Edinburgh Alliance for Complex Trait Genetics

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Edinburgh Alliance for Complex Trait Genetics. Lucky 13th meeting, Friday 27th October 2017. Royal Society of Edinburgh. 22-26 George Street, Edinburgh.

Existem evidências científicas de que o Nelore é mais resistente aos carrapatos do que outros grupos genéticos. Ao longo do processo de evolução e de seleção, os animais mais infestados podem ter sido identificados e descartados. O carrapato é visível, e sua presença incomoda os animais, e os donos dos animais. Entretanto, isso não é trivial quando tratamos dos parasitos gastrointestinais. Esses últimos não são visíveis a olho nu, e os exames parasitológicos não são realizados rotineiramente. Parece mais fácil aplicar produtos químicos, de acordo com os protocolos recomendados pelos fabricantes, do que implementar outras técnicas de controle de verminoses. Então, se houve evolução do Nelore no sentido de desenvolvimento de resistência aos parasitos gastrointestinais, ela pode ter sido consequência da seleção natural ou da seleção indireta. Mesmo assim, as poucas evidências encontradas não são suficientes para afirmar que o Nelore é mais (nem menos) resistente aos parasitos gastrointestinais do que outros grupos genéticos. Mas além dessas diferenças entre grupos, o melhoramento genético também depende das diferenças dentro dos grupos genéticos.

Evidências sobre a existência da variabilidade genética para resistência a parasitos (ecto e endo) em outros grupos de bovinos, especialmente nos taurinos, estão disponíveis na literatura científica. Entretanto, a despeito de um trabalho publicado em 2015 (disponível aqui), é necessário obter mais evidências científicas sobre o tema. Mas se existem evidências da existência da variabilidade genética para resistência a parasitos em outros bovinos, por que ainda é necessário estudar isso em Nelore?

  1. Por que uma parte muito importante dos 210-220 milhões de bovinos do Brasil é Nelore, ou seus cruzamentos. E qualquer particularidade nesse grupo pode inviabilizar a aplicação dos resultados obtidos com taurinos. E isso pode ter um impacto financeiro grande para os pecuaristas.
  2. Por que os criadores (mesmo os que trabalham com Nelore) utilizam anti parasitários de maneira generalizada. Se isso realmente é necessário, é possível que tenhamos um indicativo de que o Nelore não é tão resistente como se pensa, ou que as cargas parasitárias nos rebanhos comerciais estão acima daquelas que os animais tiveram de enfrentar ao longo do processo de evolução. Por outro lado, se a utilização de anti parasitários não for necessária, os pecuaristas devem estar gastando dinheiro desnecessariamente.
  3. Por que a utilização inadequada dos tratamentos químicos pode implicar no desenvolvimento de parasitos resistentes aos princípios ativos, pode deixar resíduos nos produtos de origem animal e contaminar o ambiente. Então, a seleção de animais mais resistentes poderia contribuir para melhorar a eficiência dos programas de controle de parasitoses, reduzir o impacto ambiental e melhorar a segurança alimentar.
  4. Por que o conhecimento da variabilidade genética para resistência, e das relações entre resistência para diferentes parasitoses, podem auxiliar no delineamento de estratégias alternativas para reduzir o impacto dos parasitos na produção animal.

Portanto, uma das questões que precisava ser respondida nesses dois primeiros meses era: Existe variação genética para resistência a carrapatos e parasitas gastrointestinais em Nelore?

Para responder a esta questão, foram utilizados os dados de contagens de carrapatos, nematódeos gastrointestinais e Eimeria app. de tourinhos Nelore criados a pasto e submetidos a infestações naturais. Esses dados foram coletados em um experimento de campo, realizado na Fazenda Mundo Novo, em Uberaba. Os animais utilizados pertencem a linhagem Lemgruber, amplamente disseminada no Brasil. O experimento foi realizado entre abril de 2011 e maio de 2017. Nesse período, foram coletados aproximadamente 8.000 registros, em mais de 1.700 tourinhos (as fêmeas também foram avaliadas, mas seus dados serão avaliados para outra finalidade). O Nelore Lemgruber está presente em muitos outros rebanhos brasileiros, e os animais são criados em condições ambientais muito próximas das condições comerciais. Esses fatores contribuem para a aplicabilidade dos resultados. Além disso, a Fazenda Mundo Novo possui escrituração zootécnica invejável, o que contribui para dar segurança a todos os dados utilizados.

No material da palestra (Presentation2710207Ftoral), foram apresentados os resultados de modelos estatísticos específicos para dados de contagem (modelos com distribuição de Poisson com excesso de zeros). Esses modelos são diferentes daqueles modelos utilizados para características com distribuição normal, como p.ex. o peso, e as interpretações dos resultados também são diferentes. Os resultados permitiram concluir que:

  1. Existe variabilidade genética para resistência a carrapatos e parasitos gastrointestinais no Nelore.
  2. As cargas de carrapatos e nematódeos gastrointestinais podem estar geneticamente correlacionadas.
  3. Os valores genéticos para as contagens ( que no modelo utilizado são expressos em uma escala adjacente – diferente da escala das contagens de parasitos) são úteis para a seleção de animais resistentes.

Entretanto, ao longo desse período de análise dos dados, nos deparamos com mais perguntas do que respostas. E muitas dessas perguntas precisam ser respondidas o mais rápido possível. Ao longo do mês de novembro, vamos tentar encontrar outras respostas (e provavelmente mais perguntas!!) e preparar o rascunho do primeiro material científico.

De modo geral, acredito que o público ficou interessado pelo tema, e também pelo Nelore. Fiquei bastante satisfeito por receber várias perguntas após a apresentação. Mas duas questões foram particularmente interessantes de responder.

  1. Fui questionado a respeito do número médio de parasitos na amostra utilizada, e sobre a utilização de infestações naturais (ao invés de infestações artificiais). O número médio de contagens realmente é menor do que o número de parasitos encontrados em outros trabalhos (sempre com grupos genéticos diferentes), mas mesmo assim foi possível identificar diferenças genéticas entre os animais. E, num experimento em larga escala, realizado em condições comerciais de criação, a utilização de infestações artificiais não é uma prática viável.
  2. Uma das organizadoras do evento fez uma explanação sobre a importância da adaptabilidade das espécies ao longo do processo de evolução, sobre sua experiência com casos de fotossensibilidade, e acabou me perguntando como um animal branco pode ser adaptado as condições tropicais (especialmente relacionadas com incidência de radiação solar). Ela ficou surpresa ao saber que debaixo dos pelos brancos do Nelore existe uma pele escura, que certamente contribui para a adaptação.

Além disso, confesso que me senti bastante pressionado quando descobri que Bill Hill, Brian Charlesworth, Chris Haley, Sara Knott (esses dois últimos são os autores de um método muito utilizado no passado para mapeamento de QTLs – a regressão de Haley e Knott), e outros notáveis estavam na plateia. Aliás, essa é uma das coisas que mais tenho reparado por aqui. “Os notáveis” participam ativamente de todos os eventos, desde o jornal club, passando pelos seminários apresentados por simples e desconhecidos (ainda) estudantes de pós graduação, até os eventos mais renomeados da sociedade científica. Mas foi um bom teste, espero ter passado.

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Primeiro mês no The Roslin Institute

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Para quem não conhece a história completa, e quer conhecê-la, meu nome é Fabio Luiz Buranelo Toral. Sou professor na área de melhoramento genético animal na UFMG, e estou no The Roslin Institute, na Escócia, para realizar um estágio sênior, entre setembro de 2017 e agosto de 2018. Minha estadia aqui está sendo financiada pelo Governo Brasileiro, por meio de uma bolsa de estudos concedida pela CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior). Por isso, sinto que tenho o dever de compartilhar minha experiência com o maior número possível de pessoas. Vou fazer isso de duas formas. Ao longo de cada mês, vou escrever um texto resumindo minhas atividades. Vou escrever isso de forma pessoal, como se fosse uma simples narrativa dos fatos mais importantes do período. No final, também vou disponibilizar o relatório completo de minhas realizações. Esse relatório será utilizado para minha prestação de contas junto à CAPES e, por sua vez, será redigido de maneira mais formal, como exige o método científico.

Aqui no Roslin, estou sendo supervisionado pela Dra. Andrea Wilson. Ela é matemática, e interessada na modelagem de processos de resistência e tolerância de animais de interesse zootécnico a doenças infecciosas. A maior parte do trabalho da Dra. Andrea é realizada com simulação computacional. Entretanto, no nosso projeto, iremos trabalhar com dados reais, coletados pelo meu grupo de pesquisa da UFMG na Fazenda Mundo Novo, em Uberaba. Além dos fenótipos referentes a contagens de parasitos (carrapatos e nematódeos gastrointestinais), crescimento e, possivelmente, alguns dados reprodutivos, nós temos à disposição os genótipos de alguns animais da raça Nelore. O grupo de trabalho é composto por duas matemáticas, um físico, um estatístico, uma veterinária e um zootecnista. São duas gregas, um inglês, uma alemã (Dra. Andrea) e dois brasileiros. Todos já concluíram o doutorado. Olhando de maneira superficial, parece um grupo estranho, mas todos estão extremamente engajados com o tema. Finalizei uma de minhas apresentações desse mês dizendo que sinto estar trabalhando com um “dream team”. Todos trabalham de forma muito bem coordenada, e as formações se complementam de maneira muito adequada. Então, minha primeira observação: todos são bons em matemática e programação de computadores, independentes de estarem envolvidos com temas “biológicos” e “pecuários”.

Em setembro, nós fizemos uma reunião para apresentação do projeto e das metas aos membros da equipe, e outra para recepção de uma nova integrante da equipe, uma matemática grega. Fizemos alguns ajustes e definimos as prioridades. Participei de um curso sobre utilização do servidor (Eddie) da University of Edinburgh e de um evento sobre sequenciamento completo de genomas. Especificamente sobre meu projeto (vou chamá-lo de meu apenas para diferenciá-lo dos outros projetos), finalizei a edição dos dados, e já comecei a realizar algumas análises estatísticas. Como forma de me “estimular” com o projeto, minha supervisora já incluiu uma apresentação de nossos resultados para o dia 27 de outubro, durante a reunião da Edinburgh Alliance for Complex Traits Genetics, que vai ser realizada na Royal Society of Edinburgh. Ou seja, já tenho data marcada para apresentar os primeiros resultados do projeto e, todas as minhas atividades de outubro, serão direcionadas para essa apresentação.

Em resumo, foi um mês de transição. Cheguei em um país diferente, precisei organizar minhas coisas pessoais para viver aqui, e me adaptar à nova rotina. Foi necessário organizar minhas condições de trabalho (local, equipamentos, equipe, etc.) e definir as prioridades. Agora é trabalhar, porque dia 27 de outubro já está chegando!

Lançamento do Sumário PMG2B 2017

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A segunda edição do Sumário do Programa de Melhoramento Genético 2B (PMG2B) foi divulgada durante a Megaleite 2017, no parque da Gameleira em Belo Horizonte. O material, que pode ser obtido aqui (SumarioPMG2B2017), contém os resultados das avaliações genéticas para características produtivas, reprodutivas e de eficiência de quase 100 vacas Gir Leiteiro ativas no rebanho PMG2B. O material também contém um artigo técnico sobre a evolução dos touros participantes do Teste de Progênie da ABCGIL.

Evolução dos touros Gir Leiteiro em teste de progênie

O teste de progênie é uma ferramenta para identificação das capacidades preditas de transmissão (PTA) de touros de raças leiteiras. No caso do Gir Leiteiro, este teste começou a ser executado em 1985 e, no ano de 2017, os resultados do 25 grupo de touros foi divulgado no Sumário Brasileiro de Touros[1]. Até o presente, 375 touros foram avaliados.

O teste de progênie não é, isoladamente, um programa de melhoramento genético. Ele é um componente importante do programa e a utilização mais intensa dos touros com as melhores PTAs, bem como a pré-seleção dos candidatos ao teste com base em critérios técnicos eficientes, são fundamentais para a evolução genética em qualquer raça. A evolução genética é sinônimo de tendência genética, um termo rotineiramente utilizado nos programas de melhoramento para quantificar a mudança nas médias das PTAs ao longo do tempo.

A análise das PTAs para produção de leite dos touros em teste (Figura 1) revelou aumento de 10,24 kg/grupo nas médias das PTAs. Esse valor representa 0,33% da média de produção de leite em 305 dias de lactação da base de dados utilizada para realização das avaliações (3.065 kg), e pode ser interpretado como a diferença nas médias das PTAs de touros de grupos subsequentes.

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Figura 1. Capacidades preditas de transmissão para produção de leite em 305 dias de lactação (PTA Leite) de touros Gir Leiteiro (pontos) e tendência genética (linha azul) em função do grupo de teste. As análises foram realizadas com os resultados divulgados no Sumário Brasileiro de Touros[1].

 

O aumento da tendência genética no grupo de touros em teste implicará, também, em aumento na tendência genética na raça como um todo. Portanto, é muito importante manter o rigor na pré-seleção dos touros para garantir que a média da PTA dos touros que estão entrando no teste seja superior a média da PTA dos touros dos grupos anteriores. Mas como conseguir isso?

Não existe resposta única. Tampouco existe uma resposta certeira. Existem alternativas para aumentar a chance de sucesso. Uma delas é a pré-seleção dos touros a partir da análise do valor genético das mães. Outra é a utilização de ferramentas genômicas para predizer o valor genético dos candidatos ao teste de progênie. Felizmente, essas duas alternativas já são utilizadas para a pré-seleção de touros Gir Leiteiro para o teste de progênie. Outra alternativa seria a escolha de indivíduos pertencentes às gerações mais avançadas de seleção. Por que isso funcionaria?

Por que as médias das PTAs dos touros de gerações mais avançadas são maiores que as médias das PTAs dos touros de gerações anteriores (Figura 2).

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Figura 2. Capacidades preditas de transmissão para produção de leite em 305 dias de lactação (PTA Leite) de touros Gir Leiteiro (pontos) e tendência genética (linha azul) em função da geração. As análises foram realizadas com os resultados divulgados no Sumário Brasileiro de Touros[1] e genealogias conhecidas dos touros avaliados. O ponto vermelho representa a PTA do touro B805 C.A. Everest. Os pontos da cor laranja representam as PTAs dos filhos do touro B805 C.A. Everest. O ponto azul representa a PTA do touro KCA472 C.A. Sansão. Os pontos verdes representam os filhos do touro KCA472 C.A. Sansão.

 

As Figuras 1 e 2 demonstram a evolução dos touros Gir Leiteiro em teste de progênie, mas utilizando-se escalas de tempo diferentes. Na primeira, a escala de tempo é cronológica e avaliada com base no grupo de teste. Na segunda, a escala refere-se ao número de gerações de ancestrais conhecidos. Aqueles animais de genealogia desconhecida compõem a geração zero. Seus filhos compõem a geração um e assim por diante. A sobreposição de gerações (acasalamentos de pais pertencentes a gerações diferentes) implica no surgimento de animais de gerações intermediárias (por exemplo: 1,5; 3,8; etc.). Portanto, se a seleção é realizada ao longo das gerações, as médias das PTAs dos animais das gerações mais avançadas devem ser maiores que as médias das PTAs dos animais das gerações anteriores. No caso dos touros Gir Leiteiro em teste, a estimativa da diferença nas médias das PTAs de touros de duas gerações seguidas é de 52,74 kg de leite, ou 1,72% da média da produção de leite em 305 dias de lactação. As tendências genéticas por grupo (ano de teste) ou por geração não são diretamente comparáveis por que são expressas em escalas de tempo diferentes. Ainda não é possível evoluir uma geração em um único ano.

Outras informações podem ser extraídas da Figura 2. Quando um indivíduo de grande mérito genético é encontrado, faz menos sentido tentar refazer acasalamentos na expectativa de obter um irmão completo (pertencente a mesma geração) ou meio-irmão melhor que ele do que utilizá-lo em novos acasalamentos para a produção de filhos de gerações mais avançadas e de méritos genéticos superiores. O touro B805 C.A. Everest (ponto vermelho na Figura 2) produziu um filho de grande mérito genético, o touro KCA472 C.A. Sansão (ponto azul na Figura 2). Vários filhos do touro C.A. Everest foram testados no teste de progênie (pontos da cor laranja na Figura 2) e nenhum conseguiu superar o C.A. Sansão. Por outro lado, já foram identificados dois filhos do touro C.A. Sansão com méritos genéticos superiores ao do pai. Ainda, vários filhos de C.A. Sansão (pontos verdes) possuem méritos genéticos superiores aos méritos de seus tios (pontos em laranja). Ou seja, os méritos genéticos dos netos do touro C.A. Everest são melhores que os méritos genéticos de seus filhos. Portanto, é importante testar touros de gerações mais avançadas a cada ano. E de quais gerações são os touros participantes do teste de progênie do Gir Leiteiro?

A cada novo grupo de touros, a média do coeficiente de geração dos candidatos está aumentando (0,0949 geração/grupo), mas existe grande variação dos coeficientes de geração dentro de um mesmo grupo (Figura 3). Por exemplo: entre os touros cujas PTAs foram divulgadas em maio de 2017, há indivíduos pertencentes às gerações 2,4 e 6,4.

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Figura 3. Coeficientes de geração de touros Gir Leiteiro (pontos) e médias estimadas (linha azul) em função do grupo de teste.

 

É importante destacar que alguns animais, a despeito de pertencerem a gerações menos avançadas (menor que 4), são provenientes de rebanhos que realizam controle leiteiro e seleção há muito tempo, mas iniciaram o registro genealógico e controle leiteiro oficial apenas recentemente. Por outro lado, existem animais de gerações mais avançadas, mas provenientes de rebanhos com muitas gerações de registros oficiais e com critérios de seleção que não privilegiaram a produção de leite. De qualquer forma, os resultados apresentados corroboram a necessidade de considerar o coeficiente de geração dos candidatos ao teste durante a pré-seleção.

A análise conjunta dos méritos genéticos das mães de touros, das informações genômicas e dos coeficientes de geração dos candidatos ao teste de progênie contribuirá para aumentar a diferença das médias das PTAs dos touros de grupos subsequentes. O coeficiente de geração é obtido de maneira simples, basta conhecer o pedigree dos candidatos ao teste. Mas planejar e executar os acasalamentos para produzir touros Gir Leiteiro de gerações mais modernas exige o abandono de modismos e a coragem que só os selecionadores visionários possuem.

 

Texto extraído do Programa de Melhoramento Genético 2B, Resultado da avaliação genética de vacas Gir Leiteiro, 2ed., 2017.

Referência:

[1] Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro – Sumário Brasileiro de Touros – Resultado do Teste de Progênie – 8 Prova de Pré-Seleção de Touros – Maio 2017 / João Cláudio do Carmo Panetto … [et al.]. Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2017. 96p. (Embrapa Gado de Leite. Documentos, 202).

Casa cheia durante a Superleite 2016 para a palestra sobre melhoramento genético.

Pompéu é a Capital Mineira do Leite. Anualmente, o Sindicato Rural de Pompéu organiza a Superleite, considerado o maior evento do agronegócio do Centro-Oeste mineiro. Ao longo da programação ocorrem palestras técnicas sobre diferentes temas de interesse. No último dia 20 de julho, aconteceu a apresentação sobre Melhoramento genético de bovinos leiteiros: estratégias para utilização de vacas F1. O material da apresentação pode ser acessado aqui (ApresentacaoSuperleite2016). Mais de 400 pessoas estiveram presentes. As fotos são da equipe organizadora do evento.

Lançamento do PMG2B. Primeiro Sumário de vacas Gir Leiteiro.

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O Programa de Melhoramento Genético 2B (PMG2B) foi apresentado ao público no dia 22 de junho de 2016, durante a MegaLeite. O PMG2B começou a ser planejado e desenvolvido em 2010, na Fazenda Cachoeira, em Ferros – MG. O Programa, idealizado e coordenado por José Afonso Bicalho e Adriano Bicalho (Agronegócios 2B) e Fabio Toral (UFMG), foi delineado para identificação de vacas Gir Leiteiro com maior potencial para geração de lucro.

Todos os animais do PMG2B são manejados e avaliados em condições ambientais semelhantes àquelas existentes em grande parte dos rebanhos leiteiros. Os animais da mesma categoria recebem sempre as mesmas condições de manejo, para que as diferenças genéticas entre eles sejam identificadas com maior precisão. No Programa, são avaliadas características relacionadas com produção e qualidade do leite, reprodução e eficiência de produção.

No PMG2B, as vacas são selecionadas com base em seus valores genéticos preditos. Esse processo é mais preciso que a seleção baseada na avaliação fenotípica ou na avaliação com base na genealogia, apenas. Consequentemente, as mudanças genéticas são maiores. Apenas as vacas com alto potencial genético são classificadas como doadoras e submetidas a procedimentos especiais de reprodução, como a FIV.

O Sumário de Vacas Gir Leiteiro, que pode ser acessado aqui (CadernoPMG2B), é um dos produtos do PMG2B. Esse é o primeiro sumário público com os resultados das avaliações genéticas de vacas. Tal material é uma excelente ferramenta para identificação dos animais com maior potencial genético para características economicamente importantes e que, portanto, podem ser utilizados em maior intensidade nos rebanhos.

Consulte o Resultado da Avaliação Genética de Vacas Gir Leiteiro do PMG2B e veja mais detalhes sobre o projeto (CadernoPMG2B).

Sumário Brasileiro de Touros da Raça Pardo-Suíça – Edição 2016

O primeiro sumário com resultados da avaliação genética de touros da raça Pardo-Suíça, para produção de leite, foi apresentado aos criadores no dia 23 de junho de 2016, na Fazenda Monte Alvão, em Esmeraldas – MG. O material é o resultado de uma ação conjunta da Escola de Veterinária da UFMG, EPAMIG, SEAPA e Associação Brasileira de Criadores de Gado Pardo-Suíço e pode ser acessado aqui (SumarioPS2016). Esperamos que esse material seja útil para os criadores na promoção do melhoramento genético de seus rebanhos.LancamentoPardoSuica