Biotecnologia de Bovinos

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Biotecnologi� d� Bovin�
Pecuári�:
● Atividade pertencente ao setor primário da
economia;
● Uma das principais áreas em termos de
produção de riqueza no país;
● Abastece o mercado interno e exerce um
grande destaque nas exportações.
● Brasil detém o maior rebanho comercial do
mundo
● Maior exportador; Segundo maior produtor (1º
EUA); Terceiro maior consumidor total;
Terceiro maior consumidor per capita.
● Um único bovino americano produz cerca de
130 kg de carne, contra 56 kg produzidos no
Brasil, permitindo aos americanos produzirem
20% da carne mundial, possuindo apenas 9,6%
do rebanho.
● Principais países importadores de carne bovina
do Brasil: China, Hong Kong, Chile, Egito, EUA.
● A criação de bovino no Brasil concentra-se,
atualmente, em grandes propriedades, mas
pauta-se preferencialmente na produção de
carne, haja vista que esse produto é o mais
valorizado e o mais voltado para a exportação.
● A produção de leite e seus derivados é mais
destacada em propriedades de pequeno e
médio porte, uma vez que o seu mercado é
geralmente regionalizado.
Bovinocultur�:
➔ Conhecer as características raciais dos
bovinos;
➔ Entender de sua reprodução;
➔ Compreender de seu comportamento;
➔ Conhecer suas necessidades nutricionais;
➔ Saber manejar as pastagens;
➔ Conhecer as doenças que os atacam e como
preveni-las;
➔ Conhecer as construções e instalações para
manter bovinos.
● Principais atividades: gado de corte e gado de
leite
Principais raças para produção de leite:
Holandesa; Jersey; Pardo Suiço; Gir; Guzerá;
Sindi; Girolando
Principais raças para produção de carne:
Braford; Hereford; Bravon; Charolês; Aberdeen
Angus; Red Angus; Gir; Wagyu; Limousin;
Marchigiana; Tabapuã
Fenótip� Bovin�:
● As características são geralmente influenciadas
pelo meio ambiente e controladas por muitos
genes, cada um contribuindo com pequeno
efeito sobre o fenótipo do animal, podendo
resultar em complexas interações gênicas.
● Genoma bovino composto por cerca de 22 mil
genes e 2,87 bilhões de pares de nucleotídeos.
Principais caracteres produtivos para seleção
de bovinos:
BOVINOS DE LEITE:
★ Produção de leite (Kg por lactação)
★ Produção de gordura e proteína no leite
★ Peso corporal
★ Tamanho
★ Velocidade de ordenha mecânica
★ Intervalo entre partos
★ Temperamento (docilidade)
★ Resistência a doenças
★ Especificações da raça
BOVINOS DE CORTE:
★ Fertilidade
★ Taxa de desmama
★ Idade á puberdade
★ Intervalo entre partos
★ Peso
★ Espessura de gordura subcutânea
★ Conformação, musculatura, tamanho,
gordura, aprumos
★ Peso dos cortes comerciais, marmoreio da
carne
★ Temperamento (docilidade)
★ Especificações da raça
Objetivos do melhoramento animal para
agroindústria:
✓ Novas exigências e demandas dos
consumidores
✓ Necessidade de aumento da eficiência do
processo produtivo
✓ Competitividade do mercado (produção com
baixo custo e alta qualidade)
✓ Direcionamento de cruzamentos entre
animais geneticamente provados;
✓ Importação e disseminação de material
genético (animais, sêmen e embriões) de
rebanhos selecionados;
✓ Utilização de cruzamentos entre raças
aumentando a heterose, geralmente refletida no
aumento de produtividade.
Melhorament� Genétic�
Clássic�:
● Robert Bakewell: Fundador dos padrões
modernos de melhoramento animal e do
desenvolvimento de técnicas de cruzamento.
● “O filho se parece com os pais ou com seus
ascendentes” “Acasalar o melhor com o
melhor”.
● Intensifica-se no início do século XX, onde a
produção animal passa a ser uma atividade
comercial mais consolidada;
● Busca a obtenção de animais dotados
geneticamente de uma herança superior
● Não havia conhecimento dos genes
envolvidos, e dos mecanismos moleculares a
eles associados;
● Baseia-se no estudo de diferentes métodos de
cruzamento e seleção de animais.
➔ Métodos para analisar a estrutura e a função
do material genético
➔ Equipamentos para análises automatizadas de
grandes quantidades de amostras
➔ Métodos estatísticos
➔ Ferramentas de bioinformática
Essas adições resultarem em um incremento aos
programas de melhoramento animal e na
inserção de novas características de interesse
econômico nos programas de avaliação genética
Biotecnologia no melhoramento de rebanhos
bovinos:
➢Marcadores Moleculares - Marker Assisted
Selection (MAS)
➢ Inseminação artificial/ IATF
➢ Transferência de embriões (TE)
➢ Produção in vitro de embriões (PIVE)
➢ Sexagem de embriões
➢ Embriologia molecular
➢ Transgênese Animal
➢ Clonagem
Marcadores moleculares baseados em DNA:
● Conhecido como ‘marcador genético;
● Consiste em sequencias de DNA que podem
ser mapeadas a fim de revelar atributos chave
do organismo em questão;
● Pode ser usada para revelar variação
genética;
● Baseados na identificação de polimorfismos
de DNA: surgem como resultado de uma
variação (mutação).
● Diferentes marcadores genéticos já foram
mapeados em localizações específicas nos
cromossomos e associados a diferentes
características dos animais.
● Quando os marcadores moleculares se
mostram associados com características de
interesse, eles podem constituir poderosa
ferramenta no processo de melhoramento
genético animal;
● Esses marcadores variam quanto à
confiabilidade, à reprodutibilidade, ao custo
de análise e à natureza de seu polimorfismo.
● O uso de marcadores moleculares
principalmente de DNA, permite que o
potencial genético de um animal seja
determinado com maior precisão, antes
mesmo da expressão do seu fenótipo.
● Não analisa-se somente o gene de interesse
em questão porque praticamente todas as
características de interesse econômico são de
herança poligênica, ou determinadas por
poligenes.
● POLIGENE: Vários genes, cada um
contribuindo com mais ou com menos efeito
sobre o fenótipo. Afetam muitas vezes mais
de uma característica e são fortemente
influenciados pelo ambiente.
● A mutação cria os novos elementos (alelos)
que irão (ou não) fazer parte do pool genético
de uma população. Quando uma variante
genética alcança uma frequência de 1%,
passamos a denominá-la POLIMORFISMO.
● SNPS (polimorfismos nucleotídicos únicos):
consistem de modificações em um único
nucleotídeo, que pode ser substituído;
excluído ouadicionado. Em todas as três
possibilidades há modificação na seqüência
de DNA.
● VNTRS (nº variável de repetições) E STRS
(repetições curtas em tandem) consistem de
seqüências nucleotídicas repetidas que
variam no número de ocorrências do motivo
básico. Por exemplo, considere o motivo
básico CAG. Alguns indivíduos na população
podem apresentar 5 vezes este motivo em
uma região específica do genoma, ao passo
que outros indivíduos podem apresentar 6, 7,
8, 9, n repetições.
● Análise de marcadores moleculares: Técnicas
baseadas em hibridização; PCR;
Sequenciamento
Seleçã� Genétic� d� Bovin�
Assistid� por Marcadore�:
● Estudo de ancestralidade em bovinos pode
ser utilizado para identificar o animal,
estabelecer vínculos de parentesco e verificar
sua ancestralidade.
● Materna: marcadores uniparentais do DNA
mitocondrial
● Paterna: marcadores uniparentais do
cromossomo Y
● Genômica: determinação das proporções
raciais de um animal pelo estudo de
marcadores biparentais autossômicos
Estudo de associação genômica ampla:
Genome-wide association study (GWAS)
➔ Detectar associações entre variações
genéticas (marcadores moleculares) e uma
determinada características de interesse.
➔ GWAS são métodos matemáticos que
identificam associações entre regiões
genômicas e traços fenotípicos e é utilizado
principalmente no estudo de doenças.
Chips de SNP para Microarranjo
➔ Detecção de milhares de SNPs de interesse
comercial, simultaneamente, a um menor
custo e de maneira rápida;
➔ Uma amostra com chip de 50 mil
marcadores fica pronta em questão de dias;
➔ Acurácia de em torno de 80% para a
Diferença Esperada na Progênie (DEP)
genômica estimada pelo uso de cerca de
50.000 marcadores em populações de gado
leiteiro.
➔ DEP é usada para comparar o mérito
genético de animais para várias
características e prediz a habilidade de
transmissão genética de umanimal avaliado
como progenitor.
● O impacto dessas tecnologias requer a
existência de banco de dados compostos por
informações fenotípicas e genotípicas de um
grande número de indivíduos. A genômica
tem o potencial de viabilizar a inclusão de
características de difícil mensuração ou de
alto custo nos programas de melhoramento,
pois otimizará a avaliação genética, tornando
possível predizer DEPs (diferença esperada na
progênie) confiáveis, com menor volume de
dados e com redução nos intervalos de
gerações.
● Através da genômica, é possível predizer o
mérito genético do possível reprodutor com
aproximadamente 70% de confiabilidade no
momento em que o terneiro nasce.
Programas de melhoramento de gado de leite:
genômica vs testes de progênie
➔ Ferramentas para predição de produção de
leite;
➔ Dados genômicos utilizados junto aos
fenotípicos e genealógicos têm trazido
benefícios expressivos.
➔ Teste de progênie: menos confiabilidade;
➔ Ao deixar de realizar o teste de progênie, a
indústria tem economizado milhões de
dólares que eram destinados anualmente
para testes de touros jovens.
➔ Em média gasta-se US$30.000 para cada
touro que entra em teste.
➔ Desde que o touro jovem chega a central (com
8 meses) até sair sua prova se passam 4 anos
em que o animal permanece em estábulos
recebendo alimentação e os cuidados
necessários até que suas filhas sejam
avaliadas.
Embriologia molecular e seleção por
marcadores
➔ Genotipagem e determinação do sexo ainda
na fase embrionária;
➔ Só os embriões de elevado mérito genético e
do sexo desejado são transferidos para
fêmeas receptoras;
➔ Estabelecimento de critérios para a
identificação e a seleção mais rápidas dos
animais portadores de características de
interesse comercial;
➔ Redução do intervalo entre gerações e dos
custos do processo de reprodução
Genes de interesse zootécnico bovino:
Produção de leite:
β-LACTOGLOBULINA: Dependendo do genótipo
pode estar relacionada a um efeito positivo na
concentração de gordura , ou com menor
concentração de proteína e redução na
produção total do leite;
κ-CASEÍNA B: Relacionada com maior produção
de queijo, provavelmente por resultar em
coagulação mais rápida e maior firmeza do
coágulo;
Produção de carne:
MIOSTATINA: Gene da musculatura dupla
controla o desenvolvimento da massa muscular.
Alteração neste gene, que inicia sua função
biológica ainda na fase embrionária, resulta em
alterações no desenvolvimento muscular,
gerando animais adultos com maior número de
fibras musculares e maior deposição de músculo
na carcaça.
LEPTINA: Gene codifica a leptina, que é um
hormônio produzido pelo tecido adiposo e age
sobre os mecanismos energético, eficiência
reprodutiva e até o sistema imune. Relacionado
a peso corporal, deposição de gordura na
carcaça, qualidade de cortes nobres, além de
consumo de ração, área de olho de lombo.
Outros:
BLAD: (Deficiência de Adesão Leucocitária
Bovina) onde os animais afetados por esta
patologia são mais susceptíveis às infecções
bacterianas.
DUMPS: (Deficiência de Uridina Monofosfato
Sintetase) os animais provenientes de
cruzamentos heterozigotos de portadores deste
gene podem apresentar morte embrionária de
seus produtos em torno do 40º dia de gestação.
CVM: (Complexo de Má Formação Vertebral
Cervical) bezerros homozigotos para este gene
podem ser reabsorvidos, abortados ou
natimortos. Já animais portadores de apenas um
gene da CVM são normais, podendo apresentar
baixas taxas de prenhez quando cruzados com
outros portadores.
Perspectivas da genômica para bovinocultura:
✔ Aumento da eficiência do processo de
seleção, por meio da seleção assistida por
marcadores;
✔ Conhecimento da variabilidade genética, a
nível molecular, das populações;
✔ Geração de um grande número de
informações de seqüências de DNA;
✔ Identificação de genes candidatos para as
características relacionadas a saúde animal e
qualidade de produtos em bovinos