Apostila Melhoramento Animal

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA - UDESC
CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS - CAV
DISCIPLINA MELHORAMENTO ANIMAL
PROFESSOR NILSON BRÖRING
MELHORAMENTO ANIMAL 
 
MELHORAMENTO ANIMAL 
INTRODUÇÃO
Com os novos rumos do comércio ao nível nacional e internacional, e o aumento da competitividade na busca de novos mercados, a produção de alimentos, tende a buscar saídas para um crescimento em quantidade e qualidade. Assim, o estudo do melhoramento genético se mostra fundamental para um progresso destas atividades. O melhoramento genético animal, tem como objetivo principal a utilização da variação genética entre os indivíduos, para aumentar qualitativa e quantitativamente a produção dos animais domésticos (TONHATI,1998).
O melhoramento animal, apesar de ter a sua fundamentação teórica desenvolvida há alguns anos, recentemente tem recebido grandes contribuições que são as principais responsáveis tanto pela expansão quanto pelos progressos genéticos que têm sido observados nas mais diferentes espécies de animais domésticos explorados comercialmente, já que o mercado exige que aconteçam melhorias.
Fundamentalmente, a melhoria genética se processa com base na escolha correta daqueles que participam, ou melhor, daqueles aos quais é dada a possibilidade de participar, do processo de constituição da geração seguinte. Isso vale para a escolha dos indivíduos que produzirão filhos, ou mesmo, para escolha de raças. 
Papel do melhoramento genético animal
O melhoramento é considerado importante por representar resultados de longo prazo. É fundamental ter consciência de que o momento, apesar de ser propício para se fazer modificações no setor, sinaliza que qualquer falha pode ser extremamente maléfico em relação a novas tecnologias. É importante ressaltar que os erros na tomada de decisão serão penalizados, ficando o lucro muito reduzido ou mesmo nulo. 
 
OBJETIVO DE SELEÇÃO
Denomina-se objetivo de seleção a combinação de atributos de importância econômica que se busca nos indivíduos, ou seja, aquilo que se deseja melhorar. Isso quer dizer que a mudança genética deve ser direcionada no sentido de atender ao mercado. Dessa forma, e somente assim haverá retorno econômico no empreendimento. A sua definição é ditada pelo mercado, limitada pelo ambiente geral, e norteada pela rentabilidade. 
Deve-se considerar, que a decisão de incluir, ou não, determinada característica em programa de melhoramento depende da importância econômica, do potencial para ganho genético, dos custos de sua medição e dos interesses particulares de cada segmento da cadeia produtiva. 
Determinar quais características devem compor o programa de seleção.
É uma relação de características.
O objetivo de seleção é a orientação para o programa de melhoramento (rumo).
Características que influenciam economicamente devem fazer parte do programa de seleção.
Tem o objetivo de aumentar os lucros agregando valor ao produto, diminuindo as despesas.
Especificação dos sistemas de produção e mercado. 
Identificação das despesas e receitas em populações comerciais. 
Determinação de características biológicas que influenciam despesas e receitas.
Derivação dos valores econômicos para cada característica.
Seleção: decisão de permitir que os melhores indivíduos de uma geração, sejam pais da geração seguinte.
Seleção objetiva fixar uma característica de importância, por isso objetivo de seleção e a seleção em si caminham juntos com a finalidade de aumentar a frequência dos alelos favoráveis à incorporação das características selecionadas.
Características podem ser Qualitativas (poucos genes em um loco), ou Quantitativas (influenciadas por grande numero de genes).
Ênfase no processo de seleção de gado leiteiro é dada para características de produção porque vacas de alta produção geram mais receita. Em geral, a receita será ainda maior se a vaca tiver alta produção de leite nas primeiras lactações e se apresentar funcional por período extenso dentro do rebanho. Porém, a seleção praticada somente para produção de leite pode diminuir o mérito de outras características (Misztal et al., 1992).
Uma vez estabelecido o objetivo do programa de melhoramento faz-se necessário definir o critério de seleção.
CRITÉRIO DE SELEÇÃO
Entende-se por critério de seleção, a característica ou conjunto de características que serão medidas, e, a partir das quais, será feita à escolha dos indivíduos. 
O critério de seleção pode ser uma combinação ponderada de características que resultem em um índice final de seleção. Essas ponderações devem ser constituídas por valores econômicos dados a cada uma das características que o compõe, ou seja, eles representam a contribuição de cada uma para o retorno econômico da seleção.
Relação de características com a disponibilidade de fenótipos sujeitos a seleção.
Forma com que os fenótipos relacionados às características são obtidos a campo.
Como obter os fenótipos.
Rigidez na obtenção dos fenótipos.
Delimita critério de coleta de fenótipo. Exemplo: 72 horas após o nascimento.
Alteração do critério de seleção abre chance para envolver mais genes, ou seja, o critério de seleção é sem flexibilidade.
Existe uma relação estreita entre objetivo de seleção de um programa genético e critério de seleção. Mas estes não são, todavia sinônimos. Dessa forma, é importante definir-se claramente o que é objetivo de seleção, e o que se entende por critério de seleção.
O objetivo de seleção seria aquilo que se deseja melhorar, quais características devem compor o programa de seleção.
Já o critério de seleção, seria a forma com que os fenótipos relacionados às características são obtidos a campo.
Outras diferenças seriam que o critério não permite flexibilidade, e deve ser seguido com rigidez.
POSSIVEIS CRITÉRIOS ADOTADOS PARA OBTENCAO DOS FENÓTIPOS
Produção média de leite até 305 dias (kg)
Produção total de leite na lactação (kg) 
A medida padrão da produção de leite é a produção até 305 dias de lactação, não havendo necessidade de pesar o leite todo dia. O recomendável é que o leite seja controlado uma vez ao mês, combinando-se amostras de duas ordenhas para análise de gordura, proteína etc. A produção de leite de um determinado mês é calculada e acumulada com o total dos outros meses para estimação da produção até 305 dias.
Como a produção de leite é a característica mais importante em programas de melhoramento de gado leiteiro, faz-se necessário avaliar a sua associação com outras características, bem como analisar como essas se comportam quando a seleção é feita para produção de leite.
Critério adotado, talvez através de programa de melhoramento genético, que desta forma, obtém as DEPs – Diferenças Esperadas nas Progênies. As DEPs são obtidas a partir da análise de dados, muitas informações de características de interesse, lactação por exemplo. Esses dados são avaliados utilizando modelo estatístico que isola os componentes ambientais, responsáveis pela expressão do fenótipo, e quantifica a parte genética aditiva que será utilizada como critério de seleção massal e acumuladas geração a geração. O trabalho de coleta de dados é um dos processos mais importantes para se obter DEPs com confiança, pois é sabido que quando as informações não têm qualidade, as DEPs também serão de má qualidade.
Fenotípico ou morfológico - (Análise quanto aos padrões exigidos para cada raça, e características de ordem produtiva, funcional e racial).
Status ou histórico reprodutivo - (Avaliação ginecológica).
Status sanitário e nutricional - (Avaliação através de exames laboratoriais comprobatórios de sanidade e acompanhamento nutricional adequado).
Testes de Biologia Molecular - (Exames laboratoriais de DNA para identificação de marcadores moleculares).
IMPORTÂNCIA DA AVALIAÇÃO GENÉTICA PARA PROCESSO DE MUDANÇA NOS ÍNDICES PRODUTIVOS EM LACTAÇÃO
Avaliação genética é a quantificação do efeito aditivo dos genes 
Determinardentro da população os animais com Valor Genético superior
A decisão sobre quais touros serão usados, é a mais importante para o melhoramento genético dos animais em um rebanho. O produtor após observar as informações disponíveis sobre vários touros decide a favor de alguns poucos para uso em seu rebanho. Metade da herança futura de um rebanho origina-se do touro e a outra metade das fêmeas por ele cobertas ou inseminadas.
Na realidade, os touros contribuem com mais da metade do progresso genético da maioria dos rebanhos, uma vez que eles podem ser mais intensamente selecionados do que as vacas. Touros selecionados poderão contribuir com até 90% do melhoramento genético em uma população. A cada geração, os descendentes terão, na sua herança, a metade da carga genética do último touro, 114 do penúltimo e 118 do antepenúltimo. Portanto, após três gerações de emprego de touros superiores, 718 da herança dos animais originam-se destes touros, restando somente 118 da carga genética inicial. 
O emprego de touros selecionados poderá melhorar a renda, por meio da venda de machos, e aumentar o capital por meio das suas filhas. Uma vez que o touro não produz leite, as produções de leite das filhas é que tem sido usadas para sua avaliação, daí o nome "teste de progênie". 
A avaliação genética é processo integrante de um programa de seleção e tem por objetivo estimar o mérito genético dos animais, identificar os melhores e, assim, orientar as decisões de acasalamento. A precisão das avaliações genéticas e os acertos das decisões de acasalamento são, entre outros fatores, determinantes das taxas de progresso genético que indicam a eficácia dos programas de seleção.
Avaliação genética é a quantificação numérica do efeito aditivo dos genes que um indivíduo possui para uma determinada característica.
Desempenho do próprio animal = o que ele parece ser.
Desempenho de seus ancestrais = o que ele deve ser.
Informações da sua progênie = o que ele realmente é.
HERDABILIDADE
A Herdabilidade de uma característica é uma de suas propriedades mais importantes, é representada por h², e expressa a proporção da variância total que é atribuível aos efeitos médios dos genes, ou seja, à variância genético aditiva. A principal função é seu caráter preditivo, ou seja, expressar grau de confiança do valor fenotípico como indicador do valor genético, em outras palavras, mede o grau de correspondência entre fenótipo e valor genético que é em ultima instancia aquilo que influencia a próxima geração. 
CORRELAÇÃO GENÉTICA
 É o parâmetro que descreve a relação genética entre duas características. Varia entre ± 1.0. Se positiva e alta, indica que a seleção para a melhoria em uma característica muito provavelmente promoverá a melhoria na outra. 
CORRELAÇÃO FENOTIPICA E CORRELAÇÃO AMBIENTAL
	Quando dois ou mais caracteres são considerados simultaneamente nos indivíduos de uma população, seus valores fenotípicos podem estar correlacionados, de maneira positiva ou de maneira negativa. As causas dessas correlações fenotípicas podem ser genéticas ou ambientais. A principal causa genética da correlação fenotípica entre duas características é a ação pleiotrópica dos genes. Pleiotropia é simplesmente a propriedade segundo a qual um determinado gene afeta duas ou mais características, de modo que, se ele estiver segregando, ela causa variação nessas características. Por exemplo, genes que controlam a velocidade de ganho de peso aumentam também a estatura e o peso do indivíduo. Assim, eles tendem a causar uma correlação entre as características peso e estatura. Genes que controlam deposição de gordura, contudo, influenciam o peso sem afetar a estatura e, portanto, não causam correlação entre essas duas características. Existem casos em que alguns genes afetam duas características na mesma direção, enquanto outros aumentam o valor de uma e diminuem o de outra. Os primeiros tendem a causar uma correlação positiva enquanto os últimos tendem a causar correlação negativa.
O ambiente é outra causa de correlação fenotípica na medida em que duas características podem ser influenciadas pelas mesmas diferenças de condições ambientais. Uma vez mais, existem fatores ambientais que causam correlações positivas, outros negativas, entre duas características. 
A associação entre duas características que pode ser observada diretamente é a correlação entre os valores fenotípicos, chamada correlação fenotípica. Esta pode ser avaliada tomando-se mensurações de um determinado número de indivíduos na população.
METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO GENÉTICA
As avaliações genéticas consistem no processamento das informações de genealogia, de produção, de reprodução, de características de conformação e comportamento, com o objetivo principal de se predizer o valor genético dos animais.
Existem quatro fontes básicas que podem fornecer informações sobre o mérito genético de um animal. Estas são: (1) o fenótipo do próprio animal; (2) os fenótipos da progênie; (3) os fenótipos dos ancestrais; e, (4) os fenótipos de parentes colaterais.
Seleção genealógica
Quando informações sobre o desempenho de ascendentes dos candidatos à seleção são disponíveis, as mesmas podem ser usadas na seleção. A seleção genealógica é mais eficiente quanto maior for o grau de parentesco entre o indivíduo e o ascendente e quanto maior o número de informações do ascendente.
Seleção com base em informações de parentes colaterais
Entre os parentes colaterais mais comuns, estão os irmãos, primos, tios etc. Na seleção baseada na informação de irmãos, os candidatos são escolhidos ou eliminados de acordo com a média fenotípica de seus meio irmãos ou de irmãos inteiros. Podem existir dois casos, que resultam em diferentes ganhos genéticos. No primeiro, o indivíduo candidato à seleção é incluído na média, enquanto no outro caso, o indivíduo selecionado não é incluído na média.
Seleção pelo teste de progênie
O teste de progênie é um critério de seleção segundo o qual o valor genético aditivo de um animal é estimado com base na média dos valores fenotípicos de seus filhos. A aplicação desse critério é necessária quando os objetivos da seleção envolvem características que só se expressam num dos sexos, como produção de leite, ou que exigem o sacrifício do animal para serem mensuradas, como certas medidas de carcaça. O teste de progênie se presta ainda na seleção para características de baixa herdabilidade, pois a herdabilidade efetiva aumenta com o aumento do número de filhos em teste.
Modelo animal
As avaliações através do modelo animal baseiam-se no próprio animal. O método incorpora informação sobre o animal, seus ancestrais e suas progênies, levando em conta todas as relações de parentesco genético entre eles. Dessa forma, todos os parentes considerados influenciam a estimativa da capacidade de transmissão do animal assim como o animal influencia as estimativas das capacidades de transmissão de seus parentes. O grau de influência depende da proximidade do parentesco. Filhas, filhos e pais têm mais impacto sobre a avaliação de um animal do que parentes mais distantes como primos e avôs.
As principais vantagens do método do modelo animal são:
	1. Corrige para os efeitos do uso de acasalamentos dirigidos porque leva em conta o mérito genético de ambos os pais;
	2. Usa informações disponíveis em todos os membros da família, incluindo progênie e ancestrais;
	3. Corrige para os efeitos da seleção à medida que ela ocorre ao longo do tempo;
	4. Permite a expressão das provas dos touros bem como dos índices das vacas numa mesma base.
	Outra característica do método baseado no modelo animal é o fato de que as avaliações genéticas de um animal vão sendo atualizadas ao longo de sua vida à medida que o volume de informações disponíveis vai aumentando. A primeira fonte de informação sobre um animal é derivada de seus ancestrais. Com o passar do tempo, a produção do próprio animal é adicionada ao volume de informações. Posteriormente, informações sobre as progênies são também utilizadas.O resultado é que as estimativas das capacidades de transmissão de animais, obtidas por esta metodologia, são as mais confiáveis que o conhecimento atual pode oferecer.
1° Metodologia: Herdabilidade EVG = h² - fi*
2° Metodologia: Repetibilidade (repetição da mesma característica) EVG = (n x h² ÷ 1 + (n-1) x r) x Fi*
Essa metodologia é a que escolhemos para nosso trabalho;
3° Metodologia: Teste de progênie (grau de parentesco) EVG = (axy x h² x n ÷ 1 + (n-1) x t) x Fi*
Essa metodologia possui grande restrição; apenas uma possibilidade de cada vez.
4° Metodologia: Índice de seleção com base no Pedigree (Múltipla Regressão).
É obrigatório apresentar o fenótipo dos indivíduos a serem avaliados e dos demais animais. 
EVG: b1x1 + b2x2 + b3x3 + b4x4 + b5x5 + ... bnxn
METODOLOGIA SELECIONADA PARA CARACTERISTICA LACTAÇÃO
Repetibilidade;
Cálculo para avaliação genética: demonstraremos o calculo para um de cada, e os demais estão na tabela em anexo;
EVG touro 1: {n x h² ÷ 1 + (n-1) x r}x F* 
{3 x 0,25 ÷ 1+ (3-1) x 0,93568}x 284,875 = 76,07
EVG Vaca 1: {3 x 0,25 ÷ 1 + (3-1) x 0,971848}x 677,625 = 174,14
Os demais estão em anexo;
O EVG filho também está na tabela anexa;
SELEÇÃO PARA MÚLTIPLAS CARACTERISTICAS
Procuram contemplar o máximo de progresso genético e econômico, levando em conta todas as características.
Metodologia – Método tendencioso - A cada um ciclo uma característica é individualizada 
Maximiza o progresso genético de uma característica em cada ciclo de seleção, contemplando a todas as características nos ciclos sequentes.
Melhores pais, melhores mães, valor genético maior para uma dada característica.
Ciclos individualizados contínuos.
Metodologia – Método dos mínimos 
Contempla varias características sujeitas à seleção, não maximiza o ganho genético por características, porem, contempla um ganho mínimo sobre todas as diversas características.
Todas as características que podem ser avaliadas simultaneamente em toda a população.
O valor mínimo é determinado pela pressão de seleção.
Metodologia – Mérito total (a mais utilizada)
Leva em consideração varias características através dos valores genéticos e do peso econômico de cada característica sujeita a seleção. Busca o máximo de desempenho econômico e biológico, mais desejada para programas de seleção.
Assume compromisso de produzir ganho em cima das características não só geneticamente.
A metodologia utilizada em nosso trabalho foi a mérito total, pois ela busca o máximo desempenho econômico e biológico, o processo genético é agregado ao processo econômico utilizando o mérito total, ou seja, o melhoramento esta embasado nisso – o que posso melhorar, com o máximo retorno possível. É isso que todos procuram, contemplar ganho genético aliado ao peso econômico, ou seja, se há viabilidade e retorno financeiro.
METODOLOGIAS DE ACASALAMENTO
As duas principais tarefas do melhorista para progredir geneticamente uma população são: 
Selecionar os melhores pais para a próxima geração
Usar o sistema de acasalamento que maximize o ganho genético
O progresso genético depende de quais animais serão escolhidos para serem pais das próximas gerações. Os passos acima citados incrementam a frequência de genes desejados na população. 
O acasalamento determina a combinação de genes que a progênie recebera dos pais, porem não influencia a frequência de genes individualmente na geração dos filhos.
TIPOS DE ACASALAMENTO
Acasalamento aleatório: Sem influencia do homem, determinado pelos efeitos naturais que exercem sobre uma população. Exemplo: hierarquia social, alguns animais em ambiente natural exercem dominância sobre outros deixando desta forma um maior numero de descendentes.
Acasalamento não aleatório: sofrem influencia do homem.
Acasalamento fenotípico: A base de decisão depende do julgamento do homem com base no desempenho dos reprodutores (fenótipo). Os acasalamentos com base no fenótipo incluem na escolha dos reprodutores animais que sofreram influencia genética e ambiental. O ambiente não é transmissível podendo os animais eleitos, terem beneficiados de um melhor ambiente. A escolha de reprodutores com base no fenótipo trata resultados mais seguros, quando as características sob seleção apresentarem uma alta herdabilidade, ou seja, menor influencia do ambiente. 
O acasalamento fenotípico se divide em dois: 
Associativo positivo: Busca melhores fenótipos dos sexos.
Associativo negativo: Busca os melhores fenótipos de um sexo com os piores de outro, buscando uniformizar fenotipicamente uma população.
Componentes fenotípicos:
De que maneira as diferenças genéticas acontecem? Interatividade dos genes herdados pelo efeito aditivo.
O acasalamento com base no fenótipo depende de uma analise previa para determinar o grau de variabilidade entre o fenótipo dos animais para as varias características sujeitas a seleção, é importante determinar a média de ambos os sexos.
Com base na media e nas variâncias fenotípicas é possível determinar a posição que os animais ocupam dentro da população. A possibilidade de sucesso depende de uma excelente definição de grupo contemporâneo. O acasalamento fenotípico teria maior chance para características de alta herdabilidade.
Acasalamento genótipo aditivo:
Diminui substancialmente a subjetividade da resposta a seleção. 
Quando acasalamos machos e fêmeas com base no valor genético desprezamos o efeito do ambiente e efeitos genéticos não transmissíveis. A probabilidade de um acasalamento associativo positivo é muito maior. Embora não tão importante quanto o negativo.
Acasalamento consanguíneo: 
Promove o acasalamento entre indivíduos aparentados.
Observa-se em maior quantidade na homozigose populacional, causando uma menor variabilidade genética. Isso conduz a população a um desempenho mais próximo. Dependendo do nível de consanguinidade, corre-se o risco de expressões genéticas indesejáveis. Genes que estavam em estagio heterozigótico podem apresentar no seu estagio recessivo efeitos deletérios.
Indivíduos aparentados
Buscar padrão
Subfertilidade
Anomalias físicas e mentais
Sistema de acasalamento por absorção: 
Padronização do desempenho populacional. 
A utilização sequencial de reprodutores de um determinado grupo genético tende a absorver ao longo do tempo genética, conduzindo a um desempenho mais próximo entre indivíduos desta população absorvida, ou seja, reduzindo a variabilidade genética.
Acasalamento por cruzamento: Um sistema de acasalamento por cruzamento busca o ganho em produtividade através da heterose ou vigor hibrido e da complementariedade entre características.
O distanciamento genético dos animais que compõe o acasalamento por cruzamento pode proporcionar maior ou menor nível de heterozigose na população, o que resulta em maior ou menor nível de vigor hibrido.
O nível de vigor hibrido também é dependente do nível da herança da característica, onde, características de alta herdabilidade apresentam uma baixa resposta à heterose, sendo o inverso verdadeiro.
A utilização de macho e fêmea de grupamentos genéticos diferentes oportuniza um aumento na heterozigose, maiores efeitos de dominância e epistasia genica, oportunizando maior produção.
GANHO GENÉTICO
Mede as mudanças obtidas nas características sujeitas ao melhoramento. 
O ganho genético de uma geração é somado à outra.
∆G = I x ACC x SGA/ IC
Componentes: 
Intensidade ou pressão de seleção: representa a proporção de animais escolhidos em uma população, em relação ao total disponível.
É o percentual de animais escolhidos para serem pais da próxima geração. A pressão de seleção é diferenciada segundo o sexo dos animais; para a maioria das populações selecionamos um menor numero de machos do que de femeas, por esta razão, a pressão de seleção sobre machos é significativamente maior. Quanto menor o numero de machos escolhidos, maior é a pressão de escolha e consequentemente maior a expectativa de ganho genético.
Acurácia ou credibilidadede avaliação genética: A acurácia é o reflexo da quantidade e qualidade da informação que foi utilizada para estimar o valor genético.
Segurança ao se adotar determinado procedimento.
Em populações onde níveis de acurácia são maiores, verificam-se ganhos maiores. 
Populações bem estruturadas tem maior acurácia.
Acurácia esta diretamente relacionada à herdabilidade da característica.
Herdabilidades mais altas, próximas à 1, representam uma identificação acurada de valores genéticos desejáveis.
Desvio padrão genético aditivo: o grau de diferenciação SGA confere a população uma maior ou menor oportunidade de progresso populacional, aonde, variabilidade vem sendo reduzida, oportunidade de mudança é menor, mas não extinta. Uma forma de aumentar a variabilidade genética aditiva é introduzir genética de outras populações (superiores).
Intervalo entre gerações: tempo necessário para que a genética da descendência substitua a dos pais. Depende da espécie e da estrutura etária. É o que mais traz mudança.
GANHO GENÉTICO
Para Intensidade de seleção utilizamos valores tabelados, e escolhemos tal intensidade porque é o mais utilizado em programa de melhoramento de bovinos leiteiros, utilizamos 60% para machos, e 80% para fêmeas, e com a média da soma dos dois valores tabelados, encontramos o i da formula (0,497);
Para a acurácia, fizemos o calculo para a acurácia da mesma forma encontramos a média das duas, e chegamos em 0,5120 através da formula: 
Para o SGA, calculamos o desvio padrão de toda a população e multiplicamos pela herdabilidade, o que nos deu um valor de 676,8 x 0,25 = 169,2
E escolhemos o intervalo de gerações de 4 anos porque é o mais utilizado em vacas leiteiras.