Ferramentas moleculares para a
gestão, uso e conservação das raças
Curraleiro Pé-Duro e Pantaneira
Andréa Egito
Embrapa Gado de Corte
O que caracteriza
uma raça ou
rebanho localmente
adaptado????
• Passaram por um processo seletivo
adaptativo de mais de 500 anos
• Após a introdução de raças
especializadas quase chegaram a
extinção
•
Populações pequenas
•
Poucos rebanhos ou até
mesmo únicos
• Populações mais susceptíveis aos
efeitos da deriva genética ao acaso
• Taxas de endogamia elevadas
• Relação macho:fêmea desbalanceada
• Com efetivo populacional reduzido (Ne)
Número de indivíduos que teriam a mesma taxa de endogamia e resposta à deriva genética se a população fosse ideal –
População com tamanho amostral = 200
Consequências
• Populações podem estar ou podem ficar
comprometidas geneticamente
Perda da diversidade genética
Altas taxas de endogamia (depressão endogâmica)
Fixação de alelos devido a deriva genética
Sub-estruturação populacional que pode levar a diferenciação de populações inicialmente semelhantes
Diminuição do potencial adaptativo Populações
Caracterização genética
•
Verificar a unicidade das populações
•
Definir estratégias e prioridades
•
Manejo genético - manutenção da máxima
variabilidade possível dentro de cada
espécie e/ou população.
•
Melhorar a eficiência da amostragem e
utilização
dos
recursos
genéticos
conservados.
•
Auxiliar na inserção dos RGs no mercado
consumidor – seleção e melhoramento
animal
Caracterização genética
Genética da conservação
Genética de populações biologia molecular Ferramentas da
Bases de dados genótipos/haplótipos Análises estatísticas pacotes diversos Elaboração de programas de manejo e conservação de RGA
+
Adaptado de Schwartz et al. TREE 2006
Monitoramento genético (múltiplos eventos ao longo
do tempo)
Categoria I
Diagnostico molecular para monitoramento tradicional
Categoria II
Parâmetros de genética de populações (microssatélites; isoenzima, mtDNA,
SNP)
Diagnostico individual mediante genótipos multilocos (microssatélites; SNP) Identificação de espécies e outros grupos(mtDNA; aloenzima, microssatélite, SNP)
Resultados gerados e
possibilidades de uso das
ferramentas moleculares para a
gestão, uso e conservação
Estrutura populacional
Unicidade das raças localmente adaptadas
Egito et al., 2007 – BMC Genetics
K = 2
K = 3
K = 10
CA CL CU MN PANT HOL JER NEL GI GU
CA CL CU MN PANT HOL JER NEL GI GU
a
b
Índices de diversidade genética – parâmetros populacionais
Antiguan Creole Guadeloupe Creole Sta, Lucia Creole
Costeño com Cuernos San Martinero Romosinuano Harton del Vale Chino Santandereano Casanareño Bon Caracu Crioulo Lageano Pantaneiro Curraleiro Pé-duro Mocho Nacional Junqueira Patuá Holandês Jersey Simental Tabapuã Nelore Gir Guzerá Kangayam Kenana Kuri Butana White Fulani Egípcia Nanchi Somba N´Dma Kapsiki Ongole Indianas locais Sahiwal Hariana Tharparkar Alistana Rubia Gallega
Monchina Negra Serrana Retinta Cardena Andaluza Tudanca Berrenda
Pajuna Asturiana Montaña Mostrenca Avileña Morucha Albera Lídia Murciana Preta Maronesa Mertolenga Garvonesa Barrosã Alentejana Lídia Crioulo Boliviano
Crioulo Argentino N total = 599
Origem e domesticação (mtDNA)
Egito, 2007 Raças Africanas
Raças da Peninsula Iberica
Raças Zebuínas Brasileiras Raças locais
Análise entre diferentes rebanhos
Análise de componentes principais para 53 populações bovinas estabelecidas por rebanho dentro
das 10 raças estudadas, baseada em Nei, 1972 com 22 marcadores
Dendrograma representando a relação genética existente entre rebanhos da raça Curraleiro Pé-duro
Estrutura populacional de rebanhos pantaneiros
K=2K=3
Similaridade genética
Descarte de indivíduos de rebanhos em conservação
Escolha de animais para formação de novos núcleos ou incorporação ao Núcleo existente
Acasalamentos preferenciais
Escolha de indivíduos para a conservação ex situ
Avaliação de bancos de germoplasma
CURRALEIRO PÉ-DURO PANTANEIRO NELORE
Introgressão gênica
Descarte de indivíduos de rebanhos em conservação
Escolha de animais para formação de novos núcleos ou incorporação
ao Núcleo existente Auxiliar a Associação de
Loco k N Ho He PIC PE1 PE2 FIS FST HMS03 5 160 0,55 0,566 0,483 0,164 0,288 0,1481 0,1341 HTG07 12 177 0,757 0,735 0,706 0,352 0,537 -0,1018 0,1973 COR07 6 161 0,571 0,749 0,703 0,337 0,513 0,2101 0,1389 COR82 5 165 0,345 0,403 0,378 0,085 0,228 0,0945 0,2724 ASB17 5 182 0,038 0,08 0,079 0,003 0,041 0,3616 0,2208 HMS07 5 176 0,403 0,38 0,356 0,075 0,21 0,0705 0,2045 TKY344 5 176 0,642 0,64 0,57 0,219 0,369 -0,0656 0,0778 ASB02 4 173 0,243 0,414 0,378 0,086 0,22 0,2638 0,1133 UCDEQ425 8 141 0,695 0,677 0,615 0,251 0,412 -0,0714 0,2093 HMS45 4 172 0,512 0,546 0,476 0,149 0,283 -0,0289 0,2835 LEX73 5 159 0,189 0,434 0,354 0,094 0,186 0,2004 0,4529 TKY312 5 149 0,57 0,614 0,557 0,2 0,359 -0,015 0,1207 AHT04 9 128 0,68 0,787 0,757 0,415 0,595 0,0539 0,1342 ASB23 8 172 0,587 0,659 0,595 0,241 0,397 0,1204 0,1771 COR58 5 146 0,63 0,679 0,615 0,251 0,411 -0,0482 0,1542 Média 6,07 162,4667 0,494133 0,557533 0,508133 0,079493 0,192733 Poder de Exculsão 0.988414 0.999748
Paternidade
• É necessário que
se tenha trios ou
duos e prováveis
suspeitos
formados para
serem testados
• Rebanhos com
muitos prováveis
pais e com alto
grau de
parentesco entre
os indivíduos
Busca de alelos favoráveis em genes candidatos
correlacionados à
características produtivas
Inserção das raças no mercado consumidor
E$ 5,25/kg
Produtos com qualidade diferenciada e
Monitoramento/valorização das populações
Características Produtivas – Leite
Frequência alélica do gene DGAT1
DGATK DGATK – alelo selvagem
DGATA 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Raças Frequencia alélic a (%) Baixa produção Gordura elevada Alta produção
Walker et al., 2014 e 2015 (no prelo)
Composição de ácidos graxos
Gene SCD1 Gene FASN
Associado com de aumento de ácido oléico e na relação de
monoinsaturados:saturados
Haplótipo considerado favorável Haplótipos
não descritos no
Busca de alelos favoráveis em genes candidatos correlacionados à características adaptativas (resistência imunológica e funcional)
Foram observados novos alelos nas raças localmente adaptadas para o loco BoLA
DRB3.2; bem como foi prospectado um novo SNP
no gene HSF1 que pode estar relacionado à termotolerância Necessário associar com dados fenotípicos para comprovar se existe correlação com as características envolvidas
Próximos passos
• Utilizar dados gerados até o momento para realizar de maneira efetiva a gestão das populações
• Gerar dados fenotípicos visando a validação de marcadores já descritos e a prospectar novos
marcadores relacionados à características de interesse (carne, leite, adaptabilidade – estresse térmico e
resistência a enfermidades)
- Projetos Rede Centro Oeste, UEMS, PVE
• Avaliação de assinaturas de seleção mediante
sequenciamento total do genoma e relação genética pelo uso de painéis de SNPs (Illumina HD e 50k)
− Projeto aprovado pelo Dr. Marcos Vinicius Silva - Embrapa Gado de Leite e Projeto Rede Centro Oeste
Considerações finais
• Genética molecular é mais uma
ferramenta que pode ser
utilizada para auxiliar no manejo das populações em conservação
• Caracterização fenotípica (morfológica e produtiva) é tão importante quanto, ou até mais que, a
caracterização genética
• Sem dados fenotípicos não existe possibilidade da ferramenta ser utilizada de forma adequada e dar os resultados esperados – uso sustentável e a
disponibilidade dos recursos genéticos animais • Primordial que os indivíduos analisados sejam
