biotecnologia suinos 2013

Prévia do material em texto

X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
Biotecnologia aplicada ao melhoramento de suínos 
 
Simone Eliza Facioni Guimarães1, Paulo Sávio Lopes2, José Domingos Guimarães3, Carlos Souza 
Nascimento5, Rogério de Oliveira Pinho5 
 
1Professora do Departamento de Zootecnia – UFV, sfacioni@ufv.br 
2Professor do Departamento Zootecnia – UFV, plopes@ufv.br 
3Professor do Departamento de Medicina Veterinária – UFV, jdguima@ufv.br 
4Bolsista Pós Doutorado do Departamento de Zootecnia – UFV, carsouza_rj@hotmail.com 
5Bolsista Pós Doutorado do Departamento de Zootecnia – UFV, rogerio_op@yahoo.com.br 
 
Resumo 
Os suínos estão entre os animais de produção mais estudados e trabalhados do mundo. A 
importância econômica desta espécie justifica os grandes investimentos em sua pesquisa todos os anos. 
Mais recentemente, dois pontos tem recebido atenção considerável, não apenas por parte da academia, 
mas também por parte da indústria, que são a incorporação de informações genômicas em programas de 
melhoramento e o uso de biotecnologias reprodutivas como a inseminação artificial e a transferência de 
embriões. A associação de tecnologias de avaliação genômica aliadas às biotecnologias reprodutivas 
pode contribuir para que os processos seletivos sejam cada vez mais acurados gerando não apenas 
informações científicas, mas também resultados aplicáveis a programas industriais de melhoramento de 
suínos. Este texto tem por objetivo explanar sobre alguns desenvolvimentos da biotecnologia aplicada a 
produção de suínos, no que se refere ao uso de seleção genômica e biotecnicas da reprodução. 
Palavras chave: melhoramento genético animal, produção de suínos, avaliação genômica, 
biotecnologias reprodutivas. 
 
A importância da produção de suínos 
A espécie suína passou e ainda passa por uma intensa transformação qualitativa nas últimas cinco 
décadas. Desde 1960 até hoje houve formidável aumento na sua capacidade de depositar proteína em 
crescentes quantidades de tecido magro na carcaça. Neste período, boa parte dos ganhos em massa 
muscular foi obtida por meio da aplicação de diversos métodos de melhoramento genético quantitativo. 
A seleção de animais para características de desempenho e carcaça, aliada à especialização e a introdução 
de melhorias tecnológicas tanto no seu modo de produção (granjas, nutrição e sanidade), quanto no seu 
modo de obtenção e uso (abates, frigoríficos, processamento e comercialização), tornou a carne suína 
uma commodity possível de ser produzida e consumida em escala global. Seus derivados formam hoje o 
conjunto de proteínas de origem de animal mais utilizado na alimentação humana, tendo para tanto 
ultrapassado a preferência dos consumidores pela carne bovina, sendo atualmente a segunda carne mais 
consumida no Mundo, após a carne de animais marinhos (peixes e crustáceos) (Desouzart, 2004). No 
Brasil, o volume de carne suína representa hoje cerca de um terço do que é consumido de carne bovina e 
de frango, por habitante. O consumo per capta de carne suína aumentou do patamar de 12,2 kg, 
registrado em 2004, para 14,8 kg/ano, em 2010 (Abipecs, 2010). Embora o consumo de carne suína no 
Brasil se encontre ainda na casa de 15 kg per capta/ano, muito abaixo de países como Hong Kong (68,6 
kg/ano) e Macau (51,1 kg/ano) há perspectivas de aumento do consumo nos próximos 10 anos. 
Estimativas apontam que o consumo brasileiro de carne suína passará de 2,7 milhões de toneladas em 
2010 para 3,2 milhões de toneladas em 2020, correspondendo a um aumento anual de 1,8% (Souza et al., 
2011). Este texto tem por objetivo explanar sobre alguns desenvolvimentos da biotecnologia aplicada a 
produção de suínos, no que se refere ao uso de seleção genômica e biotecnicas da reprodução. 
 
O suíno como modelo animal para estudos genômicos 
O suíno está entre os primeiros animais domesticados pelo homem. Seu ancestral, o porco 
selvagem está amplamente distribuído na Eurásia e também no Nordeste da África, tendo a domesticação 
ocorrida há cerca de 9000 anos. A domesticação provavelmente ocorreu repetidamente em diferentes 
populações locais de porcos selvagens. De acordo com Giuffra et al. (2000), Darwin em seu livro The 
Variation of Animals and Plants under Domestication, publicado em 1868 reconheceu as duas maiores 
formas de porcos domésticos; o europeu (Sus scrofa) e o asiático (Sus indicus). O primeiro teria se 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
originado do porco selvagem europeu, enquanto que o ancestral do segundo permanecia desconhecido. 
De acordo com o mesmo autor, Darwin citou em 1868 no mesmo livro, que porcos asiáticos estariam 
sendo usados para o melhoramento de raças européias. 
De acordo com Törnsten (2000), os suínos são uma das melhores espécies para se trabalhar com 
análises genômicas, pois têm curto período gestacional (em média 114 dias), grande número de leitões 
por leitegada e curto intervalo de gerações (aproximadamente um ano). Pode-se acrescentar a estas 
vantagens, outras, como a possibilidade de manutenção de um grande número de animais em espaços 
relativamente pequenos, a facilidade de confinamento em ambientes fechados e a pouca mão de obra 
necessária para manusear um grande número de animais. Os suínos são ainda de grande importância 
econômica, constituindo 40% de toda carne consumida no mundo e devido às similaridades fisiológicas 
com os humanos, têm sido usados como modelos para estudo de doenças e também em pesquisas sobre 
xenotransplantes. 
A análise do genoma suíno tem contribuído muito para que o estudo do mapeamento genômico 
comparativo tivesse progresso. Os mapas comparativos mostram a posição cromossômica de genes 
homólogos em diferentes espécies e segmentos genéticos conservados durante a evolução. A informação 
gerada nos mapas genéticos de humanos e de camundongos pode ser transferida para outras espécies 
apenas se houver mapas comparativos bem desenvolvidos (Törnsten, 2000). Pode-se considerar que a 
informação genômica entre humanos e suínos é bem estabelecida, havendo grandes regiões genômicas 
nos cromossomos suínos com correspondência assinalada no genoma humano. Com o seqüenciamento 
completo do genoma suíno (http://ensembl.org/sus_scrofa) é possível a identificação de genes 
influenciando características complexas por meio de mapeamento comparativo com genomas de outras 
espécies. O conhecimento comparativo dos genomas tem reforçado o uso dos suínos em vários modelos 
experimentais. Há algum tempo tecidos são coletados em abatedouros para purificação de enzimas e 
descoberta de vias metabólicas. Estes tecidos também serviram como fonte de insulina para humanos 
diabéticos, antes da introdução da insulina recombinante, produzida em laboratório. A biologia dos 
gametas suínos tem servido de base de estudo para o melhor entendimento do funcionamento das células 
tronco e da fertilização in vitro. Novas tecnologias criadas para a transferência nuclear pelo uso de 
fibroblastos fetais clonados como doadores de núcleo (Lai et al., 2002) podem ter aplicação significante 
para o desenvolvimento do xenotransplante. 
Outro campo de amplos estudos comparativos entre humanos e suínos está na investigação de 
genes relacionados com obesidade. Rohrer et al. (2000) sumarizaram a importância do estudo 
comparativo entre essas espécies e atribuíram à duas razões principais. Primeiramente devido à grande 
similaridade fisiológica entre suínos e humanos. Por ser onívoro, a anatomia do trato digestivo do suíno 
está muito mais relacionada com os humanos do que qualquer outro animal de laboratório. Além disso, 
devido à semelhança do genoma entre essas duas espécies, a identificação de polimorfismos significantes 
em genes relacionados à obesidade em suínos pode indicar possíveis genes candidatos aos estudos em 
humanos.A segunda razão para ser fazer a análise comparativa desses genomas baseia-se no fato de que 
o conhecimento dos componentes genéticos da obesidade humana pode ter papel importante na produção 
de suínos com melhor desempenho para deposição de carne magra, crescimento e eficiência alimentar. A 
pesquisa comparativa, de acordo com estes autores, poderia fornecer informações valiosas para a 
produção de animais com maior taxa de crescimento, menor deposição de gordura e melhor eficiência 
alimentar produzindo proteína de menor custo para o consumo humano. 
 
Uso de marcadores SNP e varredura genômica ampla em suínos 
O DNA é uma ferramenta poderosa para a identificação dos animais, mantendo-se intacta, 
mesmo após o abate. Conseqüentemente, marcadores moleculares são muito atraentes para a 
identificação de relações entre indivíduos na ausência de informações na exploração do pedigree. A 
partir de um pedaço de carne pode se rastrear até a raça, o país e a exploração de origem do animal 
(Hayes et al., 2005). 
A biologia molecular alcançou grandes avanços nas últimas décadas com o desenvolvimento de 
mapas densos de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) e seqüenciamento ou alta processividade 
(high-throughput). SNPs são polimorfismos resultantes de alterações em uma única base do genoma 
diferentes entre os membros da mesma espécie ou de pares de cromossomos em um indivíduo. Para ser 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
considerado como um SNP, a mutação tem que mostrar freqüência do alelo alternativo ≥ 1% na 
população avaliada (Brookes, 1999; Vignal et al., 2002). No genoma humano a estimativa é de um 
marcador a cada 1.000 bases ou menos. Em comparação com marcadores microssatélites, SNPs são mais 
abundantes no genoma, apresentam menor taxa de erro e custos reduzidos no processo de genotipagem e 
são geneticamente estáveis devido à menor taxa de mutação. A disponibilidade de marcadores e os custos 
reduzidos de genotipagem são os recursos principais de SNPs para o estudo da relação entre os animais. 
No melhoramento genético animal, informações de pedigree completas e confiáveis são 
essenciais para se alcançar o progresso genético, enquanto os erros de pedigree podem reduzir o ganho 
esperado (Long et al., 1990; Visscher et al. 2002; Senneke et al., 2004). As matrizes de parentesco 
formuladas com base em pedigrees tradicionais mostram duas razões para as perdas de acurácia: 1) erros 
no pedigree e 2) e os coeficientes de endogamia podem ser super ou subestimado. Com o uso de um 
conjunto definido de marcadores, é possível investigar ou identificar a relação entre animais na ausência 
de pedigree tradicional, sendo os problemas mencionados minimizados e os valores genéticos obtidos 
com maior acurácia. 
Embora as vantagens da utilização da informação molecular sejam conhecidas, as metodologias 
ainda estão em desenvolvimento e, especialmente, o número de marcadores que devem ser utilizados 
para estimativas mais acuradas ainda está em discussão, dependendo da espécie e da estrutura de cada 
população. Portanto, as propostas de pesquisa focadas na aplicação prática dessas ferramentas têm 
despertado a atenção de empresas e de pesquisadores. 
 
Testes de paternidade e verificação de parentesco 
Estudos avaliando o poder de marcadores microssatélites altamente polimórficos para testes de 
paternidade e rastreabilidade têm obtido excelentes resultados em suínos (Goffaux et al. 2005, Ballester 
et al. 2007, Rohrer et al. 2007). No entanto, o custo de genotipagem desses marcadores tem sido o 
principal fator limitante para aplicações práticas. 
Nos últimos anos milhares de SNPs foram identificados em animais de produção e os custos de 
genotipagem diminuíram. Por outro lado, os SNPs são geralmente bialélicos, enquanto microssatélites 
pode ter muitos alelos. A probabilidade de exclusão de paternidade (Pe) de marcadores moleculares está 
diretamente relacionada ao número e a freqüência de seus alelos. Portanto, um maior número de SNPs é 
necessário para alcançar o mesmo Pe alcançado por alguns microssatélites. Apesar disto, os SNPs levam 
vantagens por serem mais prevalentes no genoma, permitirem maior automação em suas análises e por 
apresentarem maior estabilidade. 
Em estudo recente, Harlizius et al. (2011) mostraram que a genotipagem de aproximadamente 
100 SNPs com alta qualidade de genotipagem são suficientes para atribuir corretamente o pai em um 
conjunto de dados, quando a informação genômica das matrizes está faltando. Em princípio, a 
abordagem descrita no presente estudo utilizando plataformas de genotipagem em larga escala, de baixo 
custo e muito flexível também pode ser aplicada em outras populações e raças para a identificação 
paterna usando critérios semelhantes aos apresentados neste estudo. No entanto, os autores lembram que 
o painel de SNPs pode ter de ser adaptado porque a eficiência para a identificação paterna depende da 
freqüência de alelos nas populações e a qualidade de genotipagem dos SNPs pode ser dependente da 
plataforma de genotipagem usada. 
 
Estimação da endogamia e do parentesco 
Até a descoberta dos SNPs, a baixa disponibilidade de marcadores foi descrita como a principal 
limitação para o uso de marcadores moleculares na estimativa de endogamia e parentesco. Marcadores 
mais espaçados no genoma tais como os marcadores microssatélites, poderiam indicar o 
compartilhamento de segmentos de cromossomos em membros próximos de uma dada família, mas não 
detectaram efeitos genéticos menores compartilhados por parentes distantes (VanRaden et al., 2009). 
Além disso, de acordo com Meuwissen (2007) genótipos marcadores para milhares de loci em todo o 
genoma podem medir similaridade genética com maior acurácia, como já apresentado no item anterior. 
Os desafios tecnológicos cresceram com o aumento no número de marcadores disponíveis. Com 
mapas densos de marcadores é grande a proporção de SNPs fortemente ligados, gerando comumente 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
informações redundantes (Smouse, 2010). Avaliação de desequilíbrio de ligação (LD) foi indicada como 
o primeiro passo antes de iniciar a estimativa de relação genômica (Santure et al., 2010; Rolf et al., 
2010). Usando marcadores não ligados é possível obter resultados menos variáveis de parentesco 
calculado por marcadores genômicos (Santure et al., 2010). 
Outro ponto importante discutido sobre endogamia e parentesco avaliados por métodos 
genômicos é o uso da freqüência alélica na população base. VanRaden (2008) propõe diferentes 
metodologias para elaborar a matriz de parentesco genômico, observou também que quanto maior a 
correlação entre a estimativa tradicional e a molecular maior é o compartilhamento de alelos na 
população base e nos animais avaliados. No entanto, acessar as freqüências alélicas dos fundadores não é 
uma tarefa fácil, pois as linhas de suínos modernas foram desenvolvidas décadas atrás. Como e quais 
SNPs selecionar a fim de estudar relação entre indivíduos usando métodos livres de pedigree tradicional 
é a meta a ser alcançada 
Num trabalho desenvolvido no Departamento de Zootecnia da UFV (Lopes, 2011), um total de 
1.565 animais de três linhas de suínos foram genotipados para 43.945 SNPs, utilizando o PorcineSNP60 
Beadchip, para avaliação da endogamia e do parentesco. Neste estudo, comparando-se as medições 
tradicionais e as genômicas, observou-se maiores correlações entre elas, quando apenas marcadores não 
ligados foram usados em vez de usar o conjunto completo de marcadores disponíveis. Análises de 
bootstrap com seis subconjuntos reduzidos (n = 500, 1.000, 1.500, 2.000, 2.500 e 3.000 SNPs) 
mostraram que ≥ 2.000 SNPs são capazes de reproduzir os resultados obtidos utilizando o conjunto 
completo de marcadores nãoligados com baixa variação, desde que conjuntos diferentes com a mesma 
quantidade de SNPs sejam amostrados. A variação no grau do parentesco entre resultados genômicos e 
aqueles obtidos por métodos tradicionais entre pais e filhos foi próxima do esperado. No entanto, 
analisando os resultados irmãos completos e meio irmãos uma maior variação foi observada. Os autores 
concluíram que a endogamia e o coeficiente de parentesco em populações de suínos comerciais podem 
ser estimados com maior precisão, sem a necessidade de pedigree usando um subconjunto reduzido de ≥ 
2.000 SNPs não ligados. O uso de marcadores moleculares mostrou-se robusto para gerar coeficientes de 
parentesco real entre parentes, permitindo maior acurácia na estimativa de valores genéticos. 
 
Análise de associação com cobertura ampla do genoma e seleção genômica 
Análise de associação com cobertura ampla do genoma (GWA - Genome-Wide Association) é 
uma abordagem que utiliza alta densidade de marcadores localizados ao longo de todo o genoma para a 
identificação de regiões associadas a uma característica, sem conhecimento prévio da mutação 
responsável pela variação no fenótipo. Os marcadores de eleição para este tipo de análise genômica são 
os SNPs por permitirem facilidade de genotipagem em plataformas de alta processividade, por 
apresentarem baixa taxa de mutação e herança Mendeliana. A GWA baseia-se na suposição de que uma 
mutação causativa para um determinado fenótipo está em desequilíbrio de ligação (LD - Linkage 
Disequilibrium) com marcadores adjacentes nas diversas famílias de uma população, mesmo após 
diversas gerações de cruzamento e recombinação de segmentos genômicos, o que possibilita o uso destes 
marcadores em varredura ampla do genoma, independente do delineamento de famílias segregantes, 
permitindo seu uso em populações comerciais. Para se capturar todos os segmentos cromossômicos em 
LD fraco e/ou com pequeno efeito, se faz necessário um mapa de alta densidade. Apesar de a GWA ter 
sido desenvolvida há pouco tempo, diversos estudos já foram publicados (Saxena et al., 2007; Goddard e 
Hayes, 2009; Ramos et al., 2011; Luo etal., 2012). 
A Seleção Genômica (GS - Genomic Selection) se refere à seleção de reprodutores com base 
somente em Valores Genéticos Genômicos (GEBV - Genomic Estimated Breeding Values) que são 
obtidos pelo uso da Análise de Associação com cobertura ampla do Genoma. Os GEBVs são calculados 
como a soma dos efeitos dos marcadores, distribuídos ao longo do genoma com altíssima densidade, e 
desta forma permite, teoricamente, a captura de todos os efeitos genéticos que somam para a variação da 
característica. Para o uso da GS, os efeitos genéticos estimados a partir dos marcadores genotipados em 
grandes populações referência com dados fenotípicos e genotípicos coletados. De acordo com Resende et 
al. 2008, há uma diferença básica na predição de valores genéticos tradicionais e na predição de valores 
genéticos genômicos. Na predição do valor genético tradicional, as informações fenotípicas são utilizadas 
visando inferências sobre os efeitos dos genótipos dos indivíduos. Por outro lado, na predição de valores 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
genéticos genômicos as informações genotípicas (genótipos para os alelos marcadores) são usadas 
visando às inferências sobre os valores fenotípicos futuros (ou valores genéticos genômicos preditos) dos 
indivíduos. Em outras palavras, os métodos tradicionais usam o fenótipo para inferir sobre o efeito do 
genótipo e a seleção genômica usa o genótipo, com efeito genético pré-estimado em uma amostra da 
população, para inferir sobre o fenótipo a ser expresso nos candidatos à seleção. 
Par o uso da informação genômica, é necessário o conhecimento de alguns aspectos básicos da 
estrutura genômica das populações estudadas. Em outra pesquisa desenvolvida na UFV, Veroneze et al., 
(2013) estimaram o número médio e o tamanho médio dos blocos de ligação em seis diferentes linhas de 
suínos comerciais usando dados do Pig SNPCHIP 60K. Os resultados dos autores mostraram que a 
extensão do desequilíbrio de ligação em suínos é muito maior que o de bovinos o que está de acordo com 
o tamanho do mapa genético de suínos, que NE menor que o de bovinos. Nas linhas avaliadas (três linhas 
fêmea e três linhas macho) observou-se a existência de blocos cobrindo 45% do genoma em média. Os 
resultados encontrados mostraram possibilidades de consorciar a pesquisa sobre aspectos básicos de 
estrutura genômica em diferentes populações com o uso das estimativas de efeito genômico nos 
programas comerciais de melhoramento 
O trabalho publicado por Lillehammer et al. (2011) mostra o uso de seleção genômica em 
suínos. Estes autores usando metodologias de análise genômica para comparar desenhos de seleção 
genômica para melhoramento de características maternas com esquemas convencionais e testes de 
progênie. A Seleção genômica permitiu maior ganho genético e reduziu a taxa de consanguinidade, em 
relação à seleção convencional, sem teste de progênie. O teste de progênie também poderia aumentar o 
ganho genético e diminuir a taxa de endogamia, mas por causa do intervalo de gerações aumentado, 
quando comparado com a seleção genômica, o aumento no ganho genético anual foi de apenas 7%. 
Quando a seleção genômica foi aplicada, o ganho genético foi aumentado em 23% - 91%, dependendo de 
quais e quantos animais foram genotipados. Genotipagem das fêmeas matrizes, além da seleção de 
machos candidatos a reprodução permitiu uma maior acurácia dos valores genéticos do genoma, maior 
ganho genético e diminuição da taxa de endogamia. Os autores concluíram que a seleção genômica pode 
aumentar o ganho genético para características que são medidas em fêmeas, o que inclui várias 
características de importância econômica em linhas maternas. A genotipagem das matrizes se mostrou 
essencial para obter alta acurácia de seleção. 
 
Biotecnologias da reprodução aplicadas à indústria suinícola 
Na última década, tem se enfatizado na reprodução de suínos um maior aproveitamento do 
potencial genético, tanto das fêmeas, bem como dos machos. Neste contexto, dentro das biotecnologias 
reprodutivas utilizadas principalmente em bovinos, a inseminação artificial (IA) ainda se apresenta com 
imensa vantagem para o aproveitamento genético, principalmente dos varrões, garantindo sêmen de 
melhor qualidade em relação à monta natural, que apesar de ser considerada o método mais seguro para 
mensurar a fertilidade do sêmen, por meio da taxa de prenhez ou taxa de não retorno ao estro, esse 
processo é demorado e tem custo elevado, pela necessidade de manutenção de muitos reprodutores na 
granja. Além disto, o sêmen de um varrão, segundo Williams (2013), dependendo da freqüência de coleta 
e da dose inseminante, que está em uma tendência mundial de redução, pode ser utilizado para inseminar 
de 750 a 1000 fêmeas por ano. Por isso, a seleção dos reprodutores se tornou mais importante ainda, pelo 
fato da IA como técnica reprodutiva, ser utilizada na maioria das granjas. 
A IA em suínos é uma técnica utilizada em criações no Brasil há mais de 30 anos e vem sendo 
utilizada de forma crescente pela suinocultura moderna e tecnificada, tornando-se um importante 
componente do manejo reprodutivo. A grande difusão da técnica deveu-se particularmente à criação de 
linhagens genéticas de machos terminais que transmitem aos seus descendentes as qualidades de carcaça 
necessárias à sua tipificação exigida pela indústria de carnes, de forma a poder atender as exigências de 
mercado (Bennemann, 2008). Entretanto, estudos são necessários para o aprimoramento de sua 
aplicação, bem como para a compreensão dos eventos fisiológicos necessários para que a IA seja feita no 
momento mais adequado e próximo da ovulação, visando a melhores resultados de fertilidade e 
prolificidade (Toniolli, 2010).Segundo diversos dados divulgados na última International Conference on Boar Semen 
Preservation (2011), a IA em suínos tem crescido amplamente nas duas últimas décadas com 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
crescimento de aproximadamente 15% nos últimos 15 anos, sendo que em torno de 80% do rebanho 
mundial de suínos é inseminado artificialmente. Atualmente, estima-se que sejam realizadas em torno de 
19 milhões de inseminações no mundo, sendo que destas, menos de 1% envolvem o uso de sêmen 
congelado (Casas et al., 2010). 
Esta baixa porcentagem está relacionada ao fato de que mesmo com os avanços alcançados nas 
taxas de motilidade espermática pós-descongelamento recentemente obtidos, o uso de sêmen congelado 
ainda está associado a índices reprodutivos insatisfatórios, quando comparados aos obtidos com o 
emprego de sêmen resfriado e seu uso está associado à redução de 10 a 20% na taxa de parto e de 1 a 2 
leitões por leitegada, quando comparado ao uso de sêmen resfriado (Woelders et al., 1996). Apesar disto, 
o sêmen resfriado possui limitações na sua viabilidade temporal, restringindo o uso das doses 
inseminantes por períodos de dois a oito (utilizando diluentes de longa duração) dias após a coleta, 
levando os centros de inseminação a uma produção e distribuição de doses mais intensa, o que pode levar 
a um menor rendimento no caso de animais mal-selecionados, como por exemplo, devido a limitações de 
transporte das doses a grandes distâncias e uma perda de 10 a 30% de doses por baixa durabilidade, 
problema este que poderia facilmente ser superado com o emprego de sêmen congelado (Williams, 
2013). 
Apesar do grande potencial de tecnologias como a criopreservação de sêmen para a melhoria de 
diversos aspectos da produção de suínos, a IA com sêmen fresco ou resfriado são atualmente as mais 
utilizadas em escala comercial na indústria de suínos, visto que em comparação com outras espécies, um 
menor número de doses é obtido por ejaculado de sêmen suíno submetido ao congelamento, o que 
aumenta os custos por dose produzida. Além disto, a tecnologia empregada até o momento necessita de 
equipamentos e instalações apropriadas, elevando ainda mais o custo de produção das doses congeladas. 
Por estas razões, Holt (2001) afirma que a IA com sêmen congelado tende a se restringir à exportação de 
sêmen entre países, repovoamento de granjas, pesquisas científicas e à formação de bancos de sêmen de 
raças ou linhagens de alto valor genético, e que podem se encontram em risco sanitário ou em via de 
extinção. Adicionalmente, a questão das barreiras sanitárias, que a cada dia tornam-se alvo de 
negociações internacionais interferindo no mercado de carne suína global, é apontada como grande 
vantagem competitiva em favor do uso do sêmen congelado. 
O uso de sêmen suíno congelado em nível comercial ainda não é uma realidade, devido às baixas 
taxas de sobrevivência dos espermatozoides e a elevada concentração exigida na dose inseminante, sendo 
o seu êxito dependente de vários fatores, incluindo a qualidade inicial do sêmen, protocolo de 
congelamento e diluentes utilizados, porém, os avanços tecnológicos nas áreas de conhecimento de 
bioquímica de membranas dos espermatozoides e o desenvolvimento de novos equipamentos 
automatizados para congelamento, combinados aos avanços de metodologias de avaliação e pré-seleção 
de cachaços antes do congelamento do sêmen e maior conhecimento do ciclo estral da fêmea suína que 
permitirá um melhor ajuste do “timing” da deposição do sêmen em relação à ovulação, prometem tornar 
esta técnica comercialmente viável, em nível de granjas de produção, muito em breve. 
De maneira geral, desde o início do século XXI, cientistas têm procurado intensamente 
desenvolver ensaios laboratoriais para predizer a fertilidade do sêmen. Contudo, tais metas têm sido de 
difícil obtenção, uma vez que a maior parte dos problemas está relacionada aos diferentes atributos que o 
espermatozoide deve possuir para fertilizar o ovócito. Para melhor estudo da qualidade seminal há 
necessidade de intensificar o uso de outros métodos de avaliação, como o uso de conjunto de sondas 
fluorescentes para avaliação da integridade de membrana plasmática e acrossomal, função mitocondrial e 
compactação da cromatina; métodos de análise espermática computadorizada (CASA); teste de 
penetração espermática e também citometria de fluxo. Isso permitirá acumular um conjunto de 
informações, a fim de elucidar a relação dos resultados de avaliações in vitro com aqueles obtidos com o 
descongelamento, bem como, com os resultados in vivo, que ainda não estão completamente 
compreendidos. 
Um outro ponto a ser considerado, é em relação ao maior conhecimento fisiológico do ciclo estral 
da fêmea suína, duração do estro e momento da ovulação, além de atividade uterina e transporte do 
sêmen até a região de fecundação que certamente melhorará o conhecimento do momento ideal para a 
deposição do sêmen congelado, melhorando as taxas de concepção, visto que na eficiência reprodutiva da 
fêmea suína, diversos fatores estão envolvidos de maneira interativa, sendo analisados conjuntamente a 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
fim de que sejam alcançadas as metas de produção. Os diferentes programas e as novas biotecnologias se 
intercruzam na dinâmica do sistema de produção, de maneira a exigirem constantes manejos 
diferenciados aplicados nas linhagens hiperprolíficas atuais (Moretti et al., 2013). 
Neste sentido, a tendência mundial atualmente é a redução das doses inseminantes, que 
geralmente é de 2,5 a 4 bilhões de espermatozoides para até 1 bilhão de espermatozoides por dose 
inseminante (Bortolozzo et al., 2008). Isto está sendo alcançado por meio da implementação de novas 
técnicas de deposição do sêmen durante a IA, como a pós-cervical, que já é realidade em diversas granjas 
e a intrauterina profunda, mais utilizada experimentalmente, por necessitar de maior treinamento e 
técnicos mais qualificados para a realização (Vazquez et al., 2008). 
Outra questão importante que está sendo bastante estudada é a aproximação do horário da 
inseminação ao momento da ovulação, principalmente por protocolos de sincronização das ovulações, 
sem a necessidade de se deslocarem funcionários para a rotina diária de indução e diagnóstico preciso do 
estro e, assim, para a determinação do momento da ovulação (Bortolozzo et al., 2008; De Fries et al., 
2010), propiciando novas tecnologias que se aperfeiçoem na técnica da inseminação intrauterina e 
aplicações outras, como na transferência de embriões entrando no campo da transgenia e clonagem 
(Moretti et al., 2013). 
Knox et al. (2000) acrescentam que a utilização dos protocolos hormonais constitui um método 
benéfico para induzir o estro em fêmeas que não respondem adequadamente à exposição de machos 
sexualmente maduros na sincronização de lotes ou até mesmo para antecipar a puberdade em marrãs. 
Estudos sugerem que ótimas técnicas de manejo poderiam levar uma proporção considerável de marrãs à 
indução precoce do estro, com 120 a 140 dias de idade (Moretti et al., 2013). 
A transferência de embriões ainda não é utilizada de forma comercial, pela dificuldade da técnica, 
pois devido ao grande comprimento dos cornos uterinos e suas vilosidades, a técnica mais usual e com 
melhores resultados de recuperação embrionária ainda vem a ser a cirúrgica, porém recentemente vem 
crescendo o interesse pela pesquisa de técnicas mais práticas e aplicadas. Desta forma, a técnica não-
cirúrgica que foi estudada pela primeira vez em 1968, só começou a atingir taxas aceitáveis para se 
pensar nela como uma opção de implementação para fins comerciais após a década de noventa. 
Hazeleger et al. (2000), utilizaram a técnica Swinlet (cateter de transferênciade embriões, constituído 
por um tubo de 80 cm, semiflexível, com 1 cm da parte superior dobrada num ângulo de 90° e um cateter 
interno de 200 cm com um sistema luer-lock para ligar a seringa) e mostraram que era possível obter uma 
taxa de 60% a 73% de prenhez. Este método foi testado em condições reais e tem sido desenvolvido pelo 
Institute for Pig Genetics (IPG), na Holanda (Ducro-Steverink et al., 2004). 
 Em se tratando da produção in vitro de embriões em suínos, apesar de a mesma ser de grande 
interesse econômico e científico, pois objetiva a melhoria da produtividade da espécie e o aprimoramento 
dos conhecimentos em fisiologia da maturação oocitária, fecundação e cultivo embrionário, servindo 
como suporte para a transferência nuclear e transgenia (Marques et al., 2011; Kim et al., 2013), algumas 
etapas como a maturação in vitro, ainda não apresentam a mesma eficácia da in vivo. Marques et al. 
(2007) afirmam que oócitos maturados in vitro apresentam, além de baixas concentrações de glutationa, 
menor migração e conteúdo imaturo dos grânulos corticais, fatores estes que podem colaborar para os 
altos índices de polispermia após a fecundação in vitro e para a baixa qualidade dos embriões produzidos 
pelo cultivo in vitro. 
 Portanto, as pesquisas recentes no assunto vêm sendo desenvolvidas no intuito de utilizar novos 
meios de maturação e diminuir as altas tensões de O2 (20 para 5%) utilizadas rotineiramente em outras 
espécies e que propiciam um aumento nas concentrações de espécies reativas de oxigênio que são 
altamente deletérias, podendo causar injúrias celulares como bloqueio da meiose, quebra/lesões de DNA 
e peroxidação de lipídios (Marques et al., 2011). 
 
Considerações finais 
 A biotecnologia aplicada a produção de suínos mostra que há espaço para que as metodologias 
de análise genômica, assim como as biotecnologias reprodutivas possam ser efetivamente utilizadas em 
programas de seleção. O uso dos marcadores SNPs em varredura genômica ampla, assim como as 
análises do transcriptoma, mostra que novos modelos de análise são necessários, o que tem feito com que 
equipes multidisciplinares sejam formadas. O foco central nos processos seletivos é a manutenção da 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
variabilidade genética, o que permite que as espécies trabalhadas se perpetuem para atender as demandas 
futuras dos consumidores. Neste aspecto, a associação de tecnologias de avaliação genômica aliada às 
biotecnologias reprodutivas contribui para que os processos seletivos sejam cada vez mais acurados. 
 
Agradecimentos 
Ao CNPq, à CAPES, à FAPEMIG e ao INCT-CA pelo apoio financeiro. 
 
Bibliografia 
ABIPECS. Associação Brasileira da Indústria Produtora e Exportadora de Carne Suína. Disponível em 
<http://www.abipecs.org.br/estatisticas/mercadoexterno/ exportacoes>. Acesso em: 30 set. 2012. 
BALLESTER, M.; MERCADÉ, A.; VAN HAANDEL, B.; et al. Individual identification and genetic 
traceability in the pig using the SNPlexTM genotyping system. Animal Genetics, v.37, p.1-3, 2007. 
BENNEMANN, P.E. Protocolos emergenciais para programas de inseminação artificial em suínos. Acta 
Scientiae Veterinariae, v.36, p.27-32, 2008. 
BORTOLOZZO, F.P.; GOLDBERG, A.M.G.; et al. Até onde é possível reduzir o número de 
espermatozoides empregados na inseminação artificial intra-cervical em suínos sem comprometer a 
fertilidade? Acta Scientiae Veterinariae, v.36, p.17-26, 2008. 
BROOKES, A.J. The essence of SNPs. Gene, v.234, p.177–186, 1999. 
CASAS, I.; SANCHO, S.; BRIZ, M.; et al. Fertility after post-cervical artificial insemination with 
cryopreserved sperm from boar ejaculates of good and poor freezability. Animal Reproduction 
Science, v.118, p.69-76, 2010. 
DE FRIES, H.C.C.; SOUZA, L.P.; FACCIN, J.E.G.; et al. Induction and synchronization of ovulation in 
sows using a Gonadotropin-releasing Hormone Analog (Lecirelin). Animal Reproduction, v.7, 
p.362-366, 2010. 
DESOUZART, O. Suinocultura: evolução e história. Campinas: Animal World. Revista Porkworld, nº 
20, ano 3, p. 34-38, 2004. 
DUCRO-STEVERINK, D.W.B.; PETERS, C.G.W.; MATERS, C.C.; et al. Reproduction results and 
offspring performance after non-surgical embryo transfer in pigs. Theriogenology, v.62, p. 3-4, 
2004. 
GIUFFRA, E.; KIJAS, J.M.H.V.; AMARGER, O¨.; et al. The Origin of the Domestic Pig: Independent 
Domestication and Subsequent Introgression. Department of Animal Breeding and Genetics, 
Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala Biomedical Centre, S-751 24 Uppsala, 
Sweden, 2000. 
GODDARD, M.E.; HAYES, B.J. Mapping genes for complex traits in domestic animals and their use in 
breeding programmes. Nature Reviews Genetics, v.10, p.381–391, 2009. 
GOFFAUX, F.; CHINA, B.; DAMS, L.; et al. Development of a genetic traceability test in pig based on 
single nucleotide polymorphism detection. Forensic Science International, v.151, p.239-247, 2005. 
HARLIZIUS, B.; LOPES, M.S.; DUIJVESTEIJN, N.; et al. A SNP set for paternal identification to 
reduce the costs of trait recording in commercial pig breeding. Journal of Animal Science, 2011, in 
press. 
HAYES, B.; SONNESON, A.K.; GJERDE, B. Evaluation of three strategies using DNA markers for 
traceability in aquaculture species. Aquaculture, v.250, p.70–81, 2005. 
HAZELEGER, W.; BOUWMAN, E.G.; NOORDHUIZEN, J.P.T.M.; et al. Effect of superovulation 
induction on embryonic development on Day 5 and subsequent development and survival after non-
surgical embryo transfer in pigs. Theriogenology, v. 53, p.1063-1070, 2000. 
HOLT, W.V. Germplasm cryopreservation in elephants and wild ungulates. In:Watson, P.F., Holt,W.V., 
Cryobanking the Genetic Resource, Wildlife Conservation for the Future, 1a edição, London, p.318–
346, 2001. 
KIM, E.; KIM, J.S.; LEE, Y.; et al. Molecular Cloning, Characterization of Porcine IZUMO1, an IgSF 
Family Member. Reproduction in Domestic Animals, v.48, p.90-97, 2013. 
KNOX, R.V.; TUDOR, K.W.; RODRIGUES-ZZAS, S.L.; et al. Effects of subcutaneous vc 
intramuscular administration of P. G. 600 on estrual and ovulatory responses of prepubertal gilts. 
Journal of Animal Science, v.78, p.1732-1737, 2000. 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
LAI, L.; PARK, K.W.; CHEONG, H.T.; et al. Transgenic pig expressing the enhanced green 
fluorescent protein produced by nuclear transfer using colchicine-treated fibroblasts as donor 
cells. Department of Animal Sciences, University of Missouri-Columbia, Columbia, Missouri 65211, 
USA. 
LILLEHAMMER, M.; MEUWISSEN, T.H.E.; SONESSON, A.K. A comparison of dairy cattle breeding 
designs that use genomic selection. Journal of Dairy Science, v.94, p.493–500, 2011. 
LONG, T. E.; JOHNSON, R. K.; KEELE, J. W. Effects of errors in pedigree on three methods of 
estimating breeding value for litter size, backfat and average daily gain in swine. . Journal of 
Animal Science, v.68, p.4069-4078, 1990. 
LOPES, M.S. SNP markers on kinship and inbreeding estimation and parental identification in 
pigs. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 2011. 54p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - 
Universidade Federal de Viçosa, 2011. 
LUO, W., CHENG, D., CHEN, S., WANG, L., et al. Genome-Wide Association Analysis of Meat 
Quality Traits in a Porcine Large White × Minzhu Intercross Population. International Journal of 
Biological Sciences. 8(4): 580-595, 2012. 
MARQUES, M.G.; NASCIMENTO, A.B.; GERGER, R.P.C.; et al. Effect of culture media on porcine 
embryos produced by in vitro fertilization or parthenogenetic activation after oocyte maturation with 
cycloheximide. Zygote, v.19, p.1-7, 2011. 
MARQUES, M.G.; NICACIO, A.C.; OLIVEIRA, V.P.; et al. In vitro maturation of pig oocytes with 
diferente media, hormone and meiosis inhibitors. Animal Reproduction Science, v. 97, p.375–381,2007. 
MEUWISSEN, T.H.E. Genomic selection: marker assisted selection on genome-wide scale. Journal of 
Animal Breeding and Genetics, v.124, p. 321-322, 2007. 
MORETTI, A.S.; MARTINS, S.M.M.K.; ANDRADE, A.F.C.; et al. Controle farmacológico do ciclo 
estral. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v.37, p. 213-219, 2013. 
RAMOS, M.A., DUIJVESTEIJN, N., KNOL, E.F., et al. The distal end of porcine chromosome 6p is 
involved in the regulation of skatole levels in boars. Genetics, p.12-35, 2011. 
RESENDE, M.D.V.; LOPES, P.S.; SILVA, R.L.; et al. Seleção genômica ampla (GWS) e maximização 
da eficiência do melhoramento genético. Pesquisa Florestal Brasileira, v.56, p.63–77, 2008. 
ROHRER, G.A. Identification of quantitative trait loci affecting birth characters and accumulation of 
backfat and weight in a Meishan -White Composite resource population. Journal Animal Science, 
v.78, p.2547–53, 2000. 
ROLF, M.M.; TAYLOR, J.F.; SCHNABEL, R.D.; et al. Impact of reduced marker set estimation of 
genomic relationship matrices on genomic selection for feed efficiency in Angus cattle. BMC 
Genetics, v.11, p.24, 2010. 
SANTURE, A.W.; STAPLEY, J.; BALL, A.D.; et al. On the use of large marker panels to estimate 
inbreeding and relatedness: empirical and simulation studies of a pedigreed zebra finch population 
typed at 771 SNPs. Molecular Ecology, v. 19, p.1439–1451, 2010. 
ROHRER, G.A.; FREKING, B.A.; NONNEMAN, D. Single nucleotide polymorphisms for pig 
identification and parentage exclusion. Animal Genetics, v.38, p.253-258, 2007. 
SAXENA, R.; VOIGHT, B.F.; LYSSENKO, V.; et al. Genome-wide association analysis identifies loci 
for type 2 Diabetes and triglyceride levels. Science, v.316, p.1331–1336, 2007. 
SENNEKE, S.L.; MACNEIL, M.D.; VAN VLECK, L.D. Effects of sire misidentification on estimates of 
genetic parameters for birth and weaning weights in Hereford cattle. Journal of Animal Science, 
v.82, p.2307-2312, 2004. 
SMOUSE, P.E. How many SNPs are enough? Molecular Ecology, v.19, p.1265-1266, 2010. 
SOUZA, G.S.; De SOUZA, M.O.; MARQUES, D.V. et al. Previsões para o mercado de carnes. Revista 
Economia e Sociologia Rural, v.49, 2011. 
TONIOLLI, R., Recentes avanços na tecnologia de sêmen e em inseminação artificial em suínos. Revista 
Brasileira Reprodução Animal, v.34, p.105-113, 2010. 
TÖRNSTEN, A. Physical mapping of important trait loci in the pig. Swedish University of Agricultural 
Sciences, Uppsala, Doctoral thesis, 39p., 2000. 
 
 
X	
  Simpósio	
  Brasileiro	
  de	
  Melhoramento	
  Animal	
  
Uberaba,	
  MG	
  –	
  18	
  a	
  23	
  de	
  agosto	
  de	
  2013	
  
	
  
2013 
VANRADEN, P.M. Efficient Methods to Compute Genomic Predictions. Journal of Dairy Science, 
v.91, p.4414-4423, 2008. 
VANRADEN, P.M.; VAN TASSELL, C.P.; WIGGANS, G.R.; et al. Invited Review: Reliability of 
Genomic Predictions for North American Holstein Bulls. Journal of Dairy Science, v.92, 16-24, 
2009. 
VAZQUEZ, J. M.; ROCA, J.; GIL, M. A.; et al. New developments in low-dose insemination 
technology. Theriogenology, v.70, p.1216-1224 , 2008. 
VERONEZE, R.,; LOPES, P.S.; GUIMARÃES, S.E.F.; et al. Linkage disequilibrium and haplotype 
block structure in six commercial pig lines. Journal of Animal Science, 2013, doi: 
10.2527/jas.2012-6052. 
VISSCHER, P.M.; WOOLLIAMS, J.A.; SMITH, D.; et al. Estimation of pedigree errors in the UK dairy 
population using microsatellite markers and the impact on selection. Journal of Dairy Science, 
v.85, p.2368-2375, 2002. 
WILLIAMS, S. Criopreservación de semen porcino: desafíos y perspectivas. Revista Brasileira de 
Reprodução Animal, v.37, p. 207-212, 2013. 
WOELDERS, H.; MATTHUS, A.; DEN BESTEN, M. Boar variation in “freezability” of the semen. 
Reproduction in Domestic Animals, v.31, p.153-159, 1996.