D.M. Paixão's research while affiliated with Universidade Federal de Viçosa (UFV) and other places

Resumo: O perfil de expressão gênica foi investigado após sequenciamento do RNA de embriões inteiros de 21 dias de suínos Piau e linha comercial (cruzamento Landrace e Large-White), comparando-se as raças para identificar as vias metabólicas atuando durante a formação e proliferação das células do somito e os genes diferencialmente expressos. Depois da análise de ontologia gênica foram identificados 228 miogenes downregulated, ou seja, mais expressos em Piau do que em suínos comerciais. As seguintes vias metabólicas foram consideradas importantes para o desenvolvimento muscular: adesão focal, interação receptor-ECM, vias de sinalização HEDGEHOG e WNT, regulação do citoesqueleto de actina. Além disso, os genes AKT2, COL3A1, COL1A2, COL2A1, COL1A1, COL5A1, FGF2, ITGA5, LEF1, MYLK, RSPO3 e, WNT1 foram identificados como ativadores da miogênese, enquanto que os genes CHD8, DVL2, GLI3, MRAS, PTCH1, SOX7, SUFU como inibidores. Os resultados sugerem que a miogênese na linha comercial é mais tardio do que em Piau, o que possivelmente é responsável pela maior musculosidade pós-natal em suínos comercial, uma vez que o maior período de formação e proliferação das células do somito resulta em um maior número de fibras primárias e secundárias. Além disso, as vias metabólicas identificadas neste estudo possuem genes candidatos para se avaliar o desenvolvimento do músculo pré-natal e explicar as diferenças de musculosidade entre suínos adultos de outros grupos genéticos divergentes. Palavras–chave: expressão gênica, genômica, miogênese, sequenciamento. Identification of metabolic pathways and differentially expressed genes in pig embryos at 21day by RNAseq Abstract: The profile of gene expression was investigated after RNA sequencing of whole embryos of 21 days of Piau pigs and commercial line (Landrace and Large-White cross), comparing breeds to identify metabolic pathways and differentially expressed genes acting during the formation and proliferation of somite cells from the myogenic lineage. After gene ontology analysis, it was identified 228 myogenes downregulated, being more expressed in Piau than in commercial pigs. The following metabolic pathways were considered important to muscle development: focal adhesion, ECM-receptor interaction, HEDGEHOG and WNT signaling pathways and actin cytoskeleton regulation. In addition, the genes AKT2, COL3A1, COL1A2, COL1A1, COL5A1, FGF2, ITGA5, LEF1, MYLK, RSPO3 e, WNT1 were identified as activators of myogeny, while the genes CHD8, DVL2, GLI3, MRAS, PTCH1, SOX7, SUFU were identified as inhibitors. The results suggest that myogenesis in the commercial line is a late process than in Piau pigs, which is possibly responsible for the higher post-natal muscularity in commercial pigs, since the longer formation and proliferation period of somite cells results in a higher number of primary and secondary myofibers. Furthermore, the metabolic pathways identified in this study have candidate genes to evaluate prenatal muscle development and explain differences in musculosity between adult pigs of other divergent genetic groups. Introdução O período de inseminação tem importância na formação dos somitos que ocorrem até os 21 dias de gestação (Murani et al., 2007), período este, relevante para a formação de fibras musculares que tem

2017 Identificação de vias metabólicas e miogenes atuando na formação das fibras musculares secundárias em fetos de 70 dias de suínos via RNAseq Resumo: O perfil de expressão gênica foi investigado após sequenciamento do RNA de amostras do músculo Longissimus dorsi de fetos de 70 dias de suínos Piau e linha comercial, com o intuito de comparar os grupos genéticos de forma a identificar as vias metabólicas e os genes que atuam durante a formação das fibras musculares secundárias. Depois da análise de ontologia gênica foram identificados 23 miogenes upregulated. Isso sugere que há uma maior formação de miofibras secundárias em fetos comercial em relação a Piau, o que pode contribuir para maior massa muscular dos suínos comercial. Dentre esses miogenes, os genes ATP2A1, CACNA1C, RYR1 foram identificados como ativadores da miogênese e a via de sinalização do cálcio foi considerada a mais importante nesse período. Palavras–chave: expressão diferencial, miogênese, RNAseq, suínos. Identification of metabolic pathways and myogenes acting during secondary myofiber development in pig fetuses of 70 days via RNAseq Abstract: The differential gene expression profile of myogenesis genes in 70 day fetuses of Piau and commercial line pigs were investigated through RNA sequencing of Longissimus dorsi samples. The objective was compare the genetic groups to identify genes and metabolic pathways which acts on the development of secondary muscle fibers. After gene ontology analysis, it were identified 23 upregulated myogenes. This result suggest that there is higher formation of secondary myofibers in commercial than Piau, which may contribute for higher muscle mass in commercial pigs. The genes ATP2A1, CACNA1C, RYR1 were identified as myogenesis ativators and the calcium signaling pathway was considered the most important for this period. Introdução Neste estudo, o perfil de expressão gênica diferencial de transcritos foi obtido após sequenciamento do RNA (RNAseq) de fetos de 70 dias de suínos Piau e linha comercial (cruzamento Landrace e Large-White) para permitir comparações entre raças aos 70 dias após a inseminação (dpi), de forma a identificar genes que seriam capazes de explicar as diferenças fenotípicas observadas entre os dois grupos genéticos. Os suínos da raça Piau apresentam uma maior quantidade de gordura e menor massa muscular do que animais da linha comercial. A massa muscular é influenciada pelo número e tamanho das fibras musculares, que é o principal constituinte do músculo (Rehfeldt et al., 2000). O período de 70 dias de gestação compreende o estágio da segunda onda de fusão dos mioblastos para a formação das fibras secundárias (Wigmore & Stickland, 1983) sendo influenciado pelo número e a quantidade das miofibras primárias formadas, uma vez que as usa como molde. Analisar os genes e as vias metabólicas que influenciam a formação das fibras secundárias podem fornecer informação importante sobre os mecanismos moleculares e bioquímicos envolvidos no desenvolvimento do músculo esquelético entre esses dois grupos genéticos com fenótipos divergentes. Material e Métodos Seis fêmeas suínas gestantes de dois grupos genéticos de suínos: 3 da raça local Piau e 3 da linha comercial (fêmeas tipo Landrace e Large-White inseminadas por macho tipo Large-White) foram

2017 Identificação de vias metabólicas e miogenes ativadores/repressores da formação de miofibras primárias em fetos de suínos de 40 dias via RNAseq* Resumo: Neste estudo, o perfil de expressão gênica diferencial de transcritos foi investigado após sequenciamento do RNA (RNAseq) de amostras do músculo Longissimus dorsi de fetos suínos de 40 dias da raça local Piau e linha comercial (cruzamento Landrace e Large-White) a fim de identificar vias metabólicas e miogenes que atuam durante a formação das fibras primárias. A partir da análise de ontologia gênica foram identificados 90 miogenes upregulated, ou seja, mais expressos em fetos de suínos comercial em relação à Piau. Por meio desses genes as seguintes vias metabólicas foram consideradas as mais importantes para o desenvolvimento muscular: vias de sinalização do cálcio, MAPK e regulação do citoesqueleto de actina. Essas vias metabólicas possuem miogenes com maior expressão em fetos de suínos comercial, sugerindo uma maior formação de fibras primárias aos 40 dias pós inseminação na linha comercial em relação a raça Piau. Assim, pode-se inferir que há maior fusão de mioblastos para originar as fibras primárias em suínos comercial do que Piau durante o período pré-natal. Além disso, as vias metabólicas identificadas neste estudo possuem genes candidatos com expressão diferencial para se avaliar o desenvolvimento do músculo pré-natal de forma a explicar as diferenças de musculosidade observadas em suínos adultos de grupos genéticos divergentes. Palavras–chave: expressão diferencial, grupos genéticos, miogenes, miogênese, RNAseq. Identification of metabolic pathways and activators/repressors myogenes of the primary myofiber formation in pig fetuses of 40 days via RNAseq Abstract: In this study, the differential gene expression profile of transcripts was investigated after RNA sequencing (RNAseq) of Longissimus dorsi muscle samples from pig fetuses with 40 days of the local Piau breed and commercial line (Landrace and Large-White) to identify metabolic pathways and myogenes that act during the formation of primary fibers. From the analysis of gene ontology 90 myogenes upregulated were identified, that is more expressed in commercial fetuses than in Piau fetuses. Through these genes the following metabolic pathways were considered the most important for muscle development: calcium signaling pathways, MAPK and actin cytoskeleton regulation. These metabolic pathways have higher myogenic expression in commercial pig fetuses, suggesting a higher formation of primary fibers at 40 days post insemination in the commercial line in relation to the Piau breed. Thus, it can be inferred that there is a greater myoblasts fusion to originate the primary fibers in commercial pigs during the prenatal period. In addition, the metabolic pathways identified in this study have some candidate genes with differential expression to evaluate the development of prenatal muscle in order to explain the differences in muscularity observed in post natal pigs from divergent genetic groups. Introdução Sabe-se que suínos da raça Piau apresentam uma menor quantidade de músculo (maior quantidade de gordura; Serao et al., 2011) em relação aos animais de linhas comerciais. Através da comparação entre suínos de grupos genéticos divergentes é possível identificar miogenes e, consequentemente, vias metabólicas atuando durante o desenvolvimento muscular que poderiam explicar diferenças na massa muscular pós-natal entre os animais destes grupos genéticos. O período de 40 dias pós inseminação (dpi) compreende o estágio da primeira onda de fusão dos mioblastos para a formação das fibras primárias (Wigmore e Evans, 2002) sendo este período relevante

The aim of the present study was to propose and evaluate the use of factor analysis (FA) in obtaining latent variables (factors) that represent a set of pig traits simultaneously, for use in genome-wide selection (GWS) studies. We used crosses between outbred F2 populations of Brazilian Piau X commercial pigs. Data were obtained on 345 F2 pigs, genotyped for 237 SNPs, with 41 traits. FA allowed us to obtain four biologically interpretable factors: "weight", "fat", "loin", and "performance". These factors were used as dependent variables in multiple regression models of genomic selection (Bayes A, Bayes B, RR-BLUP, and Bayesian LASSO). The use of FA is presented as an interesting alternative to select individuals for multiple variables simultaneously in GWS studies; accuracy measurements of the factors were similar to those obtained when the original traits were considered individually. The similarities between the top 10% of individuals selected by the factor, and those selected by the individual traits, were also satisfactory. Moreover, the estimated markers effects for the traits were similar to those found for the relevant factor.

A produção in vitro de embriões suínos tem alcançado resultados insatisfatórios: ovócitos maturados in vivo produzem uma porcentagem maior de embriões em relação aos maturados in vitro. O sucesso da maturação in vitro está diretamente relacionado com a competência ovocitária. Somente ovócitos competentes são capazes de serem fecundados e terem desenvolvimento embrionário normal. A competência ovocitária pode ser avaliada por vários parâmetros. Recentemente têm sido utilizados como parâmetro os estudos da expressão de genes associados com a competência. O presente trabalho teve por objetivo avaliar diferenças na expressão dos genes BMP15, RYBP, MATER e ZAR1 em ovócitos imaturos de diferentes classes morfológicas, sendo elas: 1, 2, 3 e 4, com a finalidade de proporcionar importantes marcadores moleculares relacionados com a capacidade ovocitária. O RNA total dos ovócitos foi extraído e utilizado como molde para a síntese da primeira fita de cDNA. Os resultados da expressão gênica foram analisados utilizando-se modelo misto, considerando os dados de expressão gênica variável dependente e as classes ovocitárias variáveis independentes. Os genes BMP15, ZAR1 e RYBP apresentaram expressão semelhante nas classes ovocitárias 1, 2 e 3; somente a categoria 4 diferiu na expressão desses genes (P<0,05). O gene MATER foi expresso de forma semelhante em todas as classes ovocitárias estudadas (P>0,05). A técnica de RT-qPCR foi eficiente para detecção desses transcritos em ovócitos de diferentes classes. No entanto, para melhor entendimento do envolvimento desses transcritos na aquisição da competência ovocitária, são necessários mais estudos avaliando ovócitos de diferentes classes morfológicas, em diferentes fases de desenvolvimento, e implicação de outros genes envolvidos com a competência ovocitária.

The accomplishment of the present study had the objective of mapping Quantitative Trait Loci (QTL) related to performance traits in a F2 pig population developed by mating two Brazilian Piau breed sires with 18 dams from a commercial line (Landrace × Large White × Pietrain). The linkage map for this population was constructed after genotyping the animals for 35 microsatellite markers. Estimates of polymorphic information content indicated that the microsatellite markers were appropriate for QTL analyses. The genotypes were analyzed by interval mapping using the GridQTL program. A total of six QTL were found, of which the QTL for slaughter age (days) was significant at the 5% genome-wise level. The information of the significant QTL detected in this study is useful for future fine-mapping studies for the identification of genes. Such information can be used together with traditional methods in breeding programs or even for a better understanding of the phenotypes of swine production.

Mapeou-se quantitative trait loci (QTL) associados a características de desempenho nos cromossomos 1, 2, 3, 12, 14, 15 e X de suínos pertencentes a uma população F2, formada a partir do cruzamento entre dois machos da raça naturalizada brasileira Piau e 18 fêmeas comerciais (Landrace x Large White x Pietrain). O mapa genético de ligação da população foi construído após a genotipagem dos animais para 35 marcadores microssatélites. As estimativas do conteúdo de informação polimórfica indicaram que os marcadores microssatélites foram adequados para as análises de QTL. Os dados foram analisados pelo mapeamento por intervalo usando-se o programa GridQTL. Encontraram-se seis QTL, sendo que o QTL genômico para idade ao abate atingiu a significância de 5% de probabilidade. As informações dos QTL detectados neste estudo são úteis para identificar genes que podem ser usados em conjunto com os métodos convencionais de seleção, aumentar a acurácia deles e prover uma compreensão dos fenótipos produtivos de suínos.

The accomplishment of the present study had as objective to map Quantitative Trait Loci (QTL) associated to carcass and quality traits in a F2 pig population developed by mating two Brazilian Piau breed sires with 18 dams from a commercial line (Landrace × Large White × Pietrain). The linkage map for this population was constructed after genotyping the 684 animals for 35 microsatellite markers. Data were analyzed by interval mapping using sex, batch and halothane genotype as fixed effects and carcass weight at slaughter, direct carcass weight and slaugher age as covariables. A total of 18 QTL were identified, the QTL for higher backfat thickness on the shoulder region and cooking loss was significant at 5% genome-wise level. The backfat thickness trait was mainly associated with the Piau breed allele, known as a fat pig. The information of the significant QTL detected in this study is useful for future fine-mapping studies for identification of genes and might be used together with traditional selection methods to improve the efficiency of breeding programs, moreover, this information can also provide new insights to the understanding of the physiology of the quantatiative traits in pigs.

A realização do presente estudo teve como objetivo mapear Quantitative Trait Loci (QTL) de carcaça e qualidade de carne em uma população F2 de suínos desenvolvida pelo cruzamento de dois reprodutores da raça brasileira Piau com 18 fêmeas comerciais (Landrace x Large White x Pietrain). O mapa de ligação para essa população foi construído após a genotipagem de 684 animais para 35 marcadores microssatélites. Os dados foram analisados pelo mapeamento por intervalo usando-se sexo, lote e genótipo halotano como efeitos fixos e peso de carcaça ao abate, peso da carcaça direita e idade ao abate como covariáveis. Um total de 18 QTLs foi encontrado; os QTLs para maior espessura de toucinho na região da copa, na linha dorsolombar, e a perda por cozimento foram significativos em nível de 5% genômico. A característica espessura de toucinho foi essencialmente associada aos alelos da raça Piau, conhecido como porco tipo banha. As informações dos QTLs significativos encontrados servem para futuros estudos de mapeamento fino para identificação de genes a serem usados em conjunto com os métodos tradicionais de seleção, para melhorar a eficiência dos programas de melhoramento, assim como prover informação acerca da fisiologia envolvida no desenvolvimento das características quantitativas dos suínos.