Genetic characterization of Colombian indigenous sheep

Ricardo J Ocampo, Rodrigo A Martínez, Juan F Rocha, Henry Cardona

Abstract


Background: indigenous breeds are important for poor farmers because of their natural selection against harsh environments and adaptation to regional conditions. However, inbreeding of indigenous sheep populations has increased in Colombia due to indiscriminate cross-breeding with foreign animals and lack of reproductive controls, with subsequent loss in productivity, which poses a great risk for the conservation of valuable genes. Objective: to determine the genetic diversity in Colombian indigenous sheep by using a panel of 10 microsatellite molecular markers. Methods: blood samples from 362 individuals from 43 farms in 11 Colombian provinces were genotyped and analyzed for a panel of 10 microsatellite markers. Results: a total of 134 alleles were found (13.4 alleles/locus on average) with a range of observed and expected heterozygosity of 0.428 to 0.831 and 0.615 to 0.855, respectively, and 0.742 polymorphic information content (PIC). The average Wright F-statistics (FIS) of the breeds was 0.107, suggesting moderate levels of inbreeding. Colombian sheep showed a low level of genetic differentiation among breeds (FST = 0.054) and STRUCTURE analysis showed complex patterns of admixture in the breeds. Conclusion: overall, Colombian sheep have high genetic variability, which is very important for future conservation programs and genetic improvement.

Keywords: conservation, DNA, genetic diversity, ovine cattle, population structure.

 

Resumen

Antecedentes: las razas animales autóctonas son importantes para los agricultores de escasos recursos a causa de su selección natural contra el duro ambiente y su adaptación a condiciones regionales. Sin embargo en Colombia, debido al cruce indiscriminado con razas foráneas y a la falta de control de la reproducción, ha aumentado la consanguinidad en las poblaciones de ovinos criollos y por lo tanto la pérdida en la productividad, lo que supone un gran riesgo para la conservación de genes valiosos. Objetivo: determinar la diversidad genética en razas criollas de ovinos colombianos utilizando análisis por microsatélites. Métodos: se visitaron 43 granjas localizadas en 11 departamentos del país, en las cuales se tomaron muestras de sangre a 362 individuos. Las muestras fueron genotipadas y analizadas para un panel de 10 marcadores microsatélites. Resultados: un total de 134 alelos fueron encontrados (13,4 alelos/locus en promedio), con un rango de heterocigocidad observada y esperada de 0,428 a 0,831 y 0,615 a 0,855, respectivamente, y un contenido de información polimórfica (PIC) promedio de 0,742. El Wright F-statistics (FIS) promedio de las razas evaluadas fue 0,107, lo cual sugiere que las razas tienen niveles moderados de consanguinidad. Las ovejas colombianas presentaron un bajo grado de diferenciación genética entre las distintas razas (FST = 0,054) y el análisis de STRUCTURE mostró complejos patrones de mezcla en las razas estudiadas. Conclusión: en términos generales, las ovejas colombianas presentan una alta variabilidad genética lo cual es muy importante para futuros programas de conservación y mejoramiento genético.

Palabras clave: ADN, conservación, diversidad genética, estructura poblacional, ganado ovino.

 

Resumo

Antecedentes: as raças crioulas, devido a sua seleção natural em ambientes hostis e adaptação às condições regionais, são importantes para os agricultores de poucos recursos econômicos. Porém, na Colômbia, devido ao cruzamento indiscriminado com raças estrangeiras e a falta de controle na reprodução, tem aumentado a consanguinidade nas populações de ovinos crioulos e por tanto tem gerado perda na produtividade, o que faz supor um grande risco para a conservação de genes valiosos. Objetivo: determinar a diversidade genética em raças crioulas colombianas utilizando um painel de 10 marcadores moleculares microssatélites. Métodos: visitaram-se 43 granjas localizadas em 11 departamentos do país, nos quais foram amostrados 362 indivíduos, que foram genotipados e analisados para um painel de 10 marcadores microssatélites. Resultados: um total de 134 alelos foram encontrados (média de 13,4 alelos/locus), com um rango de heterocigocidade observada e esperada de 0,428 a 0,831 e 0,615 a 0,855, respectivamente, e um conteúdo de informação polimórfica (PIC) médio de 0,742. O Wright F-statistics (FIS) médio das raças avaliadas foi de 0,107, o qual sugere que as raças apresentam níveis moderados de consanguinidade. As ovelhas colombianas apresentaram um baixo grau de diferenciação genética entre as diferentes raças (FST = 0,054) e o análise de STRUCTURE mostrou complexos patrões de mistura nas raças estudadas. Conclusão: em termos gerais, as ovelhas colombianas apresentaram uma alta variabilidade genética, o qual é muito importante para futuros programas de conservação e melhoramento genético.

Palavras chave: conservação, diversidade genética, DNA, estrutura populacional, gado ovino.


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