Published March 23, 2021 | Version v1
Publication Open

Genetic Features of Reproductive Traits in Bovine and Buffalo: Lessons From Bovine to Buffalo

Creators

  • 1. Huazhong Agricultural University
  • 2. Cairo University
  • 3. Guangxi Buffalo Research Institute
  • 4. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 5. National Institute for Biotechnology and Genetic Engineering
  • 6. Hubei Water Resources Research Institute

Description

Bovine and buffalo are important livestock species that have contributed to human lives for more than 1000 years. Improving fertility is very important to reduce the cost of production. In the current review, we classified reproductive traits into three categories: ovulation, breeding, and calving related traits. We systematically summarized the heritability estimates, molecular markers, and genomic selection (GS) for reproductive traits of bovine and buffalo. This review aimed to compile the heritability and genome-wide association studies (GWASs) related to reproductive traits in both bovine and buffalos and tried to highlight the possible disciplines which should benefit buffalo breeding. The estimates of heritability of reproductive traits ranged were from 0 to 0.57 and there were wide differences between the populations. For some specific traits, such as age of puberty (AOP) and calving difficulty (CD), the majority beef population presents relatively higher heritability than dairy cattle. Compared to bovine, genetic studies for buffalo reproductive traits are limited for age at first calving and calving interval traits. Several quantitative trait loci (QTLs), candidate genes, and SNPs associated with bovine reproductive traits were screened and identified by candidate gene methods and/or GWASs. The IGF1 and LEP pathways in addition to non-coding RNAs are highlighted due to their crucial relevance with reproductive traits. The distribution of QTLs related to various traits showed a great differences. Few GWAS have been performed so far on buffalo age at first calving, calving interval, and days open traits. In addition, we summarized the GS studies on bovine and buffalo reproductive traits and compared the accuracy between different reports. Taken together, GWAS and candidate gene approaches can help to understand the molecular genetic mechanisms of complex traits. Recently, GS has been used extensively and can be performed on multiple traits to improve the accuracy of prediction even for traits with low heritability, and can be combined with multi-omics for further analysis.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تعد الأبقار والجاموس من الأنواع الحيوانية المهمة التي ساهمت في حياة الإنسان لأكثر من 1000 عام. يعد تحسين الخصوبة أمرًا مهمًا للغاية لتقليل تكلفة الإنتاج. في المراجعة الحالية، قمنا بتصنيف السمات الإنجابية إلى ثلاث فئات: الإباضة، والتكاثر، والصفات المرتبطة بالولادة. قمنا بشكل منهجي بتلخيص تقديرات الوراثة، والعلامات الجزيئية، والانتقاء الجيني (GS) للسمات الإنجابية للأبقار والجاموس. تهدف هذه المراجعة إلى تجميع دراسات الوراثة والارتباط على مستوى الجينوم (GWASs) المتعلقة بالسمات الإنجابية في كل من الأبقار والجاموس وحاولت تسليط الضوء على التخصصات المحتملة التي يجب أن تفيد تربية الجاموس. تراوحت تقديرات توريث الصفات الإنجابية من 0 إلى 0.57 وكانت هناك اختلافات واسعة بين السكان. بالنسبة لبعض السمات المحددة، مثل سن البلوغ (AOP) وصعوبة الولادة (CD)، فإن غالبية سكان لحوم البقر يقدمون توريثًا أعلى نسبيًا من الماشية الحلوب. بالمقارنة مع الأبقار، فإن الدراسات الوراثية للسمات الإنجابية للجاموس تقتصر على العمر عند أول صفات فاصلة للولادة والولادة. تم فحص وتحديد العديد من مواضع السمات الكمية (QTLs)، والجينات المرشحة، و SNPs المرتبطة بالسمات الإنجابية للأبقار من خلال طرق الجينات المرشحة و/أو GWASs. يتم تسليط الضوء على مسارات IGF1 و LEP بالإضافة إلى الحمض النووي الريبوزي غير المشفر بسبب أهميتها الحاسمة مع السمات الإنجابية. أظهر توزيع QTLs المتعلقة بالسمات المختلفة اختلافات كبيرة. تم إجراء القليل من GWAS حتى الآن على عمر الجاموس عند الولادة الأولى، وفاصل الولادة، والأيام المفتوحة. بالإضافة إلى ذلك، قمنا بتلخيص دراسات GS حول السمات الإنجابية للأبقار والجاموس ومقارنة الدقة بين التقارير المختلفة. يمكن أن تساعد مقاربات GWAS والجينات المرشحة معًا في فهم الآليات الوراثية الجزيئية للسمات المعقدة. في الآونة الأخيرة، تم استخدام GS على نطاق واسع ويمكن إجراؤه على سمات متعددة لتحسين دقة التنبؤ حتى بالنسبة للسمات ذات الوراثة المنخفضة، ويمكن دمجه مع متعدد الأوميكس لمزيد من التحليل.

Translated Description (French)

Les bovins et les buffles sont des espèces animales importantes qui contribuent à la vie humaine depuis plus de 1000 ans. L'amélioration de la fertilité est très importante pour réduire le coût de production. Dans la présente revue, nous avons classé les traits reproducteurs en trois catégories : les traits liés à l'ovulation, à la reproduction et au vêlage. Nous avons systématiquement résumé les estimations de l'héritabilité, les marqueurs moléculaires et la sélection génomique (GS) pour les traits reproducteurs des bovins et des buffles. Cette revue visait à compiler les études d'héritabilité et d'association à l'échelle du génome (GWAS) liées aux caractères reproducteurs chez les bovins et les buffles et a tenté de mettre en évidence les disciplines possibles qui devraient bénéficier à l'élevage de buffles. Les estimations de l'héritabilité des traits reproducteurs variaient de 0 à 0,57 et il y avait de grandes différences entre les populations. Pour certains traits spécifiques, tels que l'âge de la puberté (AOP) et la difficulté de vêlage (CD), la population bovine majoritaire présente une héritabilité relativement plus élevée que les bovins laitiers. Par rapport aux bovins, les études génétiques sur les traits reproducteurs du buffle sont limitées pour l'âge au premier vêlage et les traits de l'intervalle de vêlage. Plusieurs locus de caractères quantitatifs (QTL), gènes candidats et SNP associés aux caractères reproducteurs bovins ont été criblés et identifiés par des méthodes de gènes candidats et/ou des GWAS. Les voies IGF1 et LEP en plus des ARN non codants sont mises en évidence en raison de leur pertinence cruciale avec les traits reproducteurs. La distribution des QTL liés à divers traits a montré de grandes différences. Peu de GWAS ont été effectués jusqu'à présent sur l'âge du buffle au premier vêlage, à l'intervalle de vêlage et aux traits ouverts des jours. En outre, nous avons résumé les études GS sur les caractères reproducteurs des bovins et des buffles et comparé l'exactitude entre différents rapports. Pris ensemble, le GWAS et les approches génétiques candidates peuvent aider à comprendre les mécanismes génétiques moléculaires des traits complexes. Récemment, la GS a été largement utilisée et peut être réalisée sur plusieurs traits pour améliorer la précision de la prédiction, même pour les traits à faible héritabilité, et peut être combinée avec des multi-omiques pour une analyse plus approfondie.

Translated Description (Spanish)

Los bovinos y los búfalos son especies ganaderas importantes que han contribuido a la vida humana durante más de 1000 años. Mejorar la fertilidad es muy importante para reducir el coste de producción. En la revisión actual, clasificamos los rasgos reproductivos en tres categorías: rasgos relacionados con la ovulación, la reproducción y el parto. Resumimos sistemáticamente las estimaciones de heredabilidad, los marcadores moleculares y la selección genómica (GS) para los rasgos reproductivos de bovinos y búfalos. Esta revisión tuvo como objetivo recopilar los estudios de heredabilidad y asociación de todo el genoma (GWAS) relacionados con los rasgos reproductivos tanto en bovinos como en búfalos y trató de resaltar las posibles disciplinas que deberían beneficiar la cría de búfalos. Las estimaciones de la heredabilidad de los rasgos reproductivos oscilaron entre 0 y 0,57 y hubo grandes diferencias entre las poblaciones. Para algunos rasgos específicos, como la edad de la pubertad (AOP) y la dificultad para parir (CD), la mayoría de la población de carne presenta una heredabilidad relativamente mayor que el ganado lechero. En comparación con los bovinos, los estudios genéticos para los rasgos reproductivos de los búfalos son limitados para la edad en el primer parto y los rasgos de intervalo de parto. Varios loci de rasgos cuantitativos (QTL), genes candidatos y SNP asociados con rasgos reproductivos bovinos se examinaron e identificaron mediante métodos de genes candidatos y/o GWAS. Las vías de IGF1 y LEP, además de los ARN no codificantes, se destacan debido a su relevancia crucial con los rasgos reproductivos. La distribución de los QTL relacionados con diversos rasgos mostró grandes diferencias. Hasta ahora se han realizado pocos GWAS en los rasgos de edad de los búfalos en el primer parto, intervalo de parto y días abiertos. Además, resumimos los estudios de GS sobre los rasgos reproductivos de bovinos y búfalos y comparamos la precisión entre diferentes informes. Tomados en conjunto, los enfoques de GWAS y de genes candidatos pueden ayudar a comprender los mecanismos genéticos moleculares de rasgos complejos. Recientemente, la GS se ha utilizado ampliamente y se puede realizar en múltiples rasgos para mejorar la precisión de la predicción, incluso para rasgos con baja heredabilidad, y se puede combinar con multi-ómica para un análisis posterior.

Files

pdf.pdf

Files (258.3 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:606d42f464aa5952a217a06540a2ee5c
258.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
السمات الوراثية للسمات الإنجابية في الأبقار والجاموس: دروس من الأبقار إلى الجاموس
Translated title (French)
Caractéristiques génétiques des caractères reproductifs chez les bovins et les buffles : Leçons du bovin au buffle
Translated title (Spanish)
Características genéticas de los rasgos reproductivos en bovinos y búfalos: lecciones de bovino a búfalo

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3139246617
DOI
10.3389/fgene.2021.617128

Is supplement to
https://openalex.org/W4253277708 (Other)
https://openalex.org/W3132065130 (Other)
https://openalex.org/W3131277754 (Other)
https://openalex.org/W3103888630 (Other)
https://openalex.org/W2349976700 (Other)
https://openalex.org/W2281560785 (Other)
https://openalex.org/W2092286609 (Other)
https://openalex.org/W2075693647 (Other)
https://openalex.org/W2042936342 (Other)
https://openalex.org/W1986742794 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1480101028
  • https://openalex.org/W1517006396
  • https://openalex.org/W1523454857
  • https://openalex.org/W1608758894
  • https://openalex.org/W1702559771
  • https://openalex.org/W1827352973
  • https://openalex.org/W1828621316
  • https://openalex.org/W1928998639
  • https://openalex.org/W1935910619
  • https://openalex.org/W1973591026
  • https://openalex.org/W1974657923
  • https://openalex.org/W1984126878
  • https://openalex.org/W1988786634
  • https://openalex.org/W1990955514
  • https://openalex.org/W1992627971
  • https://openalex.org/W1993889699
  • https://openalex.org/W1994425444
  • https://openalex.org/W1995542001
  • https://openalex.org/W2004635478
  • https://openalex.org/W2015995661
  • https://openalex.org/W2028522075
  • https://openalex.org/W2030301846
  • https://openalex.org/W2037551551
  • https://openalex.org/W2037894230
  • https://openalex.org/W2038529467
  • https://openalex.org/W2043938976
  • https://openalex.org/W2053749581
  • https://openalex.org/W2057857134
  • https://openalex.org/W2064949368
  • https://openalex.org/W2072274199
  • https://openalex.org/W2075286083
  • https://openalex.org/W2076783
  • https://openalex.org/W2083601322
  • https://openalex.org/W2084441726
  • https://openalex.org/W2091472321
  • https://openalex.org/W2096453794
  • https://openalex.org/W2097313996
  • https://openalex.org/W2097360693
  • https://openalex.org/W2103566275
  • https://openalex.org/W2103871350
  • https://openalex.org/W2116908363
  • https://openalex.org/W2120249600
  • https://openalex.org/W2120849673
  • https://openalex.org/W2126490890
  • https://openalex.org/W2134305162
  • https://openalex.org/W2135562478
  • https://openalex.org/W2142727510
  • https://openalex.org/W2145397157
  • https://openalex.org/W2149385055
  • https://openalex.org/W2150092994
  • https://openalex.org/W2152216120
  • https://openalex.org/W2154027215
  • https://openalex.org/W2162344701
  • https://openalex.org/W2162476863
  • https://openalex.org/W2163050553
  • https://openalex.org/W2164159029
  • https://openalex.org/W2164381094
  • https://openalex.org/W2168329225
  • https://openalex.org/W2169030858
  • https://openalex.org/W2169770955
  • https://openalex.org/W2172245209
  • https://openalex.org/W2184053778
  • https://openalex.org/W2184438120
  • https://openalex.org/W2185455458
  • https://openalex.org/W2210726323
  • https://openalex.org/W2212523578
  • https://openalex.org/W2279401311
  • https://openalex.org/W2287876683
  • https://openalex.org/W2340731989
  • https://openalex.org/W2344531044
  • https://openalex.org/W2400422056
  • https://openalex.org/W2417812971
  • https://openalex.org/W2474436508
  • https://openalex.org/W2516692241
  • https://openalex.org/W2518630163
  • https://openalex.org/W2524695909
  • https://openalex.org/W2527407964
  • https://openalex.org/W2564465317
  • https://openalex.org/W2578440457
  • https://openalex.org/W2581240417
  • https://openalex.org/W2585352113
  • https://openalex.org/W2591046190
  • https://openalex.org/W2610398411
  • https://openalex.org/W2614456766
  • https://openalex.org/W2623292266
  • https://openalex.org/W2726992540
  • https://openalex.org/W2731452671
  • https://openalex.org/W273411532
  • https://openalex.org/W2747577323
  • https://openalex.org/W2749107967
  • https://openalex.org/W2750066285
  • https://openalex.org/W2752416535
  • https://openalex.org/W2763141829
  • https://openalex.org/W2764102439
  • https://openalex.org/W2767603640
  • https://openalex.org/W2767753973
  • https://openalex.org/W2787256434
  • https://openalex.org/W2791039165
  • https://openalex.org/W2792674695
  • https://openalex.org/W2804535163
  • https://openalex.org/W2807977552
  • https://openalex.org/W2808732194
  • https://openalex.org/W2810825423
  • https://openalex.org/W2883923442
  • https://openalex.org/W2888718422
  • https://openalex.org/W2888911556
  • https://openalex.org/W2889467678
  • https://openalex.org/W2896565382
  • https://openalex.org/W2896761340
  • https://openalex.org/W2899867539
  • https://openalex.org/W2900462797
  • https://openalex.org/W2901927887
  • https://openalex.org/W2902909862
  • https://openalex.org/W2903049995
  • https://openalex.org/W2910863997
  • https://openalex.org/W2911239164
  • https://openalex.org/W2914255586
  • https://openalex.org/W2917433907
  • https://openalex.org/W2918073544
  • https://openalex.org/W2933751678
  • https://openalex.org/W2934737834
  • https://openalex.org/W2944611533
  • https://openalex.org/W2966682015
  • https://openalex.org/W2969594936
  • https://openalex.org/W2972446394
  • https://openalex.org/W2973378514
  • https://openalex.org/W2975120705
  • https://openalex.org/W297705587
  • https://openalex.org/W2980070925
  • https://openalex.org/W2986767601
  • https://openalex.org/W2986983707
  • https://openalex.org/W2990817439
  • https://openalex.org/W2997286952
  • https://openalex.org/W2997925150
  • https://openalex.org/W3003822919
  • https://openalex.org/W3005216100
  • https://openalex.org/W3006828192
  • https://openalex.org/W3029805658
  • https://openalex.org/W3081559899
  • https://openalex.org/W3095689444
  • https://openalex.org/W3101170327
  • https://openalex.org/W3102345555
  • https://openalex.org/W4293443001