RESUMO
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).
RESUMO
RESUMEN. El arroz, luego del trigo, es el cereal más importante del mundo, sin embargo, es susceptible al ataque de numerosos patógenos, siendo Pyricularia grisea, el más dañino. Este trabajo estableció un sistema de selección in vitro de variedades venezolanas a P. grisea, optimizando el sistema de regeneración por embriogénesis somática (inducción, regeneración y estrés por desecación), sometiendo el callo embriogénico (E) a presión de selección del filtrado crudo "FC" a través de cambios a la misma concentración "MC" o por incrementos progresivos en la concentración "IPC", obteniendo plantas tolerantes al fitopatógeno. El máximo porcentaje de inducción de callo embriogénico oscilo entre 30-65 %, en las cuatro variedades (Araure-4 y Venezuela 21: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Cimarrón: 3 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Centauro: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP), mientras que la regeneración estuvo entre 44 y 52 % con 0.5 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP a 48 h de desecación para Centauro y 24 h para las otras tres variedades. La frecuencia regenerativa de los callos E disminuyo a medida que se incrementó la concentración del FC, independientemente del método de presión selectiva. El promedio de plantas diferenciada por variedad, dependió del método de presión usado, siendo el sistema IPC (25 % para Centauro y 50 % para las otras tres variedades) el que mostro los resultados más favorables, evidenciándose que para las condiciones de los sistemas selectivos de FC evaluados, la resistencia expresada a nivel de planta in vivo no corresponde a la encontrada in vitro.
ABSTRACT. Rice after wheat is the most important cereal in the world, however, it is susceptible to attack by many pathogens, which Pyricularia grisea being the most harmful. In the current study we established an in-vitro selection system of P. grisea on Venezuelan rice varieties. A somatic embryogenesis regeneration system was optimized (induction, regeneration and desiccation) to expose embryogenic callus (E) to crude filtrate "CF" selection pressure through changes at the same concentration "SC" or progressive concentration increments " PIC "of P. grisea, and thus obtain plants tolerant to the pathogen. The maximum percentage of embryogenic callus induction ranged between 30-65 % in the four varieties (Araure-4 and Venezuela- 21: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Cimarron: 3 mg.L-1 mg.L-1 + 2 K; Centauro: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP) while regeneration was between 44 and 52 % with 0.5 mg.L-1 + 2 mg.L- 1 BAP 48 h of desiccation for Centauro and 24 h for the other three varieties. The regeneration frequency of embryogenic callus decreased as the concentration of FC increased, regardless of the method of selective pressure. The average differentiated plants per variety, depended on the pressure method used, with the PIC system being the most favorable (25 % for Centauro and 50 % for the other three varieties). The result demonstrated, to resistance expressed for plants in vivo does not correspond to the in vitro conditions