Especialista destaca nova ferramenta para criadores: o cálculo da endogamia via dados genômicos

Por em 2 de março de 2017
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Ricardo Ventura é palestrante confirmado da 9ª edição do Curso Internacional PampaPlus

*Originalmente publicado no Informativo PampaPampiano

Endogamia: conceitos básicos e implicações para programas de melhoramento genético

A lucratividade da pecuária de corte está diretamente ligada à investimentos em programas de melhoramento genético. Entretanto, a ausência de estratégias eficientes de acasalamento e seleção genética pode resultar em incremento da endogamia, ou consanguinidade. Endogamia resulta do acasalamento de animais mais aparentados do que a média da raça (ou população) da qual não se conhece os ascendentes. De forma simplista, todos os animais de uma mesma raça ou população apresentam um determinado nível de relacionamento genético, que é medido pelo grau de parentesco entre os animais. Sendo assim, é fundamental planejar acasalamentos para minizar os níveis de endogamia.

Mas porque é importante evitar ou reduzir endogamia? Primeiramente, o aumento da endogamia pode acarretar em perda parcial do ganho genético obtido por seleção. Além disso, pode aumentar as chances de manifestação de combinações gênicas desfavoráveis, o que potencialmente resultará em redução no desempenho dos animais, principalmente para algumas características de importância econômica como índices reprodutivos, sobrevivência, adaptação e resistência a doenças, efeito conhecido como depressão endogâmica.

Indivíduos aparentados apresentam regiões do genoma que são idênticas. Um indivíduo que recebe a mesma informação genômica (alelos) de ambos os pais pode ser então classificado como homozigoto para essa região do genoma. Isto seria extremamente desejável para situações onde o segmento de DNA transmitido para a progênie (oriundo de cada progenitor) esteja relacionado a um desempenho superior para determinada característica de importância econômica. No entanto, cada animal apresenta em seu genoma uma fração reduzida (na maioria dos casos) de alelos deletérios indesejáveis que de forma geral, são evidenciados quando em homozigose recessiva.

A manifestação de combinações gênicas desfavoráveis (depressão endogâmica)  e prepotência (capacidade do animal de gerar descendentes mais semelhantes a si) podem ser classificadas, de forma simplificada, como resultados distintos da endogamia, acarretando em efeitos negativos ou positivos para o produtor, respectivamente. A primeira é responsável por perdas relacionadas à reprodução e de maneira mais amena em características ligadas ao crescimento, sendo a segunda utilizada como prática para assegurar uniformidade racial e fixação de características peculiares a grupos de touros em evidência.

 

Cálculo da endogamia: Passado e presente

O nível de endogamia de um indivíduo é mensurado via coeficiente de endogamia, que pode ser calculado através de dois métodos distintos:

  • Uso exclusivo de informação de genealogia (pedigree).
  • Uso de informação genômica, via genotipagem de cada indivíduo para o qual se deseja calcular o coeficiente de endogamia.

Por meio da primeira metodologia, o coeficiente de endogamia mede o aumento percentual em pares de alelos homozigotos em um indivíduo comparado à média da população (raça) de origem do animal em avaliação. Por exemplo,  para um animal que possui um coeficiente de endogamia igual a 0.10, espera-se que ele tenha 10% mais pares de locus homozigotos do que um indivíduo não-endogâmico da mesma população. É importante ressaltar que o coeficiente de endogamia varia entre 0 e 1 e é sempre relativo à uma determinada população base. Além disso, a maioria das raças bovinas apresentam uma grande proporção de indivíduos com níveis de endogamia maiores que zero.

O recente surgimento e maior difusão das tecnologias “ômicas”, como genômica por exemplo, aliado à automatização e redução dos custos de genotipagem, tem possibilitado que cada indivíduo do rebanho seja genotipado para milhares de marcadores moleculares do tipo SNP (Polimorfismos de Base Única). Essa informação gerada pode ser utilizada em programas de melhoramento genético animal para estimação de EBVs genômicos (GEBVs) e também para o cálculo de níveis de endogamia baseado em dados genômicos.

O coeficiente de endogamia genômico é calculado como a fração ou proporção do genoma que se caracteriza pela presença de longos segmentos homozigotos sem a presença de marcadores heterozigotos. Tal coeficiente obtido via análise exploratória de SNPs apresenta alta correlação com os valores de endogamia obtidos pelo método tradicional baseado em análises de pedigree.

Quais as vantagens com relação ao cálculo da endogamia genômica?

  • Por ser calculado utilizando-se dados moleculares de cada indivíduo e não embasada simplesmente no conceito de probabilidades matemáticas ou valor médio que descrevam todo o genoma quanto aos valores de locus homozigotos, a endogamia genômica apresenta-se como alternativa mais precisa e confiável para a obtenção dos níveis reais de endogamia. Tal metodologia apresenta como principal vantagem, a possibilidade de ser calculada mesmo em situações onde existam erros de genealogia ou ocorrência de registros incompletos de indivíduos da raça.
  • Ao contrário da obtenção de um único valor numérico (como ilustrado no exemplo acima: 0.10), o valor de endogamia obtido por dados moleculares, além de resultar em um número simples que servirá para comparação com demais indivíduos da raça, nos fornece informações detalhadas sobre potenciais regiões do genoma que apresentam maior freqüência de alelos homozigotos, podendo ou não estar envolvidas com a performance do animal (negativa ou positiva) para as principais características de interesse econômico.
  • O seu uso em estratégias de acasalamentos dirigidos pode acarretar em um melhor controle local (ao nível de cromossomo) da variabilidade genética do rebanho, aumentando-se assim a eficiência do programa de melhoramento, o que possivelmente resultará em maior ganho genético.

 

Referências bibliográficas

Zavarez LB, Utsunomiya YT, Carmo AS, et al. Assessment of autozygosity in Nellore cows (Bos indicus) through high-density SNP genotypes. Frontiers in Genetics. 2015;6:5. doi:10.3389/fgene.2015.00005.

Northcutt, SL, Buchanan, DS and Clutter, AC. Inbreeding in Cattle. Division of Agricultural Sciencies and Natural Resources, Oklahoma State University. 2004.

Carvalheiro, R, Pimentel, ECG. Endogamia: possíveis conseqüências e formas de controle em programas de melhoramento de bovinos de corte. Anais. II GEMPEC – Workshop em genética e Melhoramento na Pecuária de Corte, 2004.

Carolino, N, and Gama, LT. 2008. Inbreeding depression on beef cattle traits: Estimates, linearity of effects and heterogeneity among sire-families. Genet. Sel. Evol. 40:511–527.18694547

Por Ricardo Ventura – BIO (Canadá),  CGIL – University of Guelph (Canadá) e  USP – Pirassununga (rventura@uoguelph.ca)

Luiz Brito – CGIL – University of Guelph (Canadá)
(lbrito@uoguelph.ca)

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