions: This study optimized a set of ten highly polymorphic nuclear markers that may be used for parentage and population genetic studies of Aberdeen Angus. Genetic differentiation in these loci agreed with phenotypic differences of the Old and New Types. However, mitochondrial data indicated ancestry of multiple European breeds in the origin of Colombian Aberdeen Angus.

Resumen Antecedentes: Dentro de la raza Aberdeen Angus existen dos biotipos conocidos como Old Type y New Type, las cuales difieren en su origen y producción de carne. En Colombia, esta raza se ha venido comercializando desde hace aproximadamente 80 años. No obstante, aún no se han realizado estudios sobre su origen, parentesco y niveles de diversidad genética de esta raza en hatos colombianos, lo cual es importante para planear estrategias de cruce y manejo. Objetivo: Medir la diversidad y estructura genética de dos hatos colombianos de Aberdeen Angus Old Type y New Type de Huila y Cundinamarca y evaluar la introgresión mitocondrial con otras razas. Métodos: Se caracterizó un grupo de diez loci microsatélite y se secuenció la Región Control Mitocondrial. Se aplicaron estimadores de diversidad genética y diferenciación poblacional, junto con pruebas de asignación poblacional. Resultados: Los loci microsatélite fueron altamente polimórficos, tal como lo indicaron el Contenido de Información Polimórfica (0,599) y la Probabilidad de Identidad (1,896 10-08). Las poblaciones evaluadas de Aberdeen Angus en Colombia fueron altamente diversas y se diferenciaron claramente en dos grupos correspondientes a los fenotipos Old Type y New Type. En contraste, los datos mitocondriales no recobraron estos dos grupos y mostraron una amplia mezcla genética. Conclusiones: Este estudio optimizó un grupo de diez marcadores altamente polimórficos que pueden ser usados para estudios de parentesco y genética poblacional de Aberdeen Angus. La diferenciación genética en loci nucleares concordó con las diferencias fenotípicas entre Old y New Types, pero los datos mitocondriales indicaron ancestría de múltiples razas europeas en el origen del Aberdeen Angus colombiano.

Resumo Antecedentes: Dentro da raça Aberdeen Angus há dois biótipos conhecidos como Old Type e New Type, que diferem em sua origem e produção de carne. Na Colômbia, esta raça é comercializada há aproximadamente 80 anos. Entretanto, estudos sobre a origem, o parentesco e os níveis de diversidade genética desta raça em rebanhos colombianos ainda não foram realizados, o que é importante para o planejamento de cruzamentos e estratégias de manejo. Objetivo: Medir a diversidade genética e a estrutura de dois rebanhos colombianos de biótipos de Old Type e New Type de Aberdeen Angus de Huila e Cundinamarca e avaliar a introgressão mitocondrial com outras raças. Métodos: Um grupo de dez loci de microssatélites foi caracterizado e a Região de Controle Mitocondrial foi sequenciada. As estimativas de diversidade genética e diferenciação populacional foram aplicadas, juntamente com testes de designação populacional. Resultados: Os locus microssatélites foram altamente polimórficos, conforme indicado pelo Conteúdo de Infomação Polimórfica (0,599) e Probabilidade de Identidade (1,896 10-08). As populações avaliadas de Aberden Angus na Colômbia eram altamente diversificadas e claramente diferenciadas em dois grupos correspondentes aos fenótipos do Old Type e New Type. Em contraste, os dados mitocondriais não recuperaram esses dois grupos e mostraram um amplo mix genético. Conclusões: Este estudo otimizou um grupo de dez marcadores altamente polimórficos que podem ser usados para estudos genéticos de parentesco e população de Aberdeen Angus. A diferenciação genética nos loci nucleares concordou com as diferenças fenotípicas entre os Old e New Types, mas os dados mitocondriais indicam ancestralidade de várias raças européias na origem do Aberdeen Angus colombiano.

The most important fishery resource in the Amazon, the migratory catfish Brachyplatystoma vaillantii (Siluriformes: Pimelodidae), is composed by an unique and genetically diverse population in the Solimões-Amazonas River System

The migratory catfish Brachyplatystoma vaillantii is one of the most important fishery resources in the Amazon. Intense capture occurs associated to its life cycle. In order to know the genetic status, we sequenced the mitochondrial DNA control region from 150 individuals of B. vaillantii, collected in five fishing landing locations, covering the length of the Solimões-Amazonas River in Brazil. Genetic diversity parameters suggest there is no genetic differentiation between the five localities. Population's expansion indicated by R 2 and Fu's Fs tests was also confirmed by the high number of unique haplotypes found. The Analyses of molecular variance indicated that nearly all variability was contained within locations (99.86%), and estimates of gene flow among B. vaillantii were high (F ST = 0.0014). These results suggest that Brachyplatystoma vaillantii forms a panmitic population along the Solimões-Amazonas River and, has greater genetic variability than other species of the Brachyplatystoma genus available so far. Although the influence of different tributaries on B. vaillantii migration patterns remains uncertain, a single population in the main channel should be consider in future policies for management of this resource. However, since the species' life cycle uses habitats in several countries, its management and conservation depend greatly of internationally joined efforts.(AU)

O bagre migrador, Brachyplatystoma vaillantii, é um dos mais importantes recursos pesqueiros da Amazônia. Intensa captura ocorre associada ao seu ciclo de vida. Para conhecer seu status genético, sequenciamos a região de controle do DNA mitocondrial de 150 indivíduos, coletados em cinco locais de desembarque pesqueiro, abrangendo toda a extensão do rio Solimões-Amazonas no Brasil. Os parâmetros de diversidade genética sugerem que não existe diferenciação genética entre as cinco localidades amostradas. A expansão populacional indicada pelos testes R 2 e Fs de Fu, também foi confirmada pelo elevado número de haplótipos únicos encontrados. A análise de variância molecular indicou que quase toda a variabilidade estava contida nas localidades (99,86%), e as estimativas de fluxo gênico desta espécie eram altas (F ST = 0,0014). Esses resultados sugerem que Brachyplatystoma vaillantii forma uma população panmítica ao longo do rio Solimões-Amazonas com maior variabilidade genética que outras espécies do gênero Brachyplatystoma disponíveis no momento. Embora a influência dos diferentes afluentes na migração de B. vaillantii permaneça incerta, em futuras políticas de gestão deste recurso deve-se considerá-lo como uma única população no canal principal. Entretanto, uma vez que seu ciclo de vida abrange habitats em vários países, seu manejo e conservação dependem muito de esforços internacionais em conjunto.(AU)

Development and characterization of microsatellite markers for Tibouchina hatschbachii (Melastomataceae), an endemic and habitat-restricted shrub from Brazil / Desenvolvimento e caracterização de marcadores microssatélites para Tibouchina hatschbachii (Melastomataceae), um arbusto endêmico e com restrição de habitat da região subtropical do Brasil

Tibouchina hatschbachii Wurdack (Melastomataceae) is an autogamous shrub restricted to granite (GO) and sandstone (SO) rock outcrops from subtropical Brazil. We designed primers for the amplification of microsatellite regions for T. hatschbachii, and characterized these primers to estimate genetic diversity parameters and contemporary genetic structure patterns. Eight loci were successfully amplified and were characterized using 70 individuals from three natural populations. Polymorphic information content ranged from 0.200 to 0.772 per locus. All loci were polymorphic, with allele numbers ranging from two to eight. The low degree of polymorphism may be explained by the fact that T. hatschbachii has disjunct populations and a recent genetic bottleneck, and also that it is self-pollinated. The observed and expected heterozygosities ranged from 0.115 to 1.000 and from 0.112 to 0.800, respectively. We observed private alleles in all loci. These are important features that enable us to identify population differentiation and help to us understand gene flow patterns for T. hatschbachii in subtropical Brazil. Eight microsatellite loci from other species of Tibouchina amplified positively in T. hatschbachii.

Tibouchina hatschbachii Wurdack (Melastomataceae) é um arbusto autógamo, com ocorrência restrita em afloramentos rochosos graníticos (GO) e areníticos (SO) na região subtropical do Brasil. Neste trabalho, foram desenvolvidos marcadores para a amplificação de regiões microssatélites para T. hatschbachii e caracterizados esses primers para estimar parâmetros de diversidade genética. Oito loci foram amplificados com sucesso e caracterizados, utilizando 70 indivíduos de três populações naturais. O conteúdo de informação polimórfica variou de 0,200 a 0,772 por locus. Todos os loci foram polimórficos, com números de alelos que variam de dois a oito. O baixo grau de polimorfismo pode ser explicado pelo fato de que T. hatschbachii possui populações disjuntas e uma história recente de gargalo genético populacional, e também pelo fato de apresentar um sistema reprodutivo de autopolinização, tendendo a favorecer a baixa variação. As heterozigosidades observadas e esperadas variaram entre 0,115-1,000 e 0,112-0,800, respectivamente. Também foi observada a presença de alelos privados em todos os loci. Estas são características importantes que nos permitirão identificar a diferenciação entre populações e poderão ajudar na compreensão dos padrões de fluxo gênico atual de T. hatschbachii na região subtropical do Brasil. Oito loci microssatélites de outras espécies de Tibouchina amplificaram positivamente em T. hatschbachii..

Development and characterization of microsatellite markers for Tibouchina hatschbachii (Melastomataceae), an endemic and habitatrestricted shrub from Brazil / Desenvolvimento e caracterização de marcadores microssatélites para Tibouchina hatschbachii (Melastomataceae), um arbusto endêmico e com restrição de habitat da região subtropical do Brasil

Tibouchina hatschbachii Wurdack (Melastomataceae) is an autogamous shrub restricted to granite (GO) and sandstone (SO) rock outcrops from subtropical Brazil. We designed primers for the amplification of microsatellite regions for T. hatschbachii, and characterized these primers to estimate genetic diversity parameters and contemporary genetic structure patterns. Eight loci were successfully amplified and were characterized using 70 individuals from three natural populations. Polymorphic information content ranged from 0.200 to 0.772 per locus. All loci were polymorphic, with allele numbers ranging from two to eight. The low degree of polymorphism may be explained by the fact that T. hatschbachii has disjunct populations and a recent genetic bottleneck, and also that it is self-pollinated. The observed and expected heterozygosities ranged from 0.115 to 1.000 and from 0.112 to 0.800, respectively. We observed private alleles in all loci. These are important features that enable us to identify population differentiation and help to us understand gene flow patterns for T. hatschbachii in subtropical Brazil. Eight microsatellite loci from other species of Tibouchina amplified positively in T. hatschbachii.

Tibouchina hatschbachii Wurdack (Melastomataceae) é um arbusto autógamo, com ocorrência restrita em afloramentos rochosos graníticos (GO) e areníticos (SO) na região subtropical do Brasil. Neste trabalho, foram desenvolvidos marcadores para a amplificação de regiões microssatélites para T. hatschbachii e caracterizados esses primers para estimar parâmetros de diversidade genética. Oito loci foram amplificados com sucesso e caracterizados, utilizando 70 indivíduos de três populações naturais. O conteúdo de informação polimórfica variou de 0,200 a 0,772 por locus. Todos os loci foram polimórficos, com números de alelos que variam de dois a oito. O baixo grau de polimorfismo pode ser explicado pelo fato de que T. hatschbachii possui populações disjuntas e uma história recente de gargalo genético populacional, e também pelo fato de apresentar um sistema reprodutivo de autopolinização, tendendo a favorecer a baixa variação. As heterozigosidades observadas e esperadas variaram entre 0,115-1,000 e 0,112-0,800, respectivamente. Também foi observada a presença de alelos privados em todos os loci. Estas são características importantes que nos permitirão identificar a diferenciação entre populações e poderão ajudar na compreensão dos padrões de fluxo gênico atual de T. hatschbachii na região subtropical do Brasil. Oito loci microssatélites de outras espécies de Tibouchina amplificaram

A influência da estratificação populacional na susceptibilidade genética ao diabetes mellitus tipo 1 em uma população brasileira / The influence of population stratification in genetic susceptibility to type 1 diabetes in a Brazilian population

A investigação de genes associados a doenças complexas em estudos caso-controle, baseada na frequência de variantes polimórficas, pode não ser adequada na presença de estratificação populacional advinda da mistura étnica, que é uma das características da população brasileira. Torna-se, portanto, difícil utilizar esta metodologia, pelo risco de associações espúrias devido às diferenças no background genético dos indivíduos casos e controles. Marcadores informativos de ancestralidade (AIMs) podem ser aplicados para estimar ancestralidade e corrigir estas distorções. As mesmas variantes genéticas de susceptibilidade para o diabetes tipo 1 autoimune (DM1A) como os alelos HLADR3- DR4 e os polimorfismos do PTPN22, CTLA4 e VNTR-INS presentes em caucasianos não foram sempre encontradas com a mesma frequência na nossa população com DM1A, ou conferiram risco menor quando presentes. Tais diferenças podem advir da nossa miscigenação. Portanto, no presente estudo, objetivou-se: 1) Analisar uma amostra de portadores de DM1A da cidade de São Paulo e controles não diabéticos, utilizando marcadores genéticos autossômicos de ancestralidade, identificando os componentes ancestrais individuais e os da população, permitindo assim, maior compreensão da sua potencial estratificação; 2) Verificar o papel dos alelos do sistema HLA-DR e DQ, dos polimorfismos dos genes PTPN22, CTLA4 e INS-VNTR, na predisposição à doença, corrigindo para o viés introduzido pela estratificação da nossa população. Materiais e métodos: 915 pacientes com DM1A, idade de 24,6±13,0 anos, 81,7% autorreferidos brancos e 789 controles, idade 28,5 ± 11,5 anos, 65,6% autorreferidos brancos participaram do estudo. A genotipagem dos 93 marcadores informativos de ancestralidade foi realizada por meio da plataforma BeadXpress (Illumina, EUA). A composição ancestral dos indivíduos foi caracterizada pelo programa Structure 2.3, e os alelos e variantes dos genes candidatos, testados por...

The investigation of genes associated with complex diseases in case-control studies, based on the frequency of polymorphic variants, may not be appropriate in the presence of population stratification arising from the ethnic admixture, which is characteristic of the Brazilian population. It is therefore difficult to apply this method, due to the risk of spurious associations related to differences in the genetic background of individual cases and controls. Ancestry informative markers (AIMs) can be used to estimate ancestry and correct these distortions. The same genetic variants of susceptibility to type 1 autoimmune diabetes (T1AD) like HLA- DR3 -DR4 alleles and polymorphisms in PTPN22, CTLA4 and VNTR-INS genes usually present in caucasians were not always found at the same frequency in our population with T1AD, or conferred lower risk when present. These discrepancies may result from our miscigenation. Therefore, in this study, we aimed to: 1) analyze a sample of patients with T1AD and health controls, mostly living in São Paulo, using genetic autosomal markers of ancestry, to identify the ancestry of individual components and of the population, that could identify its potential stratification; 2) Evaluate the role of HLA-DR and -DQ alleles and polymorphisms of PTPN22, CTLA4 and INSVNTR genes in the predisposition to disease, correcting for the bias introduced by the stratification of our population. Methods: 915 patients with T1D, aged 24.6±13.0 years, 81.7% self-reported as white and 789 controls, aged 28.5±11.5 years, 65.6% self-reported as white participated of the study. Genotyping of 93 informative markers was performed by BeadXpress platform (Illumina, USA). The ancestry composition of individuals was characterized by Structure 2.3 program, and variants and alleles of candidate genes were tested using structured association analysis with the STRAT program. Results: The european ancestry prevailed in T1AD and control groups (77% and...

Medidas morfofuncionais do coração obtidas por ressonância magnética em brasileiros / Morphological and functional measurements of the heart obtained by magnetic resonance imaging in Brazilians

FUNDAMENTO: Medidas ainda hoje utilizadas como referência na ressonância magnética cardíaca foram obtidas principalmente de estudos realizados em populações norte-americanas e europeias. OBJETIVO: Obter medidas do diâmetro diastólico, diâmetro sistólico, volume diastólico final, volume sistólico final, fração de ejeção e massa miocárdica dos ventrículos esquerdo e direito em brasileiros. MÉTODOS: Foram submetidos à ressonância magnética cardíaca, utilizando técnica de precessão livre em estado de equilíbrio, 54 homens e 53 mulheres, com idade média de 43,4 ± 13,1 anos, assintomáticos, sem cardiopatias. RESULTADOS: As médias e os desvios padrão dos parâmetros do ventrículo esquerdo foram: diâmetro diastólico = 4,8 ± 0,5 cm; diâmetro sistólico = 3,0 ± 0,6 cm; volume diastólico final = 128,4 ± 29,6 mL; volume sistólico final = 45,2 ± 16,6 mL; fração de ejeção = 65,5 ± 6,3%; massa = 95,2 ± 30,8 g. Para o ventrículo direito, foram: diâmetro diastólico = 3,9 ± 1,3 cm; diâmetro sistólico = 2,5 ± 0,5 cm; volume diastólico final = 126,5 ± 30,7 mL; volume sistólico final = 53,6 ± 18,4 mL; fração de ejeção = 58,3 ± 8,0% e massa = 26,1 ± 6,1 g. As massas e os volumes foram significativamente maiores nos homens, exceto para o volume sistólico final do ventrículo esquerdo. A fração de ejeção do ventrículo direito foi significativamente maior nas mulheres. Houve correlação significativa e inversa do volume sistólico do volume direito com o aumento da idade. CONCLUSÃO: Este estudo descreveu, pela primeira vez, medidas cardíacas obtidas pela ressonância magnética cardíaca em brasileiros assintomáticos, sem cardiopatias, mostrando diferenças de acordo com o gênero e a idade.

BACKGROUND: Still today, measurements used as a reference in the cardiac magnetic resonance imaging have been obtained mainly from studies carried out in North-American and European populations. OBJECTIVE: To obtain measurements of the diastolic diameter, systolic diameter, end diastolic volume, end systolic volume, ejection fraction, and myocardial mass of the left and right ventricles in Brazilians. METHODS: 54 men and 53 women, with mean age of 43.4 ± 13.1 years, asymptomatic, with no cardiomyopathies, have been subjected to the cardiac magnetic resonance imaging, using a balanced steady state free precession technique. RESULTS: The averages and the standard deviations of the parameters for the left ventricle have been: diastolic diameter = 4.8 ± 0.5 cm; systolic diameter = 3.0 ± 0.6 cm; end diastolic volume = 128.4 ± 29.6 mL; end systolic volume = 45.2 ± 16.6 mL; ejection fraction = 65.5 ± 6.3%; mass = 95.2 ± 30.8 g. For the right ventricle, they have been: diastolic diameter = 3.9 ± 1.3 cm; systolic diameter = 2.5 ± 0.5 cm; end diastolic volume = 126.5 ± 30.7 mL; end systolic volume = 53.6 ± 18.4 mL; ejection fraction = 58.3 ± 8.0%, and mass = 26.1 ± 6.1 g. The masses and the volumes were significantly greater in the men, except for the end systolic volume of the left ventricle. The ejection fraction of the right ventricle has been significantly greater in the women. There has been a significant and inverted correlation of the systolic volume of the right volume with the progression of the age. CONCLUSION: This study has described, for the first time, cardiac measurements obtained through the cardiac magnetic resonance imaging in Brazilians, asymptomatic, with no cardiomyopathies, showing differences in accordance with gender and age.

Genetic variability in Mediterranean buffalos evaluated by pedigree analysis / Variabilidade genética na raça bubalina Mediterrânea avaliada por meio de análise de pedigree

The objective of this research was to study the population genetic structure of four herds of Mediterranean buffaloes in Brazil. It was used pedigree data from 6,588 buffaloes of Mediterranean breed born from 1980 to 2002. Of the total number of animals studied, 60.5, 15.3 and 2.1% had a pedigree in the first, second and third ascendancy, respectively. The effective number of herds that provided breeding males was 1.60 for parents, 1.16 for grandparents and 1.00 for great-grandparents. There were 923 founder animals and only 71 effective founders. The effective number of ancestors explaining the genetic variability of the population was 71 and only 30 ancestors accounted for 50% of the genetic variability of the population. The average relatedness coefficient (AR) between individuals and inbreeding (F) of the population were estimated at 0.37 and 0.34% respectively. The average estimate of generation interval was 8.71±2.85 years. The variability of the current population is the result of a few ancestors, who are mostly also founders showing that the population was developed from a narrow genetic base which characterizes the occurrence of founder effect.

O objetivo deste trabalho foi estudar a estrutura genética populacional de bubalinos da raça Mediterrâneo, em quatros rebanhos, no Brasil. Foram utilizados dados de pedigree de 6.588 bubalinos da raça Mediterrâneo nascidos no período de 1980 a 2002. Do total de animais estudados, 60,5; 15,3 e 2,1% possuíam pedigree na primeira, segunda e terceira ascendência, respectivamente. O número efetivo de rebanhos que forneceram machos reprodutores foi de 1,60 para pais; 1,16 para avôs e 1,00 para bisavôs. O número de animais fundadores foi 923 e o número efetivo de fundadores foi apenas 71. O número efetivo de ancestrais que explicaram a variabilidade genética da população foi de 71 e somente 30 ancestrais explicaram 50% da variabilidade genética da população. Os coeficientes médios de relação (CR) entre os indivíduos da população e de endogamia (F) foram estimados em 0,37 e 0,34%, respectivamente. A estimativa média do intervalo de gerações foi de 8,71±2,85 anos. A variabilidade da população atual é fruto da contribuição de poucos ancestrais, que são, na sua maioria, também fundadores, evidenciando que a população se desenvolveu a partir de uma base genética estreita, o que caracteriza a ocorrência do efeito fundador.