Parâmetros genéticos e associação genômica ampla para características lineares de conformação, facilidade de ordenha e temperamento em Gir Leiteiro

Autor(es)

Samla Marques Freire Cunha

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Jaboticabal. 2020-10-22.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Jaboticabal
• Data de defesa: 2020-07-31
• Orientador: Danísio Prado Munari; João Cláudio do Carmo Panetto; Tatiane Cristina Seleguim Chud

Resumo

Características lineares de conformação e manejo podem ser utilizadas na seleção indireta para melhorar longevidade, saúde e bem-estar dos bovinos leiteiros. Para se otimizar os ganhos genéticos para essas características é necessário utilizar modelos estatísticos que melhor ajustarão os dados fenotípicos e que permitam a compreensão sobre como essas características respondem à seleção e a sua associação genética com a produção de leite. O conhecimento sobre variantes genéticas que podem ser associadas a essas características também pode contribuir para o processo de seleção. Assim, o objetivo desse estudo foi determinar como os efeitos fixos e aleatórios devem ser incluídos nos modelos estatísticos para as características de conformação, facilidade de ordenha, temperamento e produção de leite acumulada até os 305 dias no Gir Leiteiro e estimar parâmetros genéticos e fenotípicos. Além disso, objetivou-se identificar genes e QTL associados com as características de conformação de úbere, facilidade de ordenha e temperamento da raça. Os registros fenotípicos e genotípicos utilizados nesse estudo foram cedidos pela Embrapa Gado de Leite. Para identificar o modelo estatístico que melhor ajustaria os dados, quatro modelos foram testados em análises uni-características, realizadas para estimar os componentes de variância utilizando o algoritmo AIREML em modelos lineares e multinomiais. O Critério de Informação Akaike (AIC) e o Critério de Informação Bayesiano (BIC) foram utilizados para identificar qual modelo ajustou melhor os dados. Análises bi-características utilizando a metodologia AIREML foram realizadas para estimar parâmetros genéticos e fenotípicos das características estudadas. A metodologia de estudo de associação genômica ampla de passo único ponderada (WssGWAS) foi utilizada para identificar janelas deslizantes com 20 SNP adjacentes que explicassem mais que 1% de toda variação genética. Os genes candidatos foram anotados nas janelas identificadas utilizando a montagem de referência do genoma bovino ARS-UCD1.2 e a anotação de QTL foi realizada utilizando a montagem de referência do genoma bovino UMD3.1. As informações funcionais e vias metabólicas foram identificadas utilizando os genes candidatos encontrados. Os modelos lineares ajustaram melhor os dados fenotípicos do que os modelos multinomiais, com base nos valores de AIC e BIC. Entre os modelos lineares, aquele que inclui somente os efeitos fixos significativos (p<0.05) e grupo de contemporâneos (GC) como efeito aleatório ajustou melhor os dados fenotípicos, baseado nos valores de AIC e BIC. Estimativas de herdabilidade para as características estudadas variaram entre 0,07(0,01) a 0,50 (0,03). Estimativas de herdabilidade e repetibilidade para as características medidas em escala contínua foram mais altas quando comparadas com aquelas para as características medidas escala categórica. A seleção para aumentar o comprimento de garupa, largura posterior do úbere, profundidade de úbere e diâmetros dos tetos pode contribuir para aumentar a média de produção de leite devido as estimativas de correlação genética entre as mesmas. O estudo de associação genômica ampla identificou genes importantes e QTL relevantes para as características de conformação de úbere e comportamentais. Três janelas genômicas foram identificadas associadas com a característica de ligamento do úbere anterior (BTA 1, 21 e 28). Entre os genes identificados dentro dessas regiões, o KLC1 e o XRCC3 (BTA 21) foram encontrados expressos em tecidos da glândula mamária, o que faz desses genes candidatos para a característica estudada. Para largura posterior do úbere, uma janela genômica foi encontrada no BTA1 explicando mais que 1% da variância genética aditiva. Janelas genômicas no BTA 1 foram identificadas sobrepostas para as características ligamento do úbere anterior e largura posterior do úbere. Para ambas as janelas, o URB1 foi identificado, o que faz desse gene candidato, porém pouco se sabe sobre suas funções. Cinco janelas foram localizadas nos BTA 5, 6, 9, 14 e 16 para a característica profundidade de úbere. No BTA 14, dois genes candidatos foram encontrados (CYP7B1 e BHLHE22) e ambos foram identificados relacionados à glândula mamária. O gene CYP7B1 foi relacionado com o início da puberdade, funções estrogênicas e desenvolvimento dos órgãos reprodutivos e desenvolvimento da glândula mamária. Para facilidade de ordenha e temperamento, duas (BTA 5 e 19) e três (BTA 4, 18 e 29) janelas foram associadas com as características, respectivamente. Um gene (CA10) foi identificado para facilidade de ordenha no BTA19, o qual está relacionado com as funções sinápticas no cerebelo e participa em vias secretoras. Dois genes foram identificados para temperamento no BTA4 e BTA18 (TFEC e CDH11, respectivamente) e estão relacionados com características comportamentais. Pelos resultados, o modelo estatístico que melhor ajustou os dados fenotípicos incluiu somente efeitos fixos estatisticamente significativos (p<0,05) e GC como efeito aleatório. A partir das estimativas de herdabilidade, é possível melhorar as características estudadas por meio da seleção. As características com maior resposta à seleção serão altura de garupa, comprimento dos tetos e comprimento do umbigo. Os resultados obtidos do estudo de associação genômica podem ser úteis no entendimento da estrutura genética das características de conformação do úbere, facilidade de ordenha e temperamento, principalmente para ligamento anterior, profundidade do úbere, facilidade de ordenha e temperamento. Os resultados encontrados são relevantes e podem ser aplicados no programa de seleção da raça Gir. (AU)

• Processo FAPESP: 18/23664-5 - Parâmetros genéticos e estudo de associação genômica ampla para características lineares de conformação, facilidade de ordenha e temperamento em Gir leiteiro
• Beneficiário: Samla Marques Freire Cunha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado