AGRIS - 

2019

Sermyagin, A.A. | Zinov'eva, N.A., The L.K. Ehrnst All-Russia Research and Development Inst. of Animal Husbandry, Moscow Region

The purpose of the study was to determine the possibilities of the selection of stud bulls based on their get quality and genomic data using the Russian dairy cattle reference group bred from the populations of animals from Moscow, Leningrad, and Vologda regions. An integral part of the reference group was 591 genotyped bulls from 145 breeding herds that produced a total of 180455 heifers. The test group of young stud bulls consisted of 96 animals. Genomic data, according to which 39051 polymorphisms were selected, were obtained with the application of BovineSNP50 biochip. We used BLUP, GBLUP, and REML approaches. Breeding values were assigned according to standard estimated deviations. The bulls were born in the period from 1986 to 2010. In this period, the genetic trend in the population, based on estimates of breeding values, was positive averaging over the year +32.1 kg of milk, + 0.001% of the fat and protein content, +1.3 kg of milk fat, and +1.0 kg of milk protein. The greatest genetic variation (heritability) was observed for the following criteria: 305 lactation days (0.343), the amount of milk fat (0.344), and the amount of milk protein (0.349). Only every fifth bull with genetic (EBV) and genomic (GEBV) estimates were selected into a group of stud bulls of absolute improver "++"or improver "+" categories. The minimum values of EBV and GEBV were +690 kg and +900 kg of milk, +25 kg and +31 kg of milk fat, +21 kg and +23 kg of milk protein to the population averages, respectively. Using the reference group of animals gathered mainly from the Russian livestock population made it possible to predict with high efficiency the breeding value of young bulls based on their genomic information. | Цель исследований – определение возможности отбора быков-производителей на основе информации по качеству потомства и геномным данным с использованием российской референтной группы молочного скота, созданной на основе популяций животных Московской, Ленинградской и Вологодской областей. Составной частью референтной группы был 591 генотипированный бык с общим числом дочерей-первотелок – 180455 гол. из 145 племенных стад. Тестируемая группа молодых производителей состояла из 96 гол. Геномные данные, по которым отобрали 39051 полиморфизмов, получены с применением биочипа BovineSNP50. Использовали подходы BLUP и GBLUP, REML. Категории племенной ценности животным присваивали по стандартному отклонению оценок. Генетический тренд в популяции, основанный на оценках племенной ценности, за период рождения быков 1986–2010 гг. имел положительную динамику и составлял в среднем за год +32,1 кг молока, +0,001% содержания жира и белка, +1,3 кг молочного жира и +1,0 кг молочного белка. Наибольшую генетическую изменчивость (наследуемость) наблюдали для признаков удой за 305 дней лактации – 0,343, количество молочного жира – 0,344 и количество молочного белка – 0,349. Только каждый пятый бык с генетической (EBV) и геномной (GEBV) оценками может быть отобран в селекционную группу отцов быков с категориями абсолютного улучшателя "++" или улучшателя "+". Минимальные значения EBV и GEBV быков при этом должны составлять соответственно +690 кг и +900 кг молока, +25 кг и +31 кг молочного жира, +21 кг и +23 кг молочного белка к средним по популяции. Использование референтной группы животных, созданной на основе российской популяции скота, позволяет с высокой эффективностью прогнозировать племенную ценность молодых быков на основе геномной информации.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Glotov, A.G. | Nefedchenko, A.V. | Koteneva, S.V. | Glotova, T.I., Siberia Federal Scientific Center of Agrobiotechnology, Novosibirsk Region

The results of the study of mixed infections in cattle caused by BVDV1 and BVDV2 during an outbreak of the disease in the big dairy farm after importing animals from abroad are presented. The spread of viruses in animal organs was studied by RT-PCR. BVDV1 was detected in thymus, spleen and lymph nodes, liver, cerebellum and lungs, blood and kidneys of aborted fetuses. BVDV2 was present not only in the listed organs, but also in the brain, abomasums mucosa, small and large intestines. The genomes of these viruses were detected in 17.9% of samples (thymus, lymph nodes, spleen, cerebellum, blood, lungs and kidney) while in 7.7% of samples (thymus, lymph nodes, spleen) the both viruses were present. In calves of up to 10 days with diarrhea and systemic infection, BVDV2 was recorded in a wider range of organs and tissues, confirming systemic distribution. In 3 – 4 months old calves viruses were detected less frequently (BVDV1 – in 13.9%; BVDV2 – in 5.6% of samples. The both agents were present in only 5.6% of samples (lungs, lymph nodes). The genetic material of BVDV3 in the tested material was absent. A phylogenetic analysis detected agents of BVDV1b and BVDV2a. The presence of mixed infections of BVDV1b and BVDV2a must be taken into account in diagnostic studies and in the planning of vaccination programs. | Представлены результаты изучения смешанной инфекции у крупного рогатого скота, вызванной вирусом диареи первого (BVDV1) и второго (BVDV2) видов, во время вспышки болезни на молочном комплексе после завоза животных из-за рубежа. Их распространение в органах животных изучали методом ОТ–ПЦР. BVDV1 выявили в тимусе, селезенке и лимфатических узлах, печени, мозжечке, легких, почках и крови абортированных плодов. BVDV2 присутствовал не только в перечисленных органах, но также в головном мозге, слизистой оболочке сычуга, тонком и толстом отделах кишечника. Геномы этих вирусов обнаружили в общей сложности в 17,9% проб биоматериала (тимус, лимфатические узлы, селезенка, мозжечок, легкие, почки, кровь), причем в 7,7% проб (тимус, лимфатические узлы, селезенка) присутствовали оба вируса. У телят до 10 дней с диареей и системной инфекцией BVDV2 регистрировали в более широком диапазоне органов и тканей, подтверждая системное распространение. У молодняка 3 – 4-месячного возраста их выявляли реже: BVDV1 – в 13,9%, BVDV2 – в 5,6% исследованных проб. Оба агента присутствовали только в 5,6% проб биоматериала (легких и лимфатических узлах). Генетический материал BVDV3 в тестированном материале отсутствовал. На основании филогенетического анализа обнаруженные агенты отнесли к BVDV1b и BVDV2a. Возможность смешанных инфекций BVDV1 и BVDV2 необходимо учитывать при диагностических исследованиях и при планировании противоэпизоотических мероприятий с использованием вакцин.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Saksa, E.I. | Plemyashov, K.V. | Maslennikova, E.S., All-Russia Research and Development Inst. of Farm Animal Genetics and Breeding, St. Petersburg

The purpose of this work is to compare the results of evaluating the breeding value (BV) of bulls, evaluated by the genome and the quality of the offspring. For analysis, we used data on the genetic value of bulls belonging to foreign companies, domestic breeding enterprises of the CFD and the NWFD. It was revealed that as the time for checking the bulls on the quality of the offspring increases, the effectiveness of their initial genomic estimate for milk production decreases to 74.4% on average for sires owned by foreign companies, to 52.2% and 59.3% for bulls belonging to domestic breeding enterprises. The best results when evaluating the quality of the offspring (+183 kg of milk) were obtained from sires with a high genomic score (+699 kg of milk) belonging to foreign companies. The correlation coefficients between the estimates by genome and by quality of the offspring ranged from 0.66 (P less than 0.01) for bulls belonging to the breeding enterprise of the NWFD, to 0.49 (P less than 0.01) for sires belonging to the breeding enterprise of the CFD. High statistically significant correlations have bulls estimated by their fat content - r=0.72-0.83 (P less than 0.01) and milk protein - r=0.80-0.84 (P less than 0.001). The distribution of bulls by the level of genomic breeding value showed that the genomic score is overestimated in comparison with the offspring quality scoring. Bulls with a genomic score for milk yield less than +500 kg of milk received a negative rating for the quality of offspring (-253 kg) in conditions of the US farms and -325 kg in conditions of farms in the Leningrad region. On average, bulls with a genomic breeding value of 501-600 kg in the conditions of the Leningrad region demonstrated superiority in the BV indicator by 23.6%, with a genomic BV of 901-1100 kg - by 40.9%. Under the US farm conditions, the same genomically evaluated bulls maintained their breeding value by 46.7% and 91.2%. To reduce the risk when using genomically evaluated bulls, it is necessary to select sires with high scores by productivity traits. | Целью работы было сопоставление результатов оценки племенной ценности (ПЦ) быков, оцененных по геному и по качеству потомства. Для анализа использованы данные генетической ценности быков, принадлежащих импортным компаниям (n=17), отечественным племпредприятиям ЦФО (n=15) и СЗФО (n=6). Выявлено, что по мере увеличения времени проверки быков по качеству потомства результативность их первоначальной геномной оценки по удою снижается до 74,4% в среднем по производителям, принадлежащим импортным компаниям, до 52,2 и 59,3% по быкам, принадлежащим отечественным племпредприятиям. Наилучшие результаты при оценке по качеству потомства (+183 кг молока) получены от производителей, имеющих высокую геномную оценку (+699 кг молока), принадлежащих импортным компаниям. Коэффициенты корреляции между оценками по геному и по качеству потомства варьировали от 0,66 (P меньше 0,01) по быкам, принадлежащим племпредприятию СЗФО, до 0,49 (P меньше 0,01) по производителям, принадлежащим племпредприятию ЦФО. Высокие, статистически достоверные корреляции имеют быки, оцененные по содержанию жира - r=0,72-0,83 (P меньше 0,001) и белка - r=0,80-0,84 (P меньше 0,001) в молоке. Распределение быков по уровню геномной ПЦ показало, что геномная оценка завышена по сравнению с оценкой по качеству потомства. Быки, имеющие геномную оценку по удою менее +500 кг молока, получили отрицательную оценку по качеству потомства (-253 кг) в условиях ферм США и -325 кг в условиях хозяйств Ленинградской обл. В среднем быки с геномной ПЦ 501-600 кг в условиях Ленинградской обл. сохранили превосходство показателя ПЦ на 23,6%, с геномной ПЦ 901-1100 кг - на 40,9%. В условиях ферм США эти же геномно оцененные быки сохранили показатель ПЦ, соответственно, на 46,7% и 91,2%. Следовательно, для снижения риска при использовании геномно оцененных быков, необходимо отбирать для воспроизводства производителей с высокой оценкой по признакам продуктивности.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Abdel'manova, A.S. | Dotsev, A.V. | Mishina, A.I. | Shakhin, A.V. | Zinov'eva, N.A., The L.K. Ehrnst All-Russia Research and Development Inst. of Animal Husbandry, Moscow Region

The inbreeding level in a population should be taken into account in the framework of breeding programs in order to avoid the transition of lethal and semi-lethal recessive alleles into a homozygous state and resulting in inbreeding depression. The assessment of inbreeding level based only on the information from pedigree is not always correct. Calculation of inbreeding indices based on genome-wide data allows evaluation of the heterozygosity degree both individually and population-wise. The work was aimed at conducting the genomic assessment of inbreeding in cattle populations of the Kholmogory Yaroslavl and Holstein breeds using two methods - sMLH and F(ROH). We performed the genome-wide SNP analysis (SNP - single nucleotide polymorphism) of individuals of the above listed breeds. Data processing, calculations and visualization of the results were carried out in the programs PLINK 1.9, Admixture 1.3 and R packages pophelper, detectRUNS, inbreedR, ggplot2. After quality control, 36837 SNPs were selected for the analyses. Cluster analysis showed a clear differentiation of the Russian breeds both from each other and from Holstein. The highest average values of the inbreeding coefficient F(ROH) (0.126±0.005) and sMLH (1.018±0.006) were observed in Holstein animals. It can be caused by the ascertainment bias due to the design features of the chip. Therefore the assessment of the inbreeding degree in populations using the whole-genome SNP analysis is advisable when taking into account the chip design. | При ведении селекционной работы важно учитывать степень инбридинга в популяции, чтобы избежать перехода летальных и полулетальных рецессивных аллелей в гомозиготное состояние и проявления инбредной депрессии. Широко применяемая оценка только на основе информации из родословной животного не всегда является корректной. Расчет показателей инбридинга на основании полногеномных данных позволяет оценить степень гетерозиготности как в целом в популяции, так и у каждой особи в отдельности. Цель работы - проведение геномной оценки инбридинга в популяциях крупного рогатого скота холмогорской, ярославской и голштинской пород с использованием двух методов расчета - sMLH и F(ROH). Выполнен анализ полногеномных SNP-профилей (SNP - однонуклеотидный полиморфизм) животных вышеуказанных пород. Обработку данных, расчеты и визуализацию результатов проводили в программах PLINK 1.9, Admixture 1.3 и R пакетах pophelper, detectRUNS, inbreedR, ggplot2. После проведения контроля качества для исследований были отобраны 36837 SNP. Кластерный анализ показал четкую дифференциацию обеих российских пород как друг от друга, так и от голштинской. Наибольшими средними значениями коэффициента инбридинга F(ROH) (0.126±0.005) и мультилокусной гетерозиготности sMLH (1.018±0.006) отличались животные голштинской породы. Это объясняется эффектом "смещения выборки" при генотипировании из-за особенностей дизайна чипа. Оценка степени инбредности популяций с помощью полногеномного анализа SNP целесообразна при учете дизайна чипа, на котором было проведено генотипирование.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Smaragdov, M.G. | Kudinov, A.A., All-Russia Research and Development Inst. of Farm Animal Genetics and Breeding, St. Petersburg

Modern molecular genetics allows identifying runs of homozygosity (ROH) in the animal genome indicating the presence of closely related crosses in the pedigree. The purpose of the research was to calculate the inbreeding coefficient for cows based on the full genome ROH data of Holsteinized Black-and-White cows from four breeding farms of the Leningrad region. From each herd from 46 to 85 animals were selected, a total of 263 heads. DNA for genotyping with BovineSNP50 chip was isolated from the blood by the phenol-chloroform method. Criteria for editing genotypes were the following: SNPs (single nucleotide polymorphism) with the frequency of occurrence in the genome of cows less than 5% were removed; SNPs genotypes that did not satisfy the Hardy-Weinberg distribution with confidence p=0.0001 were removed. As a result of the editing of 54,609 SNPs, 43,298 SNPs remained. The quality of genotyping (QS) was 0.99. ROHs in the cow genome were identified using Plink 1.9 software. The ROH selection criteria were as follows: the scanning frame included 50 SNPs; heterozygous SNPs in ROH were banned; the number of missing SNPs in ROH was no more than two. The scanning of the genome of 263 cows showed that the average number of ROH per genome varied from 23 to 25. The average length of ROH in the cow genome varied from 6729 kbp to 7220 kbp (kilobase pairs). Thus, the total ROH length of individual animals ranged from 24 Mbp to 380 Mbp (megabase pairs). The calculated inbreeding coefficient for individual cows varied from 1.0 to 15.1%. The average inbreeding coefficient in four herds varied from 5.5% to 8.0%. Thus, molecular indicators based on ROH allow evaluating the inbreeding coefficient of cows in herds, and this method should be used in breeding. | Современная молекулярная генетика позволяет идентифицировать в геноме животных протяженные гомозиготные районы (ROH), свидетельствующие о наличии близкородственных скрещиваний в родословной. Целью исследования было рассчитать коэффициент инбридинга у коров, исходя из полногеномных ROH-данных голштинизированных черно-пестрых коров из 4племенных заводов Ленинградской области. Из каждого стада отбирали от 46 до 85 животных, всего 263 головы. ДНК для генотипирования чипом BovineSNP50 выделяли из крови фенол-хлороформным методом. Критерии редактирования генотипов были следующими: SNPs (Singlenucleotidepolymorphism – однонуклеотидный полиморфизм) c частотой встречаемости в геноме коров менее 5% удаляли; генотипы SNPs, не удовлетворяющие распределению Харди-Вайнберга с достоверностью p = 0,0001, удаляли. В результате редактирования из 54609 SNPs осталось 43298. Качество генотипирования (QS) составило 0,99. Выявление ROH в геноме коров осуществляли с использованием пакета программ Plink 1.9. Критерии отбора ROH следующие: рамка сканирования включала 50 SNPs; введен запрет на гетерозиготные SNPs в ROH; число пропущенных SNPs в ROH не более двух. В результате сканирования генома 263 коров среднее число ROH на геном составило от 23 до 25. Средняя длина ROH в геноме коров варьировала от 6729 до 7220 т.п.н. (тысяч пар нуклеотидов). При этом суммарная длина ROH у отдельных животных составляла от 24 до 380 м.п.н. (миллионов пар нуклеотидов). Рассчитанный коэффициент инбридинга у отдельных коров варьировал от 1,0 до 15,1%. Средний коэффициент инбридинга в 4стадах составлял от 5,5 до 8,0%. Таким образом, молекулярные показатели на основе ROH позволяют оценить коэффициент инбридинга у коров в стадах, и этот метод следует использовать в селекционной работе.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation