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Melhoramento Genético em Equinos Aluna: Ana Thays dos Santos da Silva Prof.: Cesar Carneiro Linhares Fernandes Introdução Lida de rebanhos bovinos Esportes equestres Equoterapia (IBGE, 2015) Utilizações R$ 705 milhões Empregos diretos e indiretos 2 Introdução Obstáculos Não há utilização dos dados Não é praticado de forma consistente Melhoramento genético Distância entre pesquisadores e criadores Falta de interesse Qualidade da pesquisa Excelente rebanho Alto potencial de produção (MOTA & REGITANO, 2012; PEREIRA et al, 2015) 3 Objetivo Apresentar sobre melhoramento genético nos equinos, as técnicas envolvidas, as dificuldades na aplicação nesses animais e como contribui para o desenvolvimento da espécie. 4 Melhoramento Genético em Equinos Nutrição Manejo Genética Produção Animal Respostas Produtivas Ferramentas tecnológicas Contribuir e facilitar a gestão de melhorias Melhoramento Genético Genes desejáveis Genes indesejáveis Vários fatores o influencia Diversos objetivos Baixa herdabilidade Valores de correlação genética 5 Alto intervalo entre gerações (L) Baixo índice reprodutivo Baixo número de progênies por parição (BALTAZAR, 2016) (ELER, 2015) (REGATIERI e MOTA, 2012). Melhoramento Genético em Equinos Era Genômica Human Genome Project 1995 - 2007 – Horse Genome Project Criar mapas de genes e sequenciar o genoma completo do cavalo Explorar profundamente as doenças Desenvolver melhores tratamentos terapêuticos Encontrar a cura Criação de cavalos saudáveis Seleção 6 (RESENDE et al., 2008) Uma pesquisa realizada pela recente era da genômica, contribuiu bastante para os estudos posteriores em relação a genética desses animais. Desempenho e Morfologia Corporal 01 Raça Função Avaliações morfológicas Melhoramento genético Funcionalidade da espécie (PINTO et al, 2005; GONÇALVES et al, 2012; SANTIAGO et al, 2013) (COSTA et al. 2014) 7 Então, começando pelas técnicas mais de seleção, para mostrar como características tão relacionadas com o desempenho dos animais e assim como eles podem ser selecionados posteriormente eu vou falar de algumas técnicas de melhoramento Cada raça equina foi desenvolvida com o objetivo de desempenhar uma determinada função pensada pelo homem. Independentemente da raça, as avaliações morfológicas são relevantes para o melhoramento genético dos rebanhos, por estarem relacionadas à funcionalidade da espécie (PINTO et al, 2005; GONÇALVES et al, 2012; SANTIAGO et al, 2013). Desempenho e Morfologia Corporal 01 Puro-Sangue Inglês Brasileiro de Hipismo Quarto de Milha Crioulo Explosão e agilidade Impulso e velocidade Árabe Agilidade e rapidez (REZENDE et al., 2014). 8 Fenótipo e Desempenho 02 Exercícios de curta duração e alta intensidade Fibras musculares esqueléticas apropriadas 9 (REGATIERI e MOTA, 2012) Então isso também tá relacionado com o melhoramento genético pois eu vou treinar animais e deixar eles apropriados a desempenhar determinados exercícios Fatores ambientais Nutrição Saúde Treinamento Tipos de fibras 03 Tipo I (contração lenta) Tipo II (contração rápida) IIA, IIB, IIC e IIM IIX 10 (HILL el al., 2010; SCHRÖDER et al., 2012) IIA: têm predomínio do metabolismo anaeróbio, mas já com capacidade oxidativa superior, o que as torna mais resistentes à fadiga. IIX: são de contração rápida, nas quais se obtém energia quase exclusivamente por glicólise anaeróbia, usando apenas glicose e glicogênio, o que origina grande acúmulo de lactato e íons hidrogênio no final do exercício. Assim, de acordo com os exercícios praticados pelos cavalos o mecanismo mais utilizado pode ser o anaeróbio ou aeróbio. O músculo esquelético nos mamíferos demonstra alto grau de plasticidade e se adapta rapidamente a diferentes exercícios, decorrente das respostas ao tipo de contração, intensidade dos exercícios, nível de oxigênio e, principalmente, aos exercícios ou treinamentos envolvendo resistência muscular (HILL el al., 2010; SCHRÖDER et al., 2012). As fibras musculares podem ser classificadas em alguns tipos com base na fonte primária de energia (oxidativa/aeróbia ou glicolítica/anaeróbia) e velocidade de contração. IIX - São fibras com mau rendimento energético e facilmente fatigáveis. Tipos de Fibras Fonte primária de energia Oxidativa/aeró-bia Glicolítica/anae-róbia Velocidade de contração Tipos de fibras 03 Esportes de resistência Cavalos de corrida Fibras tipo I Fibras tipo IIA e IIX 11 (SNOW & GUY 1980). Todas as fibras estão ativas em todos os exercícios, porém o tipo de exercício determinará maior ou menor recrutamento das fibras específicas Tipo de Fibras Exercício Genética Tempo de repouso Tipo de treinamento Marcadores Molecurares Toda e qualquer variação oriunda de um gene expresso ou de um segmento específico de DNA (regiões expressas ou não do genoma). Genótipos dos indivíduos sejam determinados Parâmetros genéticos-populacionais sejam estimados Busca de genes candidatos principais Estudar os mecanismos fisiológicos envolvidos com a manifestação das características de interessa 04 12 (FERREIRA, 1998) (O'BRIEN e GRAVES, 1990) (WOMACK, 1993) . Isto é possível tendo em vista que ao longo da domesticação e formação das raças, os animais domésticos experimentaram a seleção natural e a artificial. Estas pressões de seleção levaram ao aumento da frequência de algumas mutações em regiões específicas do genoma, as quais tornaram os indivíduos mais adaptados ou deram a eles características favoráveis com base na demanda humana (MOODY el al. 1996) Marcadores Moleculares Equine SNP50 BeadChip (Illumina Inc., USA) Permitir a identificação de regiões genômicas modificadas pela seleção Identificação de SNPs e genes que contribuem para características de interesse Equine SNP70 BeadChip; Illumina Inc., EUA 65 mil SNPs Importantes doenças e síndromes Desempenho em provas esportivas e aptidões específicas MSTN PDK4 CKM COX4I2 DMRT3 MCT1 CD147 04 13 PEREIRA et al., 2015. GALLAGHER et al, 2007. Como já mencionado, o potencial atlético em mamíferos é influenciado por complexa inter-relação entre a própria genética do indivíduo e os fatores ambientais que ele é submetido (HILL et al., 2010). Embora seja provável que o desempenho atlético em equinos também seja influenciado por grande número de genes, até o momento poucas variantes genéticas foram relacionadas à característica, exclusivamente em animais Puro-Sangue Inglês, entre estas SNPs estão o gene myostatin Os genes monocarboxylate transporter 1 – MCT1 e cluster of differentiation 147 – CD147 estão relacionados ao controle e retardamento da fadiga muscular (GALLAGHER et al, 2007). Neste sentido, o estudo de polimorfismos em suas sequências podem providenciar informações e ferramentas genéticas úteis para a seleção de equinos atletas (PEREIRA et al., 2015). Marcadores Moleculares: MCT1 e CD147 Dentro da célula e fora das células Transporte de lactato e outros ânions Proteínas transportadoras Realizado juntamente com um próton 04 14 (HYYPPÄ e PÖSÖ 1998; FERRAZ et al., 2010); (HALESTRAP e PRICE, 1999); (MEREZHINSKAYA e FISHBEIN 2009). Marcadores Moleculares: MCT1 e CD147 MCT2 Maior afinidade pelo piruvato Facilitar o transporte de lactato 04 15 (BROOKS e McCLELLAND, 2002; HALESTRAP e MEREDITH, 2004); (KITAOKA et al., 2010) (KOHO et al, 2002) MCT MCT1 Fibras oxidativas Absorção de lactato MCT4 Fibras glicolíticas Extrusão de lactato Marcadores Moleculares: MCT1 e CD147 Associar com às técnicas de melhoramento genético Tornar a raça cada vez mais resistente a exercícios extremos Melhoras significativas na performance 04 16 (KIRK et al., 2000; GALLAGHER et al., 2007) (REGATIERI e MOTA, 2012). (REGATIERI e MOTA, 2012). CD147 Glicoproteína integrante da membrana plasmática Manutenção da atividade catalítica dos MCTs Translocação para a membrana plasmática Maior viabilidade econômica Facilidade na implantação InseminaçãoArtificial e Transferência de Embrião Os equinos possui o menor índice de fertilidade Melhor aproveitamento dos animais Acelerar o aprimoramento das raças e seus cruzamentos 05 17 (CHALHOUB, 1996); (LIRA, 2009). Inseminação Artificial e Transferência de Embrião Bons índices de fertilidade Menor desgaste do garanhão Possibilitar o progresso genético do plantel existente Acelera o melhoramento genético Viabiliza a obtenção de produtos de reprodutores alojados em outros países ou até mesmo que já morreram Evita a transmissão de doenças venéreas Facilita a realização de testes de progênie Possibilitar que machos subférteis produzam filhos Utilização de óvulos de fêmeas com idade avançada Coleta de mais de um óvulo por doadora Fecundação com sêmen de diferentes garanhão e implantação do embrião em diferentes éguas receptoras Prole variada de uma única fêmea em um único ano Melhor aproveitamento de éguas que possuam alto valor zootécnico e sejam idosas ou que estejam em atividade esportiva Obtenção de embriões de potras de dois anos 05 18 Success Rate Venus has a beautiful name and is the second planet from the Sun Results Despite being red, Mars is a cold place. It’s full of iron oxide dust Goals Injeção Intracitoplasmática de Espermatozoide (ICSI) 1995 - KIMURA e YANAGIMACHI Injeção mecânica de um único espermatozoide inteiro ou do núcleo espermático isolado (cabeça) no interior do citoplasma do oócito com o auxílio de micromanipuladores visando à sua fertilização (JO et al., 2014) (OIKAWA et al., 2001) Produção de embriões com um sexo definido e genótipo específico Maximização do sêmen de alto valor Produção de animais transgênicos. 06 19 Success Rate Venus has a beautiful name and is the second planet from the Sun Results Despite being red, Mars is a cold place. It’s full of iron oxide dust Goals Injeção Intracitoplasmática de Espermatozoide (ICSI) Machos: Utilização de pequena quantidade de sêmen Melhoria na qualidade do sêmen congelado Fêmeas: Contornar problemas reprodutivos – Problemas crônicos uterinos, alterações anatômicas, problemas em tuba ou danos no aparelho reprodutor (OIKAWA et al., 2001 (JO et al., 2014) 06 20 Conclusão Como foi visto, o cavalo é utilizado em diversos setores e assim movimenta expressivamente o agronegócio no Brasil. Assim, o melhoramento genético veio como uma ferramenta para contribuir com o desenvolvimento da espécie equina e consequentemente dessa área, trazendo inúmeras estudos e técnicas genéticas. Contudo ainda tem muitas barreiras e dificuldades, mas se for aplicado de forma consistente no plantel brasileiro pode contribuir de forma efetiva para o desenvolvimento do país e para o progresso e aproveitamento da espécie equina. 21 Referências Bibliográficas ARNASON, T; VLECK, L. D. V. 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