Validation of a customized subset of SNPs for sheep breed assignment in Brazil

The objective of this work was to evaluate the usefulness of a subset of 18 single nucleotide polymorphisms (SNPs) for breed identification of Brazilian Crioula, Morada Nova (MN), and Santa Inês (SI) sheep. Data of 588 animals were analyzed with the Structure software. Assignments higher than 90% confidence were observed in 82% of the studied samples. Most of the low-value assignments were observed in MN and SI breeds. Therefore, although there is a high reliability in this subset of 18 SNPs, it is not enough for an unequivocal assignment of the studied breeds, mainly of hair breeds. A more precise panel still needs to be developed for the widespread use in breed assignment.

Index terms:
Ovis aries; animal genetic resources; certification of origin; genomics; traceability

Authorship

Tiago do Prado Paim ^**Corresponding author: tiago.paim@ifgoiano.edu.br

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano, Campus Iporá, Avenida Oeste, no 350, Parque União, CEP 76200-000 Iporá, GO, Brazil. E-mail: tiago.paim@ifgoiano.edu.brInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia GoianoBrazilIporá, GO, BrazilInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Goiano, Campus Iporá, Avenida Oeste, no 350, Parque União, CEP 76200-000 Iporá, GO, Brazil. E-mail: tiago.paim@ifgoiano.edu.br

http://orcid.org/0000-0002-9486-7128

Concepta McManus

Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Campus Darcy Ribeiro, Asa Norte, CEP 70910-900 Brasília, DF, Brazil. E-mail: concepta@unb.brUniversidade de BrasíliaBrazilBrasília, DF, Brazil Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, Campus Darcy Ribeiro, Asa Norte, CEP 70910-900 Brasília, DF, Brazil. E-mail: concepta@unb.br

http://orcid.org/0000-0002-1106-8962

Fábio Danilo Vieira

Embrapa Informática Agropecuária, Avenida André Tosello, no 209, Campus da Unicamp, Barão Geraldo, CEP 13083-970 Campinas, SP, Brazil. E-mail: fabio.vieira@embrapa.br, stanley.oliveira@embrapa.br, michel.yamagishi@embrapa.brEmbrapa Informática AgropecuáriaBrazilCampinas, SP, BrazilEmbrapa Informática Agropecuária, Avenida André Tosello, no 209, Campus da Unicamp, Barão Geraldo, CEP 13083-970 Campinas, SP, Brazil. E-mail: fabio.vieira@embrapa.br, stanley.oliveira@embrapa.br, michel.yamagishi@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0002-8686-3338

Stanley Robson de Medeiros Oliveira

http://orcid.org/0000-0003-4879-7015

Olivardo Facó

Embrapa Caprinos e Ovinos, Fazenda Três Lagoas, Estrada Sobral-Groairas, Km 4, Caixa Postal 71, CEP 62010-970 Sobral, CE, Brazil. E-mail: olivardo.faco@embrapa.brEmbrapa Caprinos e OvinosBrazilSobral, CE, BrazilEmbrapa Caprinos e Ovinos, Fazenda Três Lagoas, Estrada Sobral-Groairas, Km 4, Caixa Postal 71, CEP 62010-970 Sobral, CE, Brazil. E-mail: olivardo.faco@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0001-8313-9830

Hymerson Costa Azevedo

Embrapa Tabuleiros Costeiros, Avenida Beira Mar, no 3.250, Jardins, CEP 49025-040 Aracaju, SE, Brazil. E-mail: hymerson.azevedo@embrapa.brEmbrapa Tabuleiros CosteirosBrazilAracaju, SE, BrazilEmbrapa Tabuleiros Costeiros, Avenida Beira Mar, no 3.250, Jardins, CEP 49025-040 Aracaju, SE, Brazil. E-mail: hymerson.azevedo@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0002-0187-9227

Adriana Mello de Araújo

Embrapa Meio-Norte, Avenida Duque de Caxias, no 5.650, Buenos Aires, Caixa Postal 001, CEP 64008-780 Teresina, PI, Brazil. E-mail: adriana.araujo@embrapa.brEmbrapa Meio-NorteBrazilTeresina, PI, BrazilEmbrapa Meio-Norte, Avenida Duque de Caxias, no 5.650, Buenos Aires, Caixa Postal 001, CEP 64008-780 Teresina, PI, Brazil. E-mail: adriana.araujo@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0002-7458-0656

José Carlos Ferrugem Moraes

Embrapa Pecuária Sul, Rodovia BR-153, Km 632,9, Vila Industrial, Zona Rural, Caixa Postal 242, CEP 96401-970 Bagé, RS, Brazil. E-mail: jose.ferrugem-moraes@embrapa.brEmbrapa Pecuária SulBrazilBagé, RS, BrazilEmbrapa Pecuária Sul, Rodovia BR-153, Km 632,9, Vila Industrial, Zona Rural, Caixa Postal 242, CEP 96401-970 Bagé, RS, Brazil. E-mail: jose.ferrugem-moraes@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0002-1230-9000

Michel Eduardo Beleza Yamagishi

http://orcid.org/0000-0001-7109-3038

Paulo Luiz Souza Carneiro

Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Departamento de Ciências Biológicas, Avenida José Moreira Sobrinho, Jequiezinho, CEP 45205-490 Jequié, BA, Brazil. E-mail: plscarneiro@gmail.comUniversidade Estadual do Sudoeste da BahiaBrazilJequié, BA, BrazilUniversidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Departamento de Ciências Biológicas, Avenida José Moreira Sobrinho, Jequiezinho, CEP 45205-490 Jequié, BA, Brazil. E-mail: plscarneiro@gmail.com

http://orcid.org/0000-0001-7708-6197

Alexandre Rodrigues Caetano

Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, PqEB, Avenida W5 Norte (Final), Caixa Postal 02372, CEP 70770-917 Brasília, DF, Brazil. E-mail: alexandre.caetano@embrapa.br, samuel.paiva@embrapa.brEmbrapa Recursos Genéticos e BiotecnologiaBrazilBrasília, DF, BrazilEmbrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, PqEB, Avenida W5 Norte (Final), Caixa Postal 02372, CEP 70770-917 Brasília, DF, Brazil. E-mail: alexandre.caetano@embrapa.br, samuel.paiva@embrapa.br

http://orcid.org/0000-0002-3419-7337

Samuel Rezende Paiva

http://orcid.org/0000-0001-6687-2491

*Corresponding author: tiago.paim@ifgoiano.edu.br

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Tables (2)

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Table 1.
Minor allele frequency estimates for each SNP marker used in the analyses, for each breed (Crioula, Morada Nova, and Santa Inês), and the datasets “Reference”, according to Vieira et al. (2015)VIEIRA, F.D.; OLIVEIRA, S.R. de M.; PAIVA, S.R. Metodologia baseada em técnicas de mineração de dados para suporte à certificação de raças de ovinos. Engenharia Agrícola, v.35, p.1172-1186, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v35n6p1172-1186/2015.
https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Ag... , and “Validation”, from present study.

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Table 2.
Mean cluster allocation of Crioula (BC), Morada Nova (MN), and Santa Inês (SI) sheep obtained with the Structure analysis of data from 18 SNP markers.

Table 1. Minor allele frequency estimates for each SNP marker used in the analyses, for each breed (Crioula, Morada Nova, and Santa Inês), and the datasets “Reference”, according to Vieira et al. (2015)VIEIRA, F.D.; OLIVEIRA, S.R. de M.; PAIVA, S.R. Metodologia baseada em técnicas de mineração de dados para suporte à certificação de raças de ovinos. Engenharia Agrícola, v.35, p.1172-1186, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v35n6p1172-1186/2015.
https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Ag... , and “Validation”, from present study.

Marker	Chromosome	Crioula				Morada Nova				Santa Inês
		Reference		Validation		Reference		Validation		Reference		Validation
		Minor	MAF	Minor	MAF	Minor	MAF	Minor	MAF	Minor	MAF	Minor	MAF
s03528.1	1	A	0.435	A	0.425	A	0.227	A	0.460	G	0.074	G	0.188
OAR1_194627962.1	1	?	0.000	G	0.025	A	0.273	A	0.387	G	0.043	G	0.106
OAR2_55853730.1	2	C	0.152	C	0.353	?	0.000	A	0.047	A	0.106	A	0.111
s20468.1	2	A	0.152	A	0.225	?	0.000	A	0.032	G	0.277	G	0.194
OAR3_164788310.1	3	G	0.217	G	0.275	G	0.182	G	0.268	A	0.149	A	0.278
s16949.1	3	G	0.152	G	0.200	G	0.182	G	0.252	A	0.160	A	0.295
s69653.1	3	G	0.087	G	0.150	G	0.364	A	0.311	A	0.106	A	0.175
OAR3_165050963.1	3	A	0.022	A	0.100	A	0.068	A	0.055	G	0.202	G	0.322
s32131.1	4	A	0.326	A	0.316	G	0.023	G	0.269	G	0.500	A	0.381
s06182.1	5	A	0.152	A	0.150	G	0.068	G	0.211	A	0.415	A	0.423
OAR15_45152619.1	15	A	0.239	A	0.300	G	0.023	G	0.029	G	0.053	G	0.056
s30024.1	25	A	0.087	A	0.100	C	0.023	C	0.144	C	0.277	C	0.257
s61697.1	X	C	0.065	C	0.100	C	0.045	C	0.097	A	0.319	A	0.222
OARX_29830880.1	X	G	0.196	G	0.200	?	0.000	A	0.026	A	0.074	A	0.157
OARX_53305527.1	X	?	0.000	A	0.079	A	0.091	A	0.021	G	0.277	G	0.226
s56924.1	X	G	0.022	G	0.075	A	0.136	A	0.197	A	0.160	A	0.103
OARX_78903642.1	X	G	0.043	G	0.200	A	0.068	A	0.013	A	0.096	A	0.098
OARX_121724022.1	X	A	0.022	A	0.150	C	0.023	C	0.008	C	0.085	C	0.151

Minor: minor allele in each breed and dataset. MAF: minor allele frequency. The two changes in minor alleles observed between the two datasets is highlighted in gray.

Table 2. Mean cluster allocation of Crioula (BC), Morada Nova (MN), and Santa Inês (SI) sheep obtained with the Structure analysis of data from 18 SNP markers.

Population	Inferred cluster			Number of individuals
Population	1	2	3	Number of individuals
BC	0.929	0.012	0.059	19
MN	0.021	0.937	0.041	308
SI	0.034	0.056	0.909	261

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Embrapa Secretaria de Pesquisa e Desenvolvimento; Pesquisa Agropecuária Brasileira Caixa Postal 040315, 70770-901 Brasília DF Brazil, Tel. +55 61 3448-1813, Fax +55 61 3340-5483 - Brasília - DF - Brazil
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