Estratégias de cruzamento

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Estratégias de cruzamento

Prof. MSc. Geovanne Ferreira Rebouças

Cedida e adaptada de Profa. Dra. Adriana Santana do Carmo- UFG

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Conceitos

• Cruzamento: refere-se ao acasalamento de indivíduos de raças diferentes

– Mestiço, cruzado, “híbrido”, composto ou sintético

• Hibridação: refere-se ao acasalamento de indivíduos de espécies diferentes

– Híbrido

• Composição racial: refere-se a fração média de alelos de uma determinada raça que um indivíduo ou grupo de animais possui

– Ex. ½ sangue holandês são animais que possuem em média:

50% de alelos da raça Holandesa + 50% de outra(s) raça(s)

Grau de sangue

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Composição Genética no F1

Holandês x Gir

 Composição Genética mestiço F1 ?

 Holandês x ½ = ½ H

 Gir x ½ = ½ Gir

 F1 = ½ H + ½ G

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 Calcular a Composição Genética F3 ?

Charolês x Nelore N X F1

C x F2 F3 ?

(5)

Charolês x Nelore= Canchim N X F1 ½ CN

C X F2 1/4C;3/4N F3

F2=

1

1𝑁+¹

2𝑁+¹

2𝐶 2

F2= ^{2𝑁+1𝑁+1𝐶}

4

F2=1/4

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Charolês x Nelore N X F1 ½ CN

C X F2 ¾ N; ¼ C F3 5/8C; 3/8N

F3=

1 1𝐶+³

4𝑁+¹

4𝐶 4

F3= ^{4𝐶+3𝑁+1𝐶}

8

F3= 5/8

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Charolês x Nelore N X F1 ½ CN

C X F2 ¾ N; ¼ C

F3= 5/8 CANCHIM

5/8 CANCHIM PS X F3= 5/8 PS CANCHIM

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Charoles x Zebu Limousin X F1

F2 ?

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Charoles x Zebu Limousin X F1

F2 1/2L;1/4C;1/4N

F2=

1 1𝐿+¹

2𝐶+¹

2𝑁 2

F2= ^{2𝐿+1𝐶+1𝑁}

4

F2=1/2L;1/4C;1/4N

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 Calcular a Composição Genética X ?

¾ H ¼ Gir x ½ H ½ Jersey

X=

3

4𝐻+¹

4𝐺+¹

2𝐻+¹

2𝐽 4

X= 3𝐻+1𝐺 +2𝐻+2𝐽 8

X=5/8H;1/8G;1/4J

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 Calcular a Composição Genética Y ?

GUZERÁ X 5/8 H + 1/8 Gir + 1/4 J

𝑌 = 1

1 𝐺𝑈𝑍 + 5

8 𝐻 + 1

8 𝐺𝐼𝑅 + 1 4 𝐽 8

Y= 8𝐺𝑈𝑍+5𝐻 +1𝐺𝐼𝑅+2𝐽 16

Y=1/2GUZ;5/16H;1/16GIR;1/8J

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Girolando

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 Calcular a Composição Genética Y ?

5/8H X 3/4 H

𝑌 = 5

8 𝐻 + 3

8 𝐺 + 3

4 𝐻 + 1

4 𝐺𝐼𝑅 8

Y= 5𝐻+3𝐺 +6𝐻+2𝐺 16

Y=por aproximação=5/8H;3/8G

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Girolando

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Girolando

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Razões para fazer cruzamentos

• Produção de heterose (vigor híbrido)

– Consiste na superioridade média dos filhos em relação a média do valor genotípico dos pais puros

– Depende da diferença de frequências gênicas entre as populações utilizadas no cruzamento

• Complementaridade

– Consiste da combinação de características desejáveis na progênie resultante do cruzamento de raças/variedades que se complementam

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Bases Genéticas da Heterose

 Teoria da dominância – praticamente impossível que um indivíduo ou população seja homozigota para todos os pares de genes. Portanto, todos os genes dominantes forem de maior mérito fica evidente que todos os indivíduos F1 terão maior performance que os pais.

 Teoria da sobredominância – o valor fenotípico dos heterozigotos é maior do que os homozigotos, possivelmente devido a que tem maior versatilidade bioquímica, pois cada alelo controlaria a produção de uma substância.

 Teoria da Epistasia (Hp) – supõe-se que há interação entre os genes não alélicos.

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Heterose

A Heterose será tanto maior quanto: (a) maior for a diferença entre as raças e (b) maior for o grau de dominância nos loci que afetam a característica.

Só haverá heterose quando houver diferenças em freqüência gênica entre as raças envolvidas no cruzamento e, o efeito de dominância entre alelos não for zero.

Bos Taurus

X

Bos Indicus

Ao se cruzar raças distintas, os efeitos deletérios dos genes recessivos serão encobertos pelos genes dominantes e haverá maior taxa de heterozigose.

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Considerações da Heterose:

 Holandês x Zebu

 Mestiço > produção de leite que a média de seus pais.

Maior resistência e adaptação ao meio, maior vigor.

Mais distante raças > Heterose

 Expressão máxima heterose: F1

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Avaliação da heterose

 H = M_F1 - M_p x 100 ou M_p

H_AB = M_AB + M_{BA -} M_A + M_B

2 2

M_F1 = media da progênie F1

M_p = media dos pais

M_{AB =}média dos filhos de A x B

M_{BA =}média dos filhos de B x A

M_{A =}média da raça A

M_{B =}média da raça B

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Heterose

H Z

X

½H/Z

5.000 kg 2.000 kg

4.375 kg

(22)

Avaliação da heterose

 H = 4.375 – 3.500 x 100 = 25%

3.500

MF1 = 4.375 kg

MP = 3.500 kg

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Heterose

H Z

X

½H/Z

6000 kg 3000 kg

5.400 kg

(24)

Avaliação da heterose

 H = 5.400 – 4.500 x 100 = 20%

4.500

MF1 = 5.400

MP = 4.500

(25)

Heterose

 Animais + produtivos

 Animais + precoces

 Adaptados ao meio, maior vigor

 Resistência a parasitas

Portanto,

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Tipos de heterose

• Individual

– Aumento do desempenho da progênie cruzada em relação a média do desempenho dos pais puros

• Ex. taxa de concepção -> sobrevivência do embrião

• Materna

– Aumento do desempenho da progênie devido ao fato da mãe cruzada

• Ex. taxa de concepção -> ambiente uterino

• Paterna

– Aumento do desempenho da progênie devido ao fato do pai cruzado

• Ex. taxa de concepção -> capacidade de fecundação

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Critérios para avaliar as estratégias

• Mérito genético das raças formadoras

– Cada raça deve contribuir com atributos favoráveis para o cruzamento

• Nível de heterose produzida (retida)

– Buscar o maior nível de heterose possível no produto final

• Complementaridade entre as raças

– Complementaridade reprodutor-matriz

• Macho alto crescimento e fêmea com boa habilidade materna – Complementaridade de raça no produto final

• Habilidade materna, ganho de peso e rusticidade

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Critérios para avaliar as estratégias

• Uniformidade de desempenho

– Produção de progênies padronizadas

• Origem das fêmeas de reposição

– Comprar ou produzir fêmeas puras? O que fazer com a F1?

• Simplicidade no manejo e nos custos

• Acurácia da predição genética

– Touros de raças puras x touros cruzados

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Considerações

• Os sistemas de cruzamento não atendem a todos os critérios de forma simultânea; podem ser excelentes em um e ruim em outro.

– Heterose x manejo

– Complementaridade x fêmeas de reposição – Complementaridade x uniformidade

• Identificar o sistema que seja especialmente bom em um critério e o menos prejudicial possível em outro

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Tipos (estratégias) de cruzamento

• Cruzamento simples, terminal ou industrial

• Retrocruzamento

• Cruzamento contínuo ou absorvente

• Cruzamento rotacionado ou alternado

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Cruzamento simples, terminal ou industrial

• Consiste no cruzamento de machos de uma raça com fêmeas de outra raça

• Criador deve ter machos e fêmeas das raças puras

• Animais cruzados não se reproduzem

• Produto final apresenta 100% da heterose individual

• Heterose materna e paterna são desconsideradas

• Aproveita a complementaridade das raças

• Reposição das raças puras é feita usando parte das fêmeas dentro de cada raça

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Cruzamento simples, terminal ou industrial

B A

^X

AB

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Retrocruzamento

• Consiste no acasalamento do cruzado com um indivíduo da raça pura parental

AB ^X

A

X

B

AB

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Cruzamento contínuo ou absorvente

• Consiste em sucessivos retrocruzamentos

• Fêmeas cruzadas são acasaladas com machos puros em sucessivas gerações

• Permite converter uma população de uma raça em outra ou a formação de uma população de raça pura a partir de população de mestiços

• Não visa a introgressão de genes específicos

• Dá origem aos animais PUROS POR CRUZAMENTO (PC)

• Necessário mudanças gradativas nas condições de criação – Puros têm maiores exigências nutricionais e sanitárias

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Cruzamento contínuo ou absorvente

B A

^X

A

^X

A

^X ¾ A

7/8 A ... 15/16, 31/32 (PC)

5ª geração

½ A

A

^X

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Cruzamento rotacionado

• Cruzamento no qual a cada geração é alternada a raça do macho

• Ideal para ciclo completo, independente e com baixo nível de criação

• Reposição de fêmeas pelo próprio sistema

• Machos são vendidos

• Heterose flutua nas gerações sucessivas

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(38)

(39)

Heterozigose (HTZ)

• Porcentagem de combinações cromossômicas cruzadas, ou seja, combinações que envolvem genes de diferentes raças

CRUZAMENTO TOURO VACA PROGÊNIE HTZ

1 A B

2 A AB

3 C AB

4 AB AB

5 AB BC

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Heterozigose (HTZ)

1 A B 100% AB

2 A AB 50% AA + 50% AB

3 C AB 50% AC + 50% BC

4 AB AB 25% AA + 25% AB + 25% BA + 25% BB 5 AB BC 25% AB + 25% AC + 25% BB + 25% BC

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Heterozigose (HTZ)

1 A B 100% AB 100%

2 A AB 50% AA + 50% AB* 50%

3 C AB 50% AC + 50% BC 100%

4 AB AB 25% AA + 25% AB + 25% BA + 25% BB 50%

5 AB BC 25% AB + 25% AC + 25% BB + 25% BC 75%

*Metade dos alelos da vaca AB são da raça A e metade da raca B, os quais não estao necessariamente num mesmo cromossomo, podem estar embaralhados. Assim seu filho terá metade dos alelos em homozigose e metade em heterozigose.

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Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

• O vigor híbrido ou heterose representa a superioridade média de um animal cruzado em relação à média dos desempenhos dos pais, independente da causa.

• A heterose terá mais benefícios sobre características com baixa herdabilidade, como as características reprodutivas e as de adaptabilidade.

Isso quer dizer que as características do animal dependem muito mais do ambiente do que da própria genética.

• A heterose também depende das diferenças genéticas entre as raças que estão sendo utilizadas. Assim, quanto maior a distância genética entre as raças, maiores serão os benefícios da heterose.

(43)

Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

• A heterozigose por sua vez é a quantidade de genes vindos de raças diferentes. Assim, ao se cruzar animais da raça Nelore com animais da raça Angus, a heterozigose é de 100%, pois 100% dos genes estão vindo de raças puras diferentes. O mesmo se pode dizer ao cruzar animais da raça Nelore com animais da raça Tabapuã. Já a heterose desses dois cruzamentos é muito diferente.

• Por exemplo, considerando o peso ao desmame, o Nelore tem um peso médio de 180 quilos e o Angus, 250 quilos. Fazendo uma média das duas raças, chega-se a 215 quilos de peso ao desmame. No entanto, os animais F1 desse cruzamento têm um peso ao desmame de 250 quilos, devido á heterose. Assim, fazendo a diferença entre o peso dos animais F1 em relação à média dos animais parentais, temos: 250 – 215 = 35 quilos. Ao dividir esse valor pela média dos pais, chega-se ao valor da heterose em porcentagem: 250 – 215 = 35/215 * 100 = 16% de heterose

•

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Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

Exemplo com peso a desmame Nelore x Angus:

• Nelore tem um peso médio de 180 quilos

• Angus, 250 quilos.

• Fazendo uma média das duas raças, chega-se a 215 quilos.

• Animais F1 têm um peso ao desmame de 250 quilos, devido á heterose.

• Assim, fazendo a diferença entre o peso dos animais F1 em relação à média dos animais parentais, temos: 250 – 215 = 35 quilos. Ao dividir esse valor pela média dos pais, chega-se ao valor da heterose em porcentagem: 250 – 215 = 35/215 * 100 = 16% de heterose.

•

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Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

Exemplo com peso a desmame:

• Lembrando que, sendo a raça Nelore, zebuína e a Angus, uma raça britânica, seu cruzamento gerará uma prole geneticamente mais distante do que no caso do cruzamento de Nelore com Tabapuã, ambas raças zebuínas.

• Assim, considerando o peso ao desmame de 180 quilos para o Nelore e de 210 quilos para os animais da raça Tabapuã, temos uma média de 195 quilos. Considerando que os animais F1 tenham um peso médio ao desmame de 220 quilos, temos: 220 – 195 = 25/195 * 100 = 12,8% de heterose.

•

• Assim, mesmo nos dois casos havendo 100% de heterozigose, a diferença na heterose é determinada pela maior distância genética entre as raças parentais. Vale destacar que é a heterose que vai gerar ganhos aos criadores que fazem cruzamento industrial.

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Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

Exemplo com peso a desmame Nelore x Tabapuã:

• Nelore tem um peso médio de 180 quilos

• Tabapuã tem 210 quilos.

• Fazendo uma média das duas raças, chega-se a 195 quilos.

• Animais F1 têm um peso ao desmame de 220 quilos, devido á heterose.

• Assim, fazendo a diferença entre o peso dos animais F1 em relação à média dos animais parentais, temos: 220 – 195 = 25/195 * 100 =

• 12,8% de heterose.

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Heterose (H) x Heterozigose (HTZ)

Nelore x Tabapuã Nelore x Angus

12,8% de heterose. 16% de heterose.

100% Heterozigose 100% Heterozigose

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% heterose da F1 retida

(rotacionado de duas raças)

GERAÇÃO TOURO VACA PROGÊNIE % H_R

1 A B 1/2A:1/2B 100,0

2 B 1/2A:1/2B 1/4A:3/4B 50,0

3 A 1/4A:3/4B

4 B 5/8A:3/8B

5 A 5/16A:11/16B

6 B 21/32A:11/32B

7 A 21/64A:43/64B

8 B 85/128A:43/128B

n-1 A 1/3A : 2/3B

n B 2/3A : 1/3B

n+1 A 1/3A : 2/3B

= HTZ Composição

racial

(49)

1 A B 1/2A:1/2B 100,0

2 B 1/2A:1/2B 1/4A:3/4B 50,0

3 A 1/4A:3/4B 5/8A:3/8B 75,0

4 B 5/8A:3/8B 5/16A:11/16B 62,5

5 A 5/16A:11/16B 21/32A:11/32B 68,8

6 B 21/32A:11/32B 21/64A:43/64B 65,6

7 A 21/64A:43/64B 85/128A:43/128B 67,2

8 B 85/128A:43/128B 85/256A:171/256B 66,4

n-1 A 1/3A : 2/3B 2/3A : 1/3B 66,7

n B 2/3A : 1/3B 1/3A : 2/3B 66,7

n+1 A 1/3A : 2/3B 2/3A : 1/3B 66,7

% heterose da F1 retida

(rotacionado de duas raças)

^{= HTZ}

Composição racial

(50)

1 C B 1/2C : 1/2B 100,0

2 A 1/2C : 1/2B 1/2A : 1/4B : 1/4C 100,0

3 B 1/2A : 1/4B : 1/4C 1/4A : 5/8B : 1/8C 75,0

4 C 1/4A : 5/8B : 1/8C 1/8A : 5/16B : 9/16C 87,5

5 A 1/8A : 5/16B : 9/16C 9/16A : 5/32B : 9/32C 87,5 6 B 9/16A : 5/32B : 9/32C 9/32A : 37/64B : 9/64C 84,4 7 C 9/32A : 37/64B : 9/64C 9/64A : 37/128B : 73/128C 85,9

n-2 A 1/7A : 2/7B : 4/7C 4/7A : 1/7B : 2/7C 85,7

n-1 B 4/7A : 1/7B : 2/7C 2/7A : 4/7B : 1/7C 85,7

n C 2/7A : 4/7B : 1/7C 1/7A : 2/7B : 4/7C 85,7

n+1 A 1/7A : 2/7B : 4/7C 4/7A : 1/7B : 2/7C 85,7

% heterose da F1 retida

(rotacionado de três raças)

^{= HTZ}

Composição racial

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Até a próxima semana!!