Estimação da interação genótipo-ambiente utilizando norma de reação genômica e análise da rede gênica para características reprodutivas de bovinos da raça Nelore

Autor(es)

Lúcio Flávio Macêdo Mota

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Jaboticabal. 2019-04-22.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Jaboticabal
• Data de defesa: 2019-02-26
• Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque

Resumo

A interação genótipo-ambiente (GxE) pode ser uma importante fonte de variação em características reprodutivas com um efeito notável no início da puberdade animal. Desta forma, os objetivos do presente estudo foram: i) Avaliar a interação GxE em características indicadores de precocidade sexual em animais da raça Nelore em diferentes condições ambientais (EC) e ii) identificar regiões genômicas e vias biológicas associadas a características indicadores de precocidade sexual e verificar se seus efeitos mudam de acordo com os níveis de EC. Informações fenotípicas para idade ao primeiro parto (AFC), ocorrência de prenhez precoce (HP), reconcepção de novilhas (HR) e perímetro escrotal (SC), foram coletados em 128.994, 85.339, 90.831 e 151.053 animais, respectivamente. Destes, 1800 novilhas, 3050 touros jovens e 800 touros foram genotipados com BovineHD BeadChip. Um modelo de norma de reação foi usado para estimar a resposta do animal às mudanças nas condições ambientais. Para avaliar a capacidade preditiva, foram utilizados os esquemas de validação em animais jovens e em ambiente específico. Para varredura genômica ampla os efeitos dos marcadores SNP para as características reprodutivas foram estimados em três níveis de EC Baixo (EC = -3.0), Médio (EC = 0.0) e Alto (EC = 3.0) usando uma transformação linear dos valores genômicos genéticos. As regiões pleiotrópicas associadas com características reprodutivas (AFC, SC, HP e HR) em três EC foram identificadas utilizando a combinação estatística dos resultados de GWAS uni-característica e consideradas significativas quando –log10(p-valor)>6.0. A inclusão de informação genômica combinada com pedigree para avaliar a interação GxE, proporcionou estimativas dos componentes de variância e parâmetros genéticos mais acurados quando comparado com apenas a informação de pedigree. A interação GxE apresentou um efeito importante na prenhez precoce e perímetro escrotal levando a sensibilidade do valor genético genômico. Além disso, uma forte interação marcador SNP-ambiente foi observada com mudanças no efeito e variância explicada nos diferentes níveis ambientais. O esquema de validação em animais mais jovens apresentou maior capacidade preditiva para SC e HP em comparação com a validação específica do ambiente. A utilização da combinação estatística dos resultados de GWAS uni-característica identificou um total de 56 marcadores SNP com efeito pleiotrópico para características reprodutivas em diferentes níveis de EC. Tais marcadores foram distribuídos nos Bos taurus autosome (BTA) 5, 7, 10, 14, 16 e 29, e apresentaram mudanças em seu efeito de acordo com as mudanças nas condições ambientais. Um total de 45 genes foram identificados dentro de 200kb dos marcadores significativos e apresentam um efeito importante em processos biológicos associado a deposição de gordura, crescimento embrionário, diminuição dos níveis hormonais e diminuição da fertilidade em machos e fêmeas (principalmente na diminuição do número de oócitos e espermatogênese). Em resumo, este estudo indicou o efeito da interação GxE no valor genético de características reprodutivas em bovinos da raça Nelore. Além disso, as regiões genômicas identificadas apresenteram um papel fundamental nos mecanismos biológicos que codificam as principais vias reprodutivas e as mudanças nas condições ambientais apresentam efeitos importantes em sua expressão. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão de diferenças no desempenho reprodutivo de animais Nelore criados em diferentes condições ambientais, podendo auxiliar o melhoramento genético de características reprodutivas em bovinos Nelore. (AU)

• Processo FAPESP: 15/25356-8 - Estimação da interação genótipo-ambiente utilizando norma de reação genômica e análise da rede gênica para características reprodutivas de bovinos da raça Nelore
• Beneficiário: Lúcio Flávio Macedo Mota
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado