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O que a genética tem a ver com a produção animal? Prof. Dr. José Bento Sterman Ferraz Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da USP Núcleo de Apoio à Pesquisa em Melhoramento Animal, Biotecnologia e Transgenia [email protected]

Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

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Page 1: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que a genética tem a ver com a produção animal?

Prof. Dr. José Bento Sterman FerrazFaculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da USP

Núcleo de Apoio à Pesquisa em Melhoramento Animal, Biotecnologia e Transgenia

[email protected]

Page 2: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Na pecuária de corte, antes de mais nada, há que se pensar na comida do gado. Depois na raça ou nos animais

Dr. Fernando Penteado Cardoso, 102 anos dia 19/09/2016, fundador e expresidente da Manah, filme institucional apresentado em 22/09/2016 no

Repronutri, Campo Grande, 22/09/2016

Sustentabilidade é dinheiro no bolso

do lavrador (Pirassununga, 2012)

Page 3: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Distribuição dos rebanhos bovinos no Brasil

Fonte: Anualpec 2015

ESTADO TOTAL

AC 1.563.127

AL 517.464

AM 1.600.667

AP 72.969

BA 9.601.754

CE 1.221.619

DF 34.883

ES 1.676.386

GO 14.210.190

MA 5.986.510

MG 15.277.278

MS 14.524.164

MT 27.082.546

PA 16.434.525

PB 929.786

PE 1.089.578

PI 1.560.657

PR 4.509.172

RJ 1.539.709

RN 852.081

RO 9.761.038

RR 722.107

RS 10.896.078

SC 2.661.650

SE 504.153

SP 6.166.968

TO 7.140.279

Page 4: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas
Page 5: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Emissão de Metano

Slide cedido por : Miguel H.A. Santana

Page 6: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Emissão dos gases de efeito estufa

CO2 por grama de proteína

Slide cedido por : Miguel H.A. Santana

Page 7: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

12,0

9,0

8,0

6,2

2,4

0 5 10 15

Estados Unidos

Brasil

União Européia

China

Argentina

Milhões de toneladas

Principais países produtores de carne bovina em 2011 (Mill tec)

Austrália: abate em

2014 =9.8 M +1.2

M de animais vivos

(~26% do Brasil,

mas tem ~12% do

nosso rebanho)

Fonte: FAOSTAT set/2012 (http://faostat3.fao.org/faostat-gateway/go/to/browse/Q/QL/E)

Baruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014

Abate de cerca de 42 milhões de cabeças.

Page 8: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Rebanho Mundial

(Milhões/cab)

Abate

(Milhões/cab) Desfrute%

EUA 96,7 37,1 38,4

Austrália 29,2 10,3 35,3

U.E. 87,6 30,4 34,7

Argentina 51,4 15,2 29,7

Mexico 29,5 ~7,6 25,8

Brasil 205,0 39,6 19,3

Produtividade de gado de corte no Mundo

Baruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014 Ridícula!

Page 9: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O uso de touros geneticamente superiores

N° Matrizes (2011) 74.487.416

Quantidade de touros (1/25) 2.979.497

Necessidade de touros de reposição: ~3 milhões x 20% de reposição

= ~600.000/ano

Quantos touros são avaliados geneticamente? ~17.000 CEIP +

~18.000 PO superiores =35.000 touros com avaliação genética

= <6% do mercado. >94% do mercado suprido com

cabeceira de boiadaBaruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014

Page 10: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Perguntas básicas de nossa pecuária

•Eu sei qual é o meu mercado e quais produtos podem obter maiores preços? Vou criar animais puros, ou oferecer ao mercado bezerros desmamados cruzados?•Eu tenho fazenda para manter, em excelentes condições de alimentação e nutrição, com capacidade de lotação adequada, de, no mínimo, 2 UA/ha ou superior, para remunerar meu capital?•Eu consigo tirar da minha propriedade uma rentabilidade que possa ser comparada com o que eu obteria se fosse agricultor?•E os riscos de meu negócio?

Page 11: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Pecuarista x empresário da pecuária

Page 12: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Para fugir das decisões erradas, o empresário da pecuária tem que responder a 3 perguntas, num

profundo auto-exame:

Page 13: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Quemcosô?

•O que eu desejo de minha empresa pecuária?

•Quais são qualificações, pontos fortes e fracos?

•Existe mercado para o produto que quero produzir?

•Existe futuro para esse produto (os frutos do meu produto só irão aparecer em muitos anos)

•Daqui a 10 anos eu estarei remunerando meu capital e meu trabalho?

Page 14: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Oncotô?

•Qual o ambiente que tenho a oferecer para os animais?

•Esse ambiente é o ideal para se ter rentabilidade e valer a pena, tendo em vista o investimento realizado ou necessário?

Page 15: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Poncovô?

•Como faço para ter produtividade, rentabilidade em minha empresa pecuária?

•Como melhoro meu ambiente?

•Qual a melhor genética, ou melhor, a mais adequada?

Page 16: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Eficiência reprodutiva do rebanho brasileiro2011

N° Matrizes1 74.487.416

N° Bezerros Desmamados2 48.624.855

N° Bezerros Nascidos3 52.514.843

Taxa de Desmama4 (%) 65,3

Taxa de Nascimento5 (%) 70,5

IEP6 17,01Número de fêmeas em idade reprodutiva (vacas e novlhas > 2anos); 2Número de bezerros desmamados; 3Estimativa do número de bezerros nascidos

(considerando 8% de mortalidade); 4Taxa de desmame = N° Bez. Desm./N° Matrizes; 5Estimativa da taxa de nascimento = N° Bez. Nasc./N° Matrizes; 6Intervalo entre partos.

Estimativas empregando informações do Anualpec 2012

RS, Pantanal

Page 17: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O uso de touros geneticamente superiores

N° Matrizes (2011) 74.487.416

Quantidade de touros (1/25) 2.979.497

Necessidade de touros de reposição: ~3 milhões x 20% de reposição

= ~600.000/ano

Quantos touros são avaliados geneticamente? ~17.000 CEIP +

~18.000 PO superiores =35.000 touros com avaliação genética

= <6% do mercado. >94% do mercado suprido com

cabeceira de boiadaBaruselli, SIIRA, Londrina, 08/2014

Page 18: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

A pecuária brasileira está fazendo melhoramento genético, de verdade?

NÃO

Page 19: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O empresário da pecuária de cria tem que:• FOCAR nos seus objetivos, que não podem muito fugir de:

• Novilhas sejam precoces e que, pelo menos, 50% fiquem prenhes quando expostasaos touros aos 14 a 16 meses de idade;

• Fêmeas tenham taxas de prenhez ao redor dos 75% quando primíparas;

• Categorias novilhas, primíparas, secundíparas devem ser tratadas de maneiradiferenciada e especial;

• Os animais devem ter baixo peso ao nascer;

• Os animais devem ter excelente peso à desmama;

• Os animais sejam musculosos (já pensando no cliente);

• Os animais tenham excelente ganho de peso pós desmame.

• Os animais depositem a gordura de cobertura exigida pelos programas de premiaçãodos frigoríficos

• Nessas condições, o melhoramento genético é essencial e vai causarenormes benefícios. Fora desse panorama, a genética não terá condições dese expressar e aumentar a rentabilidade da empresa pecuária de cria.

Page 20: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Compra de material genético

Page 21: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Repetindo conceitos:

Page 22: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Para que servem reprodutores e/ou matrizes?

• São nossas máquinas

• Devem produzir os nossos produtos, os bezerros

• Esses produtos devem ser adequados aos sistemas de produção e às condições de ambiente que temos, sempre respeitando a sustentabilidade ambiental e o bem estar animal

• Os reprodutores e matrizes são máquinas de fazer gametas (espermatozóides e óvulos), portanto, valem o valor de seus gametas

• Se valem o valor de seus gametas, temos que conhecer isso....

22

Page 23: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

A evolução das metodologias de estimação do valor genético: Vamos ser mais eficientes?

• Seleção genômica, associada com DEPs (single-step) ou não (já em uso em gado de leite e sendo

lançado em gado de corte, inclusive no Brasil a partir de 2010)

• Biologia molecular, seleção assistida por marcadores genéticos (começando a ser usada,

década de 2010)

• DEP’s com alta acurácia (“Modelos Animais”, depois de 1990)

• DEP’s com média acurácia (“Modelos touro”, 1970 a 1990)

• DEP’s com baixa acurácia (“Quad. Mínimos”, 1950-1970)

• Índices (desvios de grupos, e.g. provas de ganho de peso, 1930->)

• Medições ajustadas (>início século XX)

• Medições (pesos, dimensões, tempos, etc.) (séculos XIX e XX)

• Pedigree (século XVIII ->)

• Tradição, fama do criador dos animais (desde sempre)

• Avaliação visual (desde a domesticação dos animais) 23

Efi

cáci

a

O que mais fazemoshoje em dia

Page 24: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

E o que buscamos ao comprar material genético (tourinho, doadoras, sêmen ou embriões)?

? ?

Page 25: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Na realidade, buscamos o material genético, contido nos Cromossomos (DNA)

25

O que vemos não é o que buscamos.....

Page 26: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Todos queremos isso......

Page 27: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Ou isso.....

Mas, na realidade

Page 28: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Todos queremos isso.....

$$$$

Page 29: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Mas estamos buscando, na realidade, isso....

Olhando para isso.....

Page 30: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que deveríamos ter como objetivo é algo assim.....

O critério nacional de seleção da Nova Zelândia é “identificar os animais que darão origem a progênies que serão os melhores

conversores de comida em lucro para o produtor”

Page 31: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que realmente é importante para a pecuária de corte?

Produtividade

•Reprodução (precocidade, prenhez de primíparas, fertilidade)

• Adaptabilidade (pelagem, adaptação ao carrapato, moscas)

• Eficiência no uso de alimento (RFI, CA)

• Qualidade do produto (desempenho à desmama, ao sobreano, padrão de carcaça, qualidade de carne

• Facilidade de manejo, bem estar animal (chifres)

• Paternidade conhecida

Page 32: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

NutriçãoAlimentação

Manejo

Sanidade

GENÉTICA

Mão de obra

Instalações

Outros efeitos de ambiente

O que condiciona o desempenho de um animal?

Marcadores moleculares

Page 33: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que é avaliação genética?

Procedimento de análise dos dados de produção dos animais, comuso de metodologia estatística adequada, para:

◦Separar os efeitos genéticos aditivos(A) dos demais efeitos(D+I+E+GE)

◦A = valor genético aditivo = 2 x DEP (ou PTA)33

P = A + D + I + E + GE

Genética

Page 34: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

E DEP significa previsão de desempenho?

•Cuidado: DEP = Diferença esperada de progênie

•É a melhor previsão possível sobre o desempenhoMÉDIO dos filhos de um reprodutor (ou matriz) emrelação a uma base genética, a quem é atribuído um zero

•DEP serve para comparar touros

Page 35: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

DECAS das vacas x medidas da fazenda (peso à desmama)

• Média de peso à desmama dosfilhos das vacas de decas 1, 2, 3, 4e 5, safra 2013 = (187,42 kg)

• Média de peso à desmama dosfilhos das vacas de decas 6, 7, 8, 9e 0 (167,12 kg)

• Diferença de 20,30 kg

• ~R$120,00/bezerro desmamado

• Dados de mais de 490.000animais, sendo mais de 10.100 dasafra 2013

• DEP é dinheiro no bolso?

Dados de 19/05/2015, J.B.S. Ferraz

DECA

Peso

à d

esm

ama

Page 36: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

A distribuição das predições de DEP. CEIP, o enorme impacto na produtividade da pecuária de corte do

Brasil

36

Deca 1

Deca 2

Deca 3

Deca 4

Deca 5

Deca 6

Deca 7

Deca 8

Deca 9

Deca 0

1% 0,1%

Critério de Seleção

Máximo para CEIP

Mínimo para CEIP

Sem CEIP, não se vende

como reprodutorfr

equ

ênc

ia

Page 37: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que é acurácia?Relação entre acurácia de uma estimativa de valor genético de um animal e o risco

de utilizar-se ou não tal animal como reprodutor na propriedade.

Acurácia Razão Risco de mudança

futura (novas

informações)

0,10 a 0,30

(baixa)

poucas informações a respeito do animal,

animal em geral muito jovem acurácia

baixa, diminui o intervalo entre gerações

alto

0,31 a 0,70

(média)

número razoável de informações, reprodutor

jovem, com de 10 a 20 filhos já testados (em

gado de leite, 10 a 20 filhas com lactação)

acurácia média, intervalo entre gerações

médio

médio

acima de 0,70

(alta)

número suficiente de informações, animal

com mais de 20 filhos ou filhas testados

acurácia alta, aumenta muito o intervalo

entre gerações

baixo

Page 38: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O uso de reprodutores e matrizes jovens

• Os touros oriundos de um bom programa de seleção sãoultrapassados, em sua qualidade genética a cada ano, por touros jovens,mesmo que esses tenham baixa acurácia;

• Se o produtor usar um grupo de touros jovens, a acurácia desse grupo dejovens será MAIOR do que a de um touro provado, que terá, no mínimo,6 anos de vida (com acurácia média) isso é muito estimulante paraquem quer progresso genético rápido;

• Fonte: http://breedplan.une.edu.au/tips/Understanding%20EBV%20Accuracy.pdf

• Quem participa de programas de melhoramento e tem o nível genéticode seu rebanho abaixo dos outros TETF, com embriões filhos devacas e sêmen de touros superiores (sexado?), implantados em vacas demenor nível genético é uma excelente oportunidade de subir o nívelmédio do rebanho

Page 39: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas
Page 40: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Implicações do intervalo de gerações no progresso genético

40

G/ano = ganho genético/ano

i = intensidade de seleção

Acc = rÂA = acurácia

p = desvio-padrão fenotípico

h2 = herdabilidade

L = intervalo de gerações

Forte impacto nointervalo de gerações,diminui o ganhogenético/ano (que équem paga as contas)

acurácia

Page 41: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

41

P = A + D + I + Heterose + Complementaridade

+ E + GE

E no caso de cruzamento?

Genética

Page 42: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Um tipo de touro para cada ambiente, para cada sistema de

produção: Não existe o touro ideal para todos

Fonte: Anualpec 2015

ESTADO TOTAL

AC 1.563.127

AL 517.464

AM 1.600.667

AP 72.969

BA 9.601.754

CE 1.221.619

DF 34.883

ES 1.676.386

GO 14.210.190

MA 5.986.510

MG 15.277.278

MS 14.524.164

MT 27.082.546

PA 16.434.525

PB 929.786

PE 1.089.578

PI 1.560.657

PR 4.509.172

RJ 1.539.709

RN 852.081

RO 9.761.038

RR 722.107

RS 10.896.078

SC 2.661.650

SE 504.153

SP 6.166.968

TO 7.140.279

Page 43: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Para cada propriedade

• Um sistema de produção, um mercado, um produto umobjetivo.

• Cada caso é um caso

• Cada empresário da pecuária TEM QUE definir o que quer,qual seu produto, seu mercado

• Com isso, ficam definidos os critérios que serão usados, paracada um, na escolha de touros, sêmen, embriões

Page 44: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Eu faço cruzamento: por quê comprar touros avaliados e melhoradores?

• O resultado de um cruzamento depende da combinação de fatores:

• Ambiente

• Qualidade genética da vaca

• Qualidade genética do touro

• Fenótipo de um cruzado depende da DEP dos pais + heterose + complementaridade de raças + ambiente + interação genótipo ambiente + ambiente materno

• selecionar vacas excelentes quanto à precocidade sexual e de acabamento e à habilidade materna e acasalar com touros excelentes da outra raça é 70% do caminho andado para o sucesso no cruzamento

• usar vacas de baixo padrão genético, acasaladas com qualquer touros da outra raça é 85% de caminho andado para o fracasso no cruzamento

• Selecione bem suas vacas. Elas são seu maior patrimônio

Page 45: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Eu compro touros sem avaliação. Quais são as consequências?

• Dos filhos de seu “novo” touro, se ele tiver sido aprovado em exame andrológico,50% serão bezerros machos (que você venderá) e 50%, fêmeas, que, na maioria dasvezes, serão mantidas como novilhas de reposição

• Consideremos o uso de touro CEIP com 10 kg de peso à desmama (GND)superior à media e vamos comparar comum touro da media (seguramente melhorque o touro sem avaliação). Essa diferença de 10 kg x 30 filhos/ano x 6 anos =1.800 kg de peso à desmama na vida do touro x R$6,00 = R$10.800,00 de diferençaAPENAS por ter usado touro melhor.

• FAZ DIFERENÇA?

• Usar touro CEIP é despesa ou investimento?

• E a qualidade das fêmeas que ficam no rebanho, mães das futuras safras,que irão carregar os genes de maior peso à desmama?

• Quem paga o mico é quem usa touro sem avaliação

Page 46: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Como eu divido minhas vacas Nelore, para fazer reposição e para cruzamento?

• Depende de sua taxa de reposição de matrizes.

• Digamos que seja de 20% ao ano, média de idade das fêmeas em reposição de 6 anos (descarte devido a vacas vazias + poucos descartes por qualidade)

• 40% do rebanho para Nelore de alto padrão• 50% x 0,75 (desmama) x 50% (fêmeas) ~= 19% do rebanho com candidatas a novilhas

• 50% para cruzamento, com produção de 50% x 75 % de desmama = 37,5% de animais cruzados para abate.

• Suponhamos 2.000 fêmeas• Produção anual de ~380 fêmeas de reposição (muito apertado)

• Produção anual de ~400 animais Nelore de abate

• Produção anual de ~750 animais cruzados para abate

• Descarte anual de ~400 fêmeas

• Uso de fêmeas F1 para uma cria?

Page 47: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas
Page 48: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas
Page 49: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

No ano de 2016, a comercialização de sêmen

bovino no Brasil caiu quase 7%, segundo dados

divulgados pela Associação Brasileira de

Inseminação Artificial (ASBIA), que representa

90% do mercado nacional, totalizando

11.723.738 de doses.

Segundo levantamento da Associação Brasileira

de Inseminação Artificial mostrou que de todo

o sêmen de raça de corte vendido no Brasil,

53% são da raça Angus (3,7 milhões em 2014,

4.3 milhões de doses em 2015)

Page 50: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que se pode fazer no que se refere à precocidade sexual? (e tem muita gente fazendo)

• Vaca vazia faca

• Tourinhos mal avaliados (cuidado com os critérios)

• Uso maciço de touros com “top” para precocidade sexual, o quepadroniza a vacada em produtividade, com grande precocidade sexual

• Abolição da estação de monta de outono todas as bezerras de 12 a16 meses são expostas na estação normal forte intensidade deseleção

Page 51: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O uso das biotecnologias reprodutivas muito poderosas, para quem sabe usá-las

• Depois de um tempo, você pode terminar com 2 rebanhos em sua fazenda:• Um de filhos de Inseminação Artificial

• Outro de filhos de touros de repasse

• Cuidado com as doadoras

• Cuidado com as receptoras

Responsabilidade na

escolha de touros de repasse

Page 52: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

•Medidas Indiretas (Santana Jr, Eler, etc)

•Tecnologias Reprodutiva (FIV, PIVE)

•Maior uso de fêmeas de alvo valor genético

•Número de folículos antrais.

Precocidade sexual

Page 53: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Existem regiões genômicas de efeito maior sobre a

expressão das características reprodutivas estudadas.

Hipótese

Page 54: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• Identificar regiões genômicas associadas com as

caraterística reprodutivas de probabilidade de prenhez ao 14

meses de idade e número de folículos antrais;

• Identificar alelos haplotípicos com influenciem as

características estudadas.

Objetivos

Page 55: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Material e Métodos: Banco de dados fenotípicos

• 2,283 novilhas Nelore / 78 touros;

• Prenhez;

• Número de folículos antrais (n=1.099);

• Três fazendas comerciais.

Probabilidade de Prenhez aos 14 meses de idade

(PP14)

• Categórica (0 ou 1);

• Faz parte do manejo de algumas fazendas (12 a 16

meses).

Universidade

Page 56: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Número de Folículos antrais (NF)

• Folículos visíveis (≥ 3 mm de diâmetro) em ultrassom

• Ambos ovários

• Grupo de contemporâneas (GC) = fazenda + grupo de

manejo + ano

• GC sem variabilidade, com menos que 10 animais

• Desvios superiores a 3,5 desvios padrão em peso e idade

Material e Métodos: Banco de dados fenotípicos

Page 57: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

•Amostras de pelo (n = 1.267);

•GGP Bos indicus HD GeneSeek® (74.677 SNPs);

• 42 / 78 touros previamente genotipados com o chip Illumina®

BovineHD BeadChip (777.962 SNPs).

Material e Métodos: Genotipagem

Page 58: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• Call Rate < 0,95 (3.712 SNPs);

• MAF < 0,02 (1.560 SNPs);

• HWE > 1−5 (110 SNPs);

• Não mapeados, MT e Y (844 SNPs);

• Call Rate Animal < 0,90 (12 animais).

Novilhas = 1.255

SNPs = 68.430

Material e Métodos: Controle de Qualidade Genômico

Touros

Page 59: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• Single Step (Legarra et al.,2009);

•Efeitos Fixos = GC, idade;

• 2.200K de iterações (200K burn-in);

• Intervalor de amostragem = 200.

Material e Métodos

Componentes de Variância

Page 60: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Fazenda1 Fazanda2 Fazenda3

N 579 299 377

Idade 16,1 ± 1,20 14,1 ± 0,87 17,2 ± 0,52

Peso 283,2 ± 28,92 260,6 ± 19,20 276,5 ± 16,73

PP14 0,33 0,35 0,36

NF 12,07 ± 4,68 10,99 ± 3,80 --

Tabela 1. Estatística descritiva por fazenda dos animais genotipados.

Resultados e DiscussãoDados fenotípicos

Page 61: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Tabela 2. Estatística descritiva dos valores do coeficiente de herdabilidade

(h2) e correlação genômica (r) para probabilidade de prenhez aos 14

meses (PP14) e número de folículos antrais (NF) de novilhas Nelore.

Média Mediana DP HPDL HPDU

h2PP14 0,28 0,28 0,07 0,15 0,43

h2NF 0,49 0,49 0,09 0,32 0,68

rPP14xNF -0,21 -0,20 0,29 -0,78 0,33

Resultados e DiscussãoParâmetros Genéticos

Page 62: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

•Correlação genômica (-0,21 [-0,78 0,33]) - Baruselli et al.2015; Santos et al. 2015.

•Coeficiente de herdabilidade (0,28) menor que a literaturapara Nelore (Eler, Santana Jr., 2014);

•Para NF, h2 (0,49), valores superiores aos reportados pararaças taurinas.

Resultados e Discussão

Parâmetros Genéticos

Page 63: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Figura 1. Manhattan plot do GWAS para prenhez precoce em novilhas da raça Nelore.

Resultados e Discussão GWAS para prenhez precoce

Page 64: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Resultados e Discussão

GWAS para prenhez precoce

• Chr5 = 24 genes ( TOM1, HO-1, IGF-1)

• Chr14 = 20 genes (SOX17, RGS20, PLAG1)

• Chr18 = 83 genes (FUT2, BAX, LHB, SLC)

Page 65: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Figura 2. Manhattan plot do GWAS para número de folículos antrais em novilhas Nelore.

Resultados e Discussão GWAS para população folicular

Page 66: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Resultados e Discussão

GWAS para população folicular

• Chr2 = 12 genes (FBP, PUM1);

• Chr8 = 16 genes (GATA4, CTSBS);

• Chr11 = 14 genes (FOSL2, YPEL5);

• Chr14 = 16 genes (SOX17, RGS20 , PLAG1)

• Chr15 = 2 genes (ARHGAP42);

• Chr16 = 13 genes (GPR37, LGR6);

• Chr22 = 20 genes (TOPAZ1, LYZL).

Page 67: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

•Natureza poligênica das características reprodutivas(Fortes et al, 2010,2013);

•Bos indicus ≠ Bos taurus (Fortes et al., 2013);

•Chr14 -> possível efeito pleiotrópico.

Resultados e Discussão GWAS

Page 68: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

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Resultados e Discussão Enriquecimento funcional prenhez precoce

Page 69: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• ”Munc-18”: secreção hormônios da pituitária (estradiol);

• ”Fucose”: interação espermatozoide x oviduto => fertilização;

• “Hemoglobin”: vascularização dos ovários / picos de LH (Brown et al.

(2014) .

Resultados e Discussão Enriquecimento funcional prenhez precoce

Page 70: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

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Resultados e Discussão Enriquecimento funcional população folicular

Page 71: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• ”Cathepsin B”: correlacionada com a qualidade de oócitos e embriõesem bovinos (BALBOULA et al., 2013). Expressão influenciada peloestresse térmico;

• ”Receptors-Neuropeptide”: Neuropeptídeo kisspeptin associado com comexpressão de GnRH (LH e FSH) - (AMSTALDEN et al., 2014);

• “Palmitc Acid”: apoptose de células foliculares, distúrbios reprodutivos.Concentração afetada pela temperatura (ZERON et al. 2001).

Resultados e Discussão Enriquecimento funcional população folicular

Page 72: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

•FindHap v.3 (VanRaden) – parâmetros padrão (taxa de erro =

0,2 %);

• Janelas dos 3 principais cromossomos;

•Após predição, alelos entre meios-irmãos foram verificados.

A BTouro

A B

Material e MétodosHaplótipos

Page 73: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

• Alelos haplotípicos com menos que 3 cópias ou sem variabilidade;

• Estimar efeito dos alelos paternos → incluídos como efeito fixo(BayesB);

• Análise de contraste entre os alelos dos touros heterozigotos (p <0,10).

Material e Métodos -Haplótipos

Page 74: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Cromossomo 5

Posição 70 – 74 Mb (± 4 Mb)

Resultados e Discussão - Haplótipos

Figura 1. Manhattan plot do GWAS para prenhez precoce em novilhas da raça Nelore.

Page 75: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Cromossomo 14

Posição 20 – 24 Mb (± 4 Mb)

Figura 1. Manhattan plot do GWAS para prenhez precoce em novilhas da raça Nelore.

Resultados e Discussão - Haplótipos

Page 76: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Chromosome 18 (~ 55 MB)

Position 54 – 58 Mb (~ 4 Mb)

Figura 1. Manhattan plot do GWAS para prenhez precoce em novilhas da raça Nelore.

Resultados e Discussão - Haplótipos

Page 77: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

chr 5, 14 e 18, “Munc-18 Proteins”, “Fucose”

“Hemoglobins”PP14

chr 2, 8, 11, 14, 15, 16 e 22, “Cathepsin B”,

“Receptors-Neuropeptide” e “Palmitic Acid”;

Encontrados alelos haplotípicos com efeito (p<0,10) sobre os fenótipos.

“No forno”: validação em 24 touros sequenciados (todo genoma)

NF

Existe complexidade genômica das características estudadas;

Conclusões precocidade sexual

Page 78: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O cuidado com as doadoras – caso real

percentil

índ

ice

Somente essas deveriam ser candidatas a doadoras

Page 79: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O mesmo quadro com o uso da genômica

Fonte: R. Carvalheiro 7WGAP, Araçatugba, 03/2017

Page 80: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Pergunta básica na escolha de touro europeu para cruzamento

• Quem tem a informação sobre desempenho de bezerros filhos de touros Angus (a raça mais usada em cruzamento, no Brasil), com vacas Nelore, em condições de:• Pasto?

• Confinamento após desmama?

• Confinamento após recria?

• Desempenho?• Peso final

• Rendimento de carcaça

• Cobertura de gordura

• Premiação nos programas

• Queixas• Falta de peso final

• Falta de cobertura de gordura

• Falta de marmoreio

• Falta de premiação

Page 81: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Resposta

• Ninguém• Nem AAA• Nem Promebo• Nem os Hermanos ou Uruguayos

• Porque?

• Essa é fácil de responder:• Ninguém conhece ou administra o que não mede

• Os centros de avaliação PODEM• Nos responder às perguntas importantes

• Nos trazer ao mercado uma informação essencial

• Colher dados desses touros em vacas Nelore

• Desempenho

• Carcaça

• Carne

Page 82: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

E onde devo comprar touros e material genético ?

A resposta é simples, curta e grossa: de alguém que faça avaliação genética e a usepara fazer melhoramento genético de verdade. Mas isso só terá o efeitocompleto se o empresário tiver as condições mínimas para isso.

Onde estão esses criadores? No CEIP, quase todos.

Cruzamento: NUNCA use touros para cruzamento sem fazer uma análisecriteriosa de seus valores genéticos aditivos, adequando-a para seus objetivos

MAS a compra tem que ser muito bem estudada, temos que escolher osmelhores reprodutores para OS CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DECADA EMPRESÁRIO, dentro de suas condições de trabalho

pensamento de empresário da pecuária

Page 83: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Escolhendo touros

Page 84: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Uma maneira de escolher touros com diferentes avaliações

Page 85: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

E os modismos?

• Eficiência alimentar

• Maciez da carne

• Marmoreio

• Quais são os “efeitos colaterais”, as respostas correlacionadas à seleção?

• Quem fica com o mico?

Page 86: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

A contribuição das ômicas: Genômica (GWAS, GS).

Ano

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Citações Ganho genético - Leite Animais Genotipados

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Page 87: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Uma informação de alta relevância

O gado zebu é tardio, tanto quanto ao acabamento, como em termos reprodutivos. Verdade?

Page 88: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

A importância da alimentação adequada, no momento correto

Page 89: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Recriar nossas bezerras nos melhores pastos, se possívelreformados por ILP, ILPF, IFP maior produtividade

• Fêmeas mal nutridas na fase de crescimento bloqueiama expressão de parte de seus genes isso as afeta, afeta o desenvolvimento de suas filhas em gestação e das filhas de suas filhas 3 gerações de prejuízos nafertilidade

• Onde recriamos nossas novilhas?

• Quem usa ILP tem melhores resultados de fertilidadede novilhas jovens relatos de 50 a 75% de fertilidade no GO, MS, MT e SP em novilhas expostasao 14-16 meses, após recria em pastos de ILPF

Page 90: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Agradecimentos

Page 91: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que leva dessa vida...

Page 92: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

O que leva dessa vida...

Page 93: Ligação e recombinação gênica elaboração de mapas

Obrigado pela paciência

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Melhoramento genético

Luis Alberto Fries, in memorium

Prof. Dr. José Bento Sterman Ferraz1Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da USP,

Núcleo de Apoio à Pesquisa em Melhoramento Animal, Biotecnologia e Transgenia,

[email protected]