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Population structure and genetic characterization of the Mangalarga Marchador horse breed
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Universidade Federal de Lavras
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Departamento de Zootecnia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Zootecnia
Agência de fomento
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
O Mangalarga Marchador (MM) é a maior raça equina do Brasil, e com a análise de pedigree
e de marcadores moleculares tornou-se possível a melhor investigação genética na raça. Os
objetivos neste trabalho foram avaliar a estrutura populacional e pré-caracterizar
geneticamente o MM com dados de pedigree e genotipagens. Pedigree de 514.283 animais
foram utilizados para estimações da endogamia (F), probabilidade de origem gênica e de
estruturação da raça. Genotiparam-se 3.193 equinos para 13 microssatélites (SSR) e em chip
de polimorfismo de nucleotídeo único, SNP70K, 244 animais das raças MM, Andaluz (AND),
Puro Sangue Lusitano (PSL), Puro Sangue Inglês (PSI), Árabe (ARA), Campolina (CAM),
Mangalarga (MAN), Puro Sangue Espanhol (PSE) e Sorraia (SOR). Assim, calcularam-se o
número de alelos raros (AR), heterozigosidades esperadas (He) e observadas (Ho),
homozigosidades esperadas (Home) e observadas (Homo), frequência de alelos menores
(MAF), estatísticas F (Fis, Fit e Fst), distância genética (DG), análise de componentes
principais (ACP), equilíbrio de Hardy-Weinberg (EHW), desequilíbrio de ligação (DL),
diferenciação populacional, estruturação populacional por agrupamento e presença de
haplótipos comuns entre as raças. Por análise de pedigree da raça MM, o intervalo de geração
foi de 9,48 a 10,43, F de 1,02% a 1,10%, relação genética aditiva de 0,0023 a 0,0045,
números efetivos de ancestrais, fundadores e genomas fundadores foram de 198 a 1.038, 225
a 1.062 e 133 a 150, números de fundadores que apresentam 50% e 10% do pool genético
representaram 7,94% a 19,09% e 0,69% a 6,64% dos fundadores. Por análise de SSR, o AR
médio no MM foi de dois alelos/locus, médias de He e Ho oscilaram de 0,5767 a 0,8450 e
0,5331 a 0,7949, médias de Fis (-0,0195), Fit (0,0566) e Fst (0,0748) e observou-se desvios de
EHW, além de diferenciação populacional nos loci e 60,26% dos alelos tinham forte DL. As
DG foram maiores no ARA e PSI com as demais raças e menores entre o MM, MAN e CAM
e estas com o AND e PSL, resultado corroborado pelo ACP. O MM foi uma entidade genética
subestruturada, porém com alguns haras mais estruturados. Com os SNP, no MM obteve-se o
maior valor de Homo (34.916,70), 51% dos animais possuíam perda de heterozigosidade,
MAF médio de 0,2010, houve desvios de EHW nos cromossomos, He variou de 0,2940 a
0,3231 e extensões menores de DL. Encontrou-se bloco de haplótipo semelhante entre o
MAN e MM. A menor diferenciação ocorreu entre o CAM e MM (Fst = 0,0411), e a maior
entre PSI e SOR (Fst = 0,2284). A raça MM foi pouca estruturada ao contrário do PSL, PSE,
PSI e SOR, e observou-se o compartilhamento de alelos entre MM e MAN. ACP discriminou
em maior magnitude a SOR e PSI das demais raças, moderadamente o PSL e PSE, e menor
entre MM, MAN e CAM. O MM não está em severa endogamia, o que não prejudica sua
evolução como espécie. Contudo, é necessário o monitoramento contínuo da diversidade
genética com o uso de marcadores e registros precisos de pedigree.
Abstract
Mangalarga Marchador (MM) is the largest equine breed in Brazil, and the analysis of
pedigree and molecular markers has made possible the best genetic research in the breed. The
objectives of this work were to evaluate the population structure and to pre-characterize the
MM with pedigree and genotyping data. Pedigree of 514,283 animals were used for estimates
of inbreeding (F), probability of gene origin and breed structuring. Genotyped 3193 equines
for 13 microsatellites (SSR) and in chip of the single nucleotide polymorphism, SNP70K, 244
animals of the breeds MM, Andalusian (AND), Lusitano (LUS), Thoroughbred (THO),
Arabian (ARA), Campolina (CAM), Mangalarga (MAN), Puro Sangue Espanhol (PSE) and
Sorraia (SOR). Thus, calculated the number of rare alleles (RA), expected heterozygosities
(He) and observed (Ho), expected homozygosity (Home) and observed (Homo), minor allele
frequency (MAF), F statistics (Fis, Fit e Fst), genetic distance (GD), principal component
analysis (PCA), Hardy-Weinberg equilibrium (HWE), linkage disequilibrium (LD),
population differentiation, population structuring by clustering and presence of common
haplotypes between breeds. By pedigree analysis in the MM, the generation interval was from
9.48 to 10.43, F from 1.02% to 1.10, additive genetic ratio from 0.0023 to 0.0045, effective
numbers of ancestors, founders, and genomes founders were from 198 to 1038, 225 to 1062
and 133 to 150, numbers of founders who presented 50% and 10% of the genetic pool
accounted for 7.94% to 19.09% and 0.69% to 6.64% of the founders. For SSR analysis, the
mean RA in the MM was two alleles/locus, He and Ho mean values ranged from 0.5767 to
0.8450 and 0.5331 to 0.7949, Fis averages (-0.0195), Fit (0.0566) and Fst (0.0748) and
deviations of HWE were observed such as population differentiation in the loci and 60.26% of
the alleles had strong LD. The GD were higher in the ARA and THO with the other breeds
and minors between the MM, MAN and CAM and these with the AND and LUS, a result
corroborated by the PCA. The MM was a substructured genetic entity, however with some
more structured farms. With the SNP, in the MM the highest value of Homo (34,916.70) was
found, 51% of the animals had loss of heterozygosity, mean MAF of 0.2010, there were
deviations of EHW in the chromosomes, He ranged from 0.2940 to 0.3231 and smaller
extensions of DL. A similar haplotype block was found between MAN and MM. The lowest
differentiation occurred between CAM and MM (Fst = 0.0411), and the highest between THO
and SOR (Fst = 0.2284). The MM was poorly defined unlike the LUS, PSE, THO and SOR,
and the alleles sharing between MM and MAN was observed. PCA discriminated to a greater
extent the SOR and THO of the other breeds, moderately the LUS and PSE, and smaller
between MM, MAN and CAM. The MM is not in severe endogamy, which does not affect its
evolution as a species. However, continuous monitoring of genetic diversity is necessary with
the use of molecular and accurate pedigree records.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
BAENA, M. M. Population structure and genetic characterization of the Mangalarga Marchador horse breed. 2019. 163 p. Tese (Doutorado em Zootecnia)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.