Genetic effects of double muscle and slick hair mutations on selection criteria and genomic study for water efficiency in senepol cattle

Abstract

Concerns about climate change, water resources, and scarcity encourage new research and solutions in all industry sectors, and the livestock is no exception. The possibility of practicing genetic selection to reduce the water footprint of beef may be a viable alternative. However, the inclusion of new traits in breeding programs requires a prior study of their impact on already established traits such as weight gain. Thus, the aim of this study was to describe the genetic parameters of water efficiency measures and conduct a Genome-Wide Association Study (GWAS), as well as Post-GWAS, to assess the effect of Double Muscle (DM) and Slick Hair mutations on selection criteria. Data were provided by the Brazilian Association of Senepol Cattle Breeders - ABCB Senepol and the Embrapa Geneplus Program. It was observed that individuals carrying Slick Hair and not carrying DM are the most recommended. Heritability averages were found for water efficiency measures, and the phenotypic correlation values between weight gain and residual water intake were null. In addition, showed a genetic association of medium to high magnitude with residual feed intake, making them more attractive for selection. This is different from gross measurements that demonstrate a medium to high genetic association with weight gain. Water intake and dry matter intake demonstrated high genetic association (0.85). Only for water conversion ratio were significant SNPs found, reinforcing the polygenic nature of these traits. Enrichment analyses revealed that various biological processes are involved in the expression of this phenotype. In general, there is genetic variability for water efficiency selection; these traits demonstrate a polygenic nature, and several biological processes linked to saliva production, heat stress, water transport, imune sistem, lipid metabolism and oxidoreductase activity are involved with phenotype. Keywords: Adapted Taurine. Genetic Parameters. Genome Wide Association Study. Post-GWAS.

A preocupação quanto as mudanças climáticas, os recursos hídricos e a escassez incentivam novas pesquisas e soluções em todos os setores, com a pecuria não é diferente. A possibilidade de praticar a seleção genética para diminuir a pegada hídrica da carne bovina pode ser uma alternativa viável. No entanto, a inclusão de novas características nos programas de melhoramento requer estudo prévio do impacto destas em características já consolidadas como ganho de peso. Assim, o objetivo deste estudo foi descrever os parâmetros genéticos das medidas de eficiência hídrica e realizar um estudo de associação genômica ampla (GWAS), bem como Pós-Gwas e verificar efeito das mutações Double Muscle (DM) e Slick Hair em critérios de seleção. Os dados foram cedidos pela Associação Brasileira de Criadores de Bovinos da raça Senepol – ABCB Senepol e Programa Embrapa Geneplus. Foi observado que individuos portadores do Slick Hair e não portadores da DM são os mais indicados. Foram encontradas médias herdabilidade para medidas de eficiência hídrica, os valores de correlação fenotipa entre ganho de peso e as medidas residuais de ingestão de agua foram nulas, além de apresetarem associação genética de média a alta magnitude com o consumo alimentar residual, tornando-as mais atrativas a seleção. Diferente das medidas brutas que demonstram de média a alta associação genética com ganho de peso. A ingestão de agua e o consumo de matéria seca demonstram alta associação genética (0.85). Apenas para conversão hídrica foi encotrado SNPs significaticos reforçando a natureza poligênica destas características. As análises de enriquecimento revelaram que diversos processos biológicos estão envolvidos na expressão deste fenótipo. Em linhas gerais, há variabilidade genética para seleção de eficiência hídrica, estas características demonstram natureza poligênica e diversos processos biológicos ligados a produção de saliva, stress térmico, transporte de água, sistema imunológico, metabolismo de lipídios e atividades de oxidoreductase estão envolvidos com a expressão do fenótipo. Palavras-chave: Estudo de Associação Genômica Ampla. Parâmetros genéticos. Pós-Gwas.