O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da produção do leite, das exigências líquidas de lactação e do peso de vacas de corte sobre a eficiência energética, econômica e ambiental do sistema de cria. Diversos genótipos utilizados no sistema de cria nacional foram avaliados em três experimentos tendo seus dados analisados por meta-análise. Os genótipos estudados foram Nelore (NL), Angus x Nelore (AN), Canchim x Nelore (CN), Caracu x Nelore (CR) e Simental Nelore (SN). Um experimento inicial definiu a melhor forma de avaliação da produção de leite e da forma da curva de lactação. Foram testadas as metodologias de pesagem do bezerro antes e após a mamada (PMP) e de ordenha mecânica (OM). Os resultados destes estudos permitiram primeiramente defender as seguintes questões: i) a técnica OM é melhor que PMP para predizer diferenças genéticas e ambientais na produção do leite entre vacas de corte e ii) dados obtidos pela OM e analisados pelos modelos não-lineares de efeitos mistos (NLEM) permitem a inclusão dos efeitos que afetam as curvas de lactação e as exigências das vacas. Na análise do modelo de cria, com objetivo de avaliar o efeito dos diferentes parâmetros e características produtivas, alguns métodos estatísticos foram utilizados. Estes incluíram além da modelagem das curvas de lactação por NLEM, o uso da meta-análise, assim como de modelos de equações estruturais para estudo do modelo ambiental e econômico. Nas simulações do ciclo completo de cria foi possível verificar o impacto dos parâmetros avaliados nos experimentos, incluindo o peso adulto e a produção de leite. Em função da inexistência de dados de reprodução, o modelo não assumiu nenhum efeito de genótipo ou exigências sobre as taxas reprodutivas. Os resultados demonstram que o aumento do peso adulto reduz a eficiência do sistema de produção e reduz a lucratividade da produção por unidade de peso de bezerro a desmama (P < 0.05). O aumento da produção de leite aumenta a eficiência e a lucratividade do setor de cria. Vacas Nelore apresentam menor demanda energética que vacas Nelore x Bos taurus (8 a 20% menor, P = 0,036). Vacas com maior potencial de produção de leite, e mais leves são também mais lucrativas e concomitantemente apresentam menores impactos ambientais (menor produção total de gases de efeito estufa). / Our objective was to evaluate the effects of milk production, net energy requirements for lactation and mature live weigh of beef cows on energetic, economic and environmental efficiency of the cow-calf system. Several genotypes were used in a model that simulates the Brazilian cow-calf system in which data from three large experiments were analyzed by metaanalyses. The genotypes were Nellore (NL), Angus x Nellore (AN), Canchim x Nellore (CN), Caracu x Nellore (CR) and Simental Nellore (SN). An initial experiment defined the best approach to measure milk production as well as the parameters of the lactating curve. Two methodologies were tested: weigh-suckle-weigh (WSW) and machine milking (MM). Our results support the following: i) MM methodology is superior than WSW to predict genetic and environmental differences in milk production among beef cows and; ii) MM data analyzed by non-linear mixed (NLMM) models allow the evaluation of how different characteristics (e.g. genotype) affect the shape of the lactation curve and the net energy and protein requirements of the cows. With the data from the experiments, a cow-calf biologic, environmental and economic model was developed. The objective was to evaluate the effect of different parameters and productive characteristics of animals on efficiencies. Several statistical methods were used: lactation curve modeling by non-linear mixed-effects models (NLME), meta-analysis and structural equation modeling to establish the model. The complete cow-calf cycle simulation demonstrated the impact of mature body weight (BW) and milk production . Due to the lack of experimental reproductive data, the model assumed no genotype or requirements effects on the reproductive rates which were maintained constant. Results show that increasing mature BW reduces the system efficiency and reduces profitability by kilogram of weaned calf. The increase in milk production increases the efficiency and profitability of the cow-calf system (P < 0.05). Nellore cows presented lower energetic requirements than Nellore x Bos taurus cows (8 to 20% lower, P = 0.036). Cows having greater milk production potential and lower mature body weight are more profitable and at the same time have lower environmental impacts (less greenhouse gases emission per unit of beef).

Dados de desenvolvimento ponderal de 3.844 bovinos da raça Nelore, criados em pastagens em duas fazendas do sudoeste do Brasil, dos quais 1.889 tiveram suas carcaças avaliadas por ultra-sonografia e 674 foram confinados por 90 a 120 dias e abatidos por volta dos 24 meses de idade tiveram análises de associação com dezenas de marcadores genéticos realizadas, visando detectar a associação desses marcadores com características economicamente relevantes. Foram analisadas as características de crescimento, peso ao nascer (PNAS), peso a desmama (PDES), peso ao sobreano (PSOB), ganho de peso pós-desmama (GP345), escores visuais de conformação frigorífica (CONF), precocidade de acabamento (PREC), musculosidade (MUSC) e de carcaça área de olho de lombo medida por ultra-sonografia (AOL_US), espessuras de gorduras medida por ultra-som na região lombar (EGS_US) e na picanha (EGP8). Adicionalmente, foram analisadas as características medidas post-mortem, relacionadas a qualidade de carcaça, peso de carcaça quente (PCQ), área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura no músculo Longissimus dorsi (EGS) e as características ligadas à qualidade de carne, perdas por exsudação após 7, 14 ou 21 dias de maturação da carne (PEX7, PEX14, PEX21), perdas por cocção e maciez após os mesmos períodos de maturação (PCO7, PCO14 e PCO21, MAC7, MAC14 e MAC21), além de teor de lipídeos totais e colesterol em amostras após 7 dias de maturação. Os genótipos dos polimorfismos de base única (SNP) foram obtidos em laboratórios licenciados por empresa parceira, com uso de placas de micro-arranjos dessa empresa. Foram analisados os efeitos de substituição em análises de marcador único e multi-polimorfismos e os efeitos de aditividade e desvio de dominância de cada marcador genético. Vários dos polimorfismos de DNA analisados apresentaram ou fixação ou freqüências muito altas, maiores que 99%, de um dos alelos impossibilitando as análises de associação. No entanto, muitos outros polimorfismos apresentaram freqüências gênicas adequadas às análises de associação. Cada uma das características avaliadas apresentou, no mínimo, dois marcadores com efeitos significativos (P&le;0,05) ou sugestivos (0,05&lt;P&le;0,20), o que indica que polimorfismos de DNA podem ser critérios adicionais e auxiliares nos processos seletivos ligados às 24 características de desenvolvimento ponderal, qualidade de carcaça e carne na raça Nelore. Como os efeitos de substituição alélica são responsáveis apenas por parte da determinação de cada característica, em geral uma pequena parte, recomenda-se que as previsões de efeitos de marcadores sejam feitas com análise conjunta dos mesmos. / Data on of 3,844 Nellore cattle, reared under pasture conditions on two different farms in southwestern Brazil, 1,889 of them measured by ultra-sound for carcass traits and 674 bulls finished in a feedlot for 90 to 120 days and slaughtered around 24 month of age were analyzed to verify the association with genetic markers (DNA Single nucleotide polymorphism or SNP) with the objective of detecting association of those markers with traits economically important relevant for Brazilian beef business. Growth traits considered were birth weight (PNAS), weaning weight (PDES), yearling weight, measured at 18 mo (PSOB), weight gain after weaning (GP345), visual scores for carcass conformation (CONF), finishing (PREC) and muscle (MUSC). Carcass traits, measured by ultra-sound were ribeye area (AOL_US), backfat (EGS_US) and fat depth at rump (EGP8). Additionally, carcass traits measured after slaughter were hot carcass weight (PCQ), ribeye area (AOL), fat depth on Longissimus muscle (EGS). Meat quality traits were measured after 7, 14 and 21 days of ageing: weep loss (PEX7, PEX14 and PEX21), shrink loss (PCO7, PCO14 and PCO21) and tenderness (MAC7, MAC14 and MAC21). Total lipids and cholesterol content on samples aged for 7 days, were, also, included on the analysis. The genotypes of DNA markers were carried out in laboratories licensed by a private company using its micro-array panels. Allele substitution effects were estimated in single or multi-polymorphism analysis. Additive and dominance effects were also estimated. Many DNA polymorphisms analyzed showed to be fixed or the frequencies for one of the alleles were too high, more than 99 %. In those cases, analysis could not be performed. However, for many others polymorphisms there was observed variability on allele frequencies what make possible to do the association analysis. All traits analyzed were influenced by, at least, two polymorphisms with statistically significant (P&le;0,05) or suggestive (0,05&lt;P&le;0,20) effects, thus DNA polymorphisms can be used as additional and auxiliary criteria on selection process of those 24 traits related to animal growth, carcass and meat quality in Nellore cattle. As allele substitution effects explain only a small part of the phenotype, the results of this paper suggest that the effect of those markers should be considered together.

Diversos estudos indicam que touros europeus (Bos taurus) apresentam uma maior susceptibilidade ao estresse térmico com um consequentemente aumento do estresse oxidativo. Este, por sua vez, leva a uma diminuição na qualidade espermática. O espermatozoide possui, fisiologicamente, uma grande quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) em sua membrana. As ligações duplas entre carbonos desses PUFAs confere a membrana plasmática uma maior fluidez, necessária aos processos fisiológicos do espermatozoide como motilidade e fertilização. No entanto essas ligações são mais facilmente oxidadas e, portanto, mais susceptíveis a peroxidação lipídica. Sendo assim, a suplementação com PUFAs promoveria uma melhoria na qualidade espermática, porém, tornaria o espermatozoide ainda mais susceptível à peroxidação lipídica. A vitamina E é um antioxidante chave na prevenção do estresse oxidativo através da interceptação do radical hidroxila, protegendo os PUFAs da membrana espermática contra a peroxidação lipídica. Portanto, uma alternativa para melhorar a qualidade espermática de touros europeus submetidos ao estresse térmico, seria a suplementação com PUFAs associada a um tratamento com vitamina E para prevenir um possível efeito deletério oxidativo desses ácidos graxos. Estudos sugerem uma importante relação entre os testes convencionais de avaliação de sêmen e fertilidade. No entanto, a limitação destes testes também tem sido reconhecida, principalmente em casos de infertilidade idiopática. Estudos demonstram que os testes funcionais de avaliação do sêmen, podem ser uma alternativa importante para a avaliação da capacidade fecundante de uma determinada amostra seminal. A interação entre espermatozóide e zona pelúcida ocorre através da ligação de receptores acrossomais às proteínas ZP3 e ZP2 do oócito. A membrana perivitelínica de ovos de galinha possui uma homologia com essas proteínas, permitindo sua ligação com espermatozóides de diversas espécies. Sendo assim, o teste de ligação espermática a essa membrana parece ser bastante eficiente para avaliar a capacidade fecundante do sêmen. No presente estudo, 16 touros Bos taurus foram submetidos à insulação testicular durante 4 dias e submetidos a um arranjo fatorial 2x2, sendo os fatores: dieta rica em PUFAs (Megalac&reg;, 4 Kg ao dia) e tratamento com Vitamina E (Monovin E&reg;, 3000 UI a cada 13 dias) durante 60 dias. As amostras seminais criopreservadas/descongeladas foram submetidas à avaliação da análise computadorizada da motilidade (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), integridade de membrana (Eosina Nigrosina), integridade acrossomal (Fast Green Rosa Bengala), atividade mitocondrial (33 diaminobenzidina), susceptibilidade ao estresse oxidativo (Substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico - TBARS), integridade de DNA (SCSA) e o teste de ligação de espermatozóides à membrana vitelínica de ovos de galinha, que foi previamente padronizado. O tratamento com vitamina E apresentou efeitos benéficos para algumas características espermáticas, sendo o contrário observado pelo tratamento com PUFAS, quando ambos foram analisados isoladamente. No entanto, a associação entre estes tratamentos não foi eficiente para melhorar a qualidade espermática assim como a capacidade fecundante avaliada através do teste de ligação espermática em membrana perivitelínica de ovos de galinha. / Several studies suggest a high susceptibility of European bulls (Bos taurus) to the heat stress, which will lead to an increase on oxidative stress and consequent impairment on sperm viability. Sperm membranes are rich in poly-unsaturated fatty acids (PUFAs). The carbon-carbon double bounds (insaturations) that characterize these PUFAs confer the necessary fluidity to the sperm membrane, essential to motility and fecundation capacity. However, these insaturations are more unstable and, therefore, more susceptible to the lipid peroxidation (i.e., attack of reactive oxygen species to the lipids). Hence, PUFA supplementation would improve certain sperm characteristics but increase the already high susceptibility to the oxidative stress. Vitamin E is a key antioxidante on oxidative stress prevention by intercepting hydroxyl radical and protecting sperm membrane PUFAS against lipid peroxidation. Therefore, an alternative to improve sperm quality in heat stressed european bulls would be a PUFA supplementation associated to a Vitamin E therapy in order to avoid a possible deleterious oxidative effects of these fatty acids. Estudies suggest an important relationship between conventional tests for sperm evaluation and fertility. However, limitations have been also verified, especially in cases of idiopathic infertility. Thus, tests to evaluate sperm functionality may be an interesting alternative to assess fecundation capacity of semen samples. The binding of sperm to the zona pellucida occurs initially by the interaction between acrosomal receptors and oocyte proteins ZP3 and ZP2. The perivitelline membrane of chicken eggs present homologies to zona pellucida proteins, which allows sperm from several species to bind to this membrane. Thus, the sperm binding test to the perivitelline membrane may be an efficient method to asses the fecundation capacity in semen of bulls. In the present study, 16 Bos taurus bulls were submitted to testicular insulation for 4 day. Animals were then submitted to a 2x2 factorial design, with the factor represented by a PUFA oral supplementation (Megalac&reg;, 4 Kg for day) and the treatment with Vitamin E (Monovin E&reg;, 3000 UI, each 13 days) for 60 days. Samples were cryopreserved/thawed and analyzed for motility variables by the computer assisted sperm analysis (CASA; Hamilton Thorne, Ivos 12.3, USA), membrane integrity (Eosin / Nigrosin), acrosome integrity (Fast Green / Bengal Rose), mitochondrial activity (33 diaminobenzidine), susceptibility to the oxidative stress (tiobarbituric acid reactive substances - TBARS), DNA integrity (SCSA) and the sperm binding test to the chicken egg perivitelline membrane, which was previously validated. Results demonstrated a beneficial effect of Vitamin E on some sperm characteristics, with the inverse effect observed for PUFA when both treatments were considered individually. However, the association between both treatments were not efficient to improve sperm quality as well as the fecundation capacity as evaluated by the sperm binding test to the chicken perivitelline membrane.

O Brasil ocupa a segunda posição mundial na produção de carne bovina, a implantação de novas ferramentas para a seleção de animais zebuínos (Bos indicus) com carne de melhor qualidade tem uma importante contribuição para a competividade da pecuária de corte. Neste contexto, compreender os padrões de expressão de microRNAs específicos envolvidos nos processos que afetam a maciez da carne é fundamental para a sua produção, uma vez que essa característica organoléptica é de grande valor na aceitação deste alimento pelos consumidores. O advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração em conjunto com o uso de ferramentas de bioinformática tem permitido o estudo do genoma em larga escala de forma mais rápida e com menor custo. Para este estudo, foram utilizadas amostras do músculo Longissimus dorsi de 34 animais da raça Nelore com medidas extremas de valor genético estimado (EBV) para força de cisalhamento (FC). Os RNAs totais foram extraídos, as bibliotecas de microRNA foram construídas e os sequenciamentos foram realizados em equipamento da plataforma Illumina (MiSeq). O processamento dos dados foi feito por meio dos softwares FastQC, Cutadapt e miRDeep2 e as análises de expressão diferencial foram realizadas por meio do programa estatístico QuasiSeq. Utilizando um critério de taxa de descoberta de falsos positivos (FDR) inferior a 0,1, três microRNAs (bta-mir-182, bta-mir-183, bta-mir-338) foram identificados como diferencialmente expressos entre os grupos de animais com valores extremos de EBV para FC. Um total de 1204 genes alvos foi previsto e análises funcionais de enriquecimento foram realizadas por ferramentas de bioinformática. Várias redes e vias metabólicas como a sinalização de apoptose e regulação dos mecanismos celulares pela protease calpaína foram obtidas, demonstrando assim que os genes alvos identificados estariam envolvidos em muitos processos metabólicos relacionados com a maciez da carne bovina. / Brazil occupies the second world position in beef production and thus, the implementation of new tools to select zebuine animals (Bos indicus) with better beef quality has an important contribution to the competitiveness of beef cattle. Inside this context, to comprehend the microRNAs expression patterns involved in the processes that are related to beef tenderness is essential to the meat production since this organoleptic characteristic has a high value in meat acceptance by the consumers. The advent of new generation sequencing technologies along with the biotechnology tools usage has allowed large-scale genome studies as well as faster and cheaper analysis. In this study, samples of the Longissimus dorsi muscle from 34 animals of Nellore cattle breed with extreme estimated genetic value (EBV) for shear force (FC) were used. The total RNAs were extracted, libraries of microRNA were built and finally the sequencing was performed using the Illumina (MiSeq) platform equipment. Data processing was done using FastQC, Cutadapt and miRDeep2 softwares while the differential expression analyzes were realized through the statistical package QuasiSeq. Using a false discovery rate (FDR) criteria below 0.1, three microRNAs (bta-mir- 182, bta-mir-183, bta-mir-338) were identified as differentially expressed among the group of animals with extreme EBV values for FC. A total of 1024 target genes were predicted and functional analyzes of enrichment were performed using bioinformatics tools. Many metabolic networks and pathways such as the apoptosis signalization and cell regulation mechanisms by calpain protease were obtained, demonstrating therefore that the identified target genes would be involved in many metabolic processes related with the beef tenderness.

This study was developed in order to explore chromosomal regions associated with carcass and meat traits in Nellore cattle breed, identifying metabolic and genetic pathways related to its characteristics expression, as well as generate additional phenotypes for future genome association studies, in order to fully describe parameters related to final product quality. Thereunto, 995 bulls were genotyped for more than 770,000 single nucleotide polymorphisms (SNPs), were evaluated for body weight at birth, weight gain at weaning and yearling, conformation, finishing precocity and muscling at weaning and yearling. These traits are correlated, therefore, genomic mapping method were applied in order to identify pleiotropic regions. Results highlighted previously described genomic regions associated to beef cattle weight gain and growth traits, particularly PLAG1 gene, sheltered by the most significantly associated marker region, which in other studies were associated to weight, height and sexual precocity in Nellore breed. To evaluate carcass and meat quality traits, 576 young bulls were evaluated for hot carcass weight, ribeye area, fat thickness, pH 24 hours after slaughter and color parameters (L*, a*, b*), for shearing force, dripping and cooking loss, evaluations were performed for different maturation times (7, 14 and 21 days). Animals were genotyped on two platforms, Illumina&reg; BovineHD BeadChip (HD) and Bovine GeneSeek&reg; Genomic Profiler &trade; HD Illumina Infinium&reg; (GGP). Animals genotyped at a lower density (GGP) were imputed to high density chip (HD). Shear force, dripping and cooking loss measures which relates to meat tenderness, were associated to cytoskeleton structure and proteolytic enzymes activity, pointing to serine/serpin enzyme complex as main candidates for regulate proteolysis and muscle fiber structure degradation. Were performed an evaluation of Longissimus thoracis et lumborum intramuscular fat content of 148 animals. It was approached by a human health perspective where samples received a classification regarding fatty acids effects on human organism (\"beneficial\", \"evil\" or \"neutral\"), as well as provided phenotypic information for future genome association studies. The identification of 42 fatty acids and 16 indexes, generated detailed information on these animals\' meat fat composition. Principal component analysis (PCA) results showed that large variation proportion between samples fat composition occurs due to expression differences among desaturase and elongase enzymes. Thus, it is expected that generated data, information and knowledge hereby, can assist animal breeding programs to improve Brazilian herds according meat chain interests. / O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de explorar regiões cromossômicas associadas à características de carcaça e carne em bovinos da raça Nelore, explorar suas funções em vias metabólicas e gênicas relacionadas às manifestações dessas características, assim como gerar novos fenótipos para futuros estudos de associação genômica, com vistas a descrever, de forma completa, as características relacionadas à qualidade do produto final. Para isso, 995 animais machos não castrados, genotipados para mais de 770.000 marcadores de polimorfismos de nucleotídeo único (SNP), foram avaliados quanto ao peso corporal ao nascimento, ganho de peso à desmama e ao sobre ano, conformação, precocidade de terminação e musculosidade à desmama e ao sobre ano. Como estas características são correlacionadas, foram aplicadas metodologias de mapeamento genômico com o objetivo de identificar regiões pleiotrópicas. Os resultados destacaram regiões do genoma bovino que contêm genes descritos por influenciarem em características de crescimento e ganho de peso nestes animais, com destaque para o gene PLAG1, pertencente à região do marcador mais significativo associado aos fenótipos, anteriormente associado ao peso, altura e precocidade sexual em animais dessa raça. Para acessar atributos de qualidade de carcaça e carne, 576 machos não castrados foram avaliados quanto ao peso de carcaça quente, área de lombo, espessura de gordura subcutânea, pH após 24 horas do abate, cor (L*, a*, b*) e perdas de peso por exsudação e cozimento e força de cisalhamento em diferentes tempos de maturação (7, 14 e 21 dias). Os animais foram genotipados em duas plataformas, Illumina&reg; BovineHD BeadChip (HD) e GeneSeek&reg; Genomic Profiler Bovine HD&trade; Illumina Infinium&reg; (GGP), sendo os genótipos deste último imputados para o conjunto de maior densidade. As avaliações de perdas de peso por exsudação e cozimento e força de cisalhamento, utilizada para mensurar maciez, revelam a influencia da estrutura do citoesqueleto e da ação das enzimas proteolíticas, apontando o complexo enzimático serinas/serpinas como candidato na regulação do processo de proteólise e degradação da estrutura da fibra muscular. Foi realizada avaliação dos ácidos graxos no músculo Longissimus thoracis et lumborum de 148 animais com vistas à classificação das amostras quanto aos efeitos esperados no organismo humano (\"benéfico\", \"maléfico\" ou \"neutro\"), assim como prover informação fenotípica para futuros estudos de associação genômica. A identificação de 42 ácidos graxos e 16 índices gerou informação detalhada sobre a gordura presente na carne destes animais, sendo observado, por análise de componentes principais (PCA), que a maior variação entre a composição das amostras avaliadas parece ser em decorrência da diferença de expressão das enzimas elongases e dessaturases. Dessa forma, espera-se que os dados, informações e conhecimento gerados por este trabalho, possam auxiliar os programas de melhoramento genético animal a aprimorar o rebanho brasileiro segundo características de interesse da cadeia produtiva de carne.

Uma das razões da menor fertilidade dos touros europeus criados em regiões tropicais em relação a touros Bos indicus é uma maior índice de estresse oxidativo provocado por uma maior produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), não compensada pela proteção antioxidante. Por outro lado, sabe-se que a célula espermática é extremamente susceptível ao estresse oxidativo devido à alta quantidade de ácidos graxos poli-insaturados (PUFA) em sua membrana plasmática, o que, no entanto, é muito importante para que o espermatozoide seja fértil e resistente ao choque frio. Sendo assim, tratamentos que interfiram no processo oxidativo, podem ser importantes para aumentar a produtividade destes animais, tanto à campo como em centrais de inseminação artificial. O presente experimento objetivou avaliar qual ROS seria a mais lesiva para touros europeus submetidos ao estresse térmico visando determinar um possível tratamento antioxidante direcionado para estes animais. Em um segundo momento visou então verificar a eficiência da interação entre uma dieta rica em PUFAs e o tratamento antioxidante sistêmico direcionado na qualidade espermática do sêmen ejaculado e epididimário (fresco e criopreservado) de touros europeus submetidos ao estresse térmico. Para isso, quatro touros Bos taurus adultos foram submetidos a insulação testicular (bolsa escrotal por 5 dias). Sessenta dias após a insulação o sêmen foi coletado por eletroejaculação. O sêmen de cada animal foi dividido em 4 alíquotas s submetidas à indução com quatro sistemas geradores de ROS: Ânion Superóxido (xantina/xantina oxidase), peróxido de hidrogênio, radical hidroxila (Ascorbato + Sulfato de Ferro) e malondialdeído (MDA; produto da peroxidação lipídica). As amostras foram incubadas por 1 hora e avaliadas através da análise espermática computadorizada (CASA), eoxina/nigrosina (integridade da membrana plasmática), fast-green/rosa bengala (integridade de acrossomo), 3, 3´ diaminobenzidina (atividade mitocondrial), ensaio da cromatina espermática (fragmentação de DNA) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS; peroxidação lipídica). Os resultados indicaram ser o MDA, a substância mais deletéria aos animais Bos taurus submetidos ao estresse térmico aguda. Desta forma, 16 touros foram então submetidos á insulação testicular e divididos em 4 grupos: Controle (n=4; aplicação de óleo mineral; placebo); Grupo Vitamina E: (n=4; 5 ml de Monovin® E a cada 13 dias); Grupo PUFA: (n=4; 4 kg/dia Megalac® E1), Grupo PUFA+Vitamina E: (n=4; combinação entre os tratamentos dos grupos PUFA e Vitamina E). O sêmen destes animais foi coletado no dia da inserção da bolsa escrotal, no dia da retirada, 30 e 60 dias após. Os resultados indicaram que a vitamina E foi eficiente para a melhora nos danos causados pelo estresse térmico no DNA espermático e na mitocôndria, mas apenas nas amostras coletadas do epidídidmo. Da mesma forma, foi possível observar que a combinação entre a Vitamina E e a suplementação com PUFA foi eficiente na melhora dos padrões de motilidade espermática. Os resultados do presente estudo indicam que a combinação entre um tratamento antioxidante com Vitamina E e a suplementação com PUFA pode ser uma alternativa interessante para evitar os danos causados pelo estresse térmico agudo em touros europeus. No entanto, possivelmente este tratamento poderia ser ainda mais eficiente caso seja administrado de forma preventiva. / One reason for the lower fertility of European bulls bred in tropical regions is a higher rate of oxidative stress caused by increased production of reactive oxygen species (ROS) not compensated by antioxidant protection . On the other hand , it is known that the sperm cell is extremely susceptible to oxidative stress due to the high amount of polyunsaturated ( PUFA) on their plasma membrane. However the presence of these PUFAs is fundamental for the sperm to be fertile and resistant to cold shock. Thus, treatments that interfere with the oxidation process may be important to increase the productivity of these animals. This study aimed to evaluate which would be the most damaging ROS for European bulls subjected to heat stress to determine a possible antioxidant targeted treatment for these animals. In a second step we sought to verify the efficiency of the interaction between a diet rich in PUFAs and targeted-antioxidant treatment on sperm quality of ejaculated and epididymal sperm quality in European bulls subjected to heat stress. Four Bos Taurus bulls were submitted to testicular insulation (5 days). Sixty days after insulation semen was collected by electroejaculation. Semen from each animal was divided into 4 aliquots and submitted to the induction with four ROS generating systems: superoxide anion (xanthine / xanthine oxidase), hydrogen peroxide, hydroxyl radical (ascorbate + Ferrous Sulfate) and malondialdehyde (MDA; lipid peroxidation product). The samples were incubated for 1 h and assessed by computerized sperm analysis (CASA), eoxina / nigrosin (membrane integrity), fast-green/Bengal rose (acrosome integrity) , 3 , 3 \' diaminobenzidine (mitochondrial activity), sperm chromatin structure assay (DNA fragmentation) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS, lipid peroxidation). The results indicated that the MDA was the most deleterious substance to Bos Taurus semen subjected to an acute heat stress. Thus, 16 bulls were then subjected to testicular insulation and divided into 4 groups: control (n= 4; application of mineral oil; placebo); Group Vitamin E: (n= 4, 5 ml of Monovin ® E every 13 days); PUFA group: (n= 4; 4 kg/day Megalac ® E1 ); Group PUFA+Vitamin E (n=4; combination of groups PUFA and Vitamin E treatments). Semen was collected from these animals on the day of insertion of the thermal bag, on the day of withdrawal, 30 and 60 days after. The results indicated that vitamin E was effective for the improvement in damages caused by heat stress in sperm DNA and mitochondria, but only in samples collected from epididymis. Similarly, the combination of vitamin E and PUFA supplementation was effective in improving sperm motility patterns . The results of this study indicate that the combination of an antioxidant treatment with vitamin E and PUFA supplementation may be an interesting alternative to avoid the damage caused by acute heat stress in European bulls. However, possibly, this treatment would be more effective if performed preventively.

Dados de desenvolvimento ponderal de 3.844 bovinos da raça Nelore, criados em pastagens em duas fazendas do sudoeste do Brasil, dos quais 1.889 tiveram suas carcaças avaliadas por ultra-sonografia e 674 foram confinados por 90 a 120 dias e abatidos por volta dos 24 meses de idade tiveram análises de associação com dezenas de marcadores genéticos realizadas, visando detectar a associação desses marcadores com características economicamente relevantes. Foram analisadas as características de crescimento, peso ao nascer (PNAS), peso a desmama (PDES), peso ao sobreano (PSOB), ganho de peso pós-desmama (GP345), escores visuais de conformação frigorífica (CONF), precocidade de acabamento (PREC), musculosidade (MUSC) e de carcaça área de olho de lombo medida por ultra-sonografia (AOL_US), espessuras de gorduras medida por ultra-som na região lombar (EGS_US) e na picanha (EGP8). Adicionalmente, foram analisadas as características medidas post-mortem, relacionadas a qualidade de carcaça, peso de carcaça quente (PCQ), área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura no músculo Longissimus dorsi (EGS) e as características ligadas à qualidade de carne, perdas por exsudação após 7, 14 ou 21 dias de maturação da carne (PEX7, PEX14, PEX21), perdas por cocção e maciez após os mesmos períodos de maturação (PCO7, PCO14 e PCO21, MAC7, MAC14 e MAC21), além de teor de lipídeos totais e colesterol em amostras após 7 dias de maturação. Os genótipos dos polimorfismos de base única (SNP) foram obtidos em laboratórios licenciados por empresa parceira, com uso de placas de micro-arranjos dessa empresa. Foram analisados os efeitos de substituição em análises de marcador único e multi-polimorfismos e os efeitos de aditividade e desvio de dominância de cada marcador genético. Vários dos polimorfismos de DNA analisados apresentaram ou fixação ou freqüências muito altas, maiores que 99%, de um dos alelos impossibilitando as análises de associação. No entanto, muitos outros polimorfismos apresentaram freqüências gênicas adequadas às análises de associação. Cada uma das características avaliadas apresentou, no mínimo, dois marcadores com efeitos significativos (P&le;0,05) ou sugestivos (0,05&lt;P&le;0,20), o que indica que polimorfismos de DNA podem ser critérios adicionais e auxiliares nos processos seletivos ligados às 24 características de desenvolvimento ponderal, qualidade de carcaça e carne na raça Nelore. Como os efeitos de substituição alélica são responsáveis apenas por parte da determinação de cada característica, em geral uma pequena parte, recomenda-se que as previsões de efeitos de marcadores sejam feitas com análise conjunta dos mesmos. / Data on of 3,844 Nellore cattle, reared under pasture conditions on two different farms in southwestern Brazil, 1,889 of them measured by ultra-sound for carcass traits and 674 bulls finished in a feedlot for 90 to 120 days and slaughtered around 24 month of age were analyzed to verify the association with genetic markers (DNA Single nucleotide polymorphism or SNP) with the objective of detecting association of those markers with traits economically important relevant for Brazilian beef business. Growth traits considered were birth weight (PNAS), weaning weight (PDES), yearling weight, measured at 18 mo (PSOB), weight gain after weaning (GP345), visual scores for carcass conformation (CONF), finishing (PREC) and muscle (MUSC). Carcass traits, measured by ultra-sound were ribeye area (AOL_US), backfat (EGS_US) and fat depth at rump (EGP8). Additionally, carcass traits measured after slaughter were hot carcass weight (PCQ), ribeye area (AOL), fat depth on Longissimus muscle (EGS). Meat quality traits were measured after 7, 14 and 21 days of ageing: weep loss (PEX7, PEX14 and PEX21), shrink loss (PCO7, PCO14 and PCO21) and tenderness (MAC7, MAC14 and MAC21). Total lipids and cholesterol content on samples aged for 7 days, were, also, included on the analysis. The genotypes of DNA markers were carried out in laboratories licensed by a private company using its micro-array panels. Allele substitution effects were estimated in single or multi-polymorphism analysis. Additive and dominance effects were also estimated. Many DNA polymorphisms analyzed showed to be fixed or the frequencies for one of the alleles were too high, more than 99 %. In those cases, analysis could not be performed. However, for many others polymorphisms there was observed variability on allele frequencies what make possible to do the association analysis. All traits analyzed were influenced by, at least, two polymorphisms with statistically significant (P&le;0,05) or suggestive (0,05&lt;P&le;0,20) effects, thus DNA polymorphisms can be used as additional and auxiliary criteria on selection process of those 24 traits related to animal growth, carcass and meat quality in Nellore cattle. As allele substitution effects explain only a small part of the phenotype, the results of this paper suggest that the effect of those markers should be considered together.

Les prairies subalpines abritent de grandes populations d’herbivores sauvages et sont souvent soumises au pâturage domestique. Le but de cette thèse est d’analyser la réponse métabolique des plantes subalpines à l’herbivorie, et d’identifier les conséquences fonctionnelles sur l’écosystème via la décomposabilité des litières. Pour cela, nous avons établi un dispositif d’exclusion des herbivores sur l’alpage d’Armenaz dans le massif des Bauges, dans deux contextes de pâturage différents : extensif par des herbivores sauvages (chamois, Rupicapra rupicapra) et intensif par des herbivores domestiques (génisses, Bos taurus). Nous avons caractérisé une vingtaine d’espèces végétales par des traits fonctionnels foliaires reflétant leur métabolisme de croissance et de défense, en présence ou en absence d’herbivores, et avons estimé la décomposabilité des litières de certaines d’entre elles. Contrairement à l’hypothèse du compromis entre croissance et défense, nos résultats montrent que la présence de composés de défense (polyphénols et lignine) chez les plantes n’est pas reliée à leur stratégie d’acquisition des ressources. Dans notre étude, la réponse des plantes à l’exclusion des herbivores dépend essentiellement : (1) du contexte d’herbivorie, la réponse étant d’avantage marquée dans le contexte du pâturage intensif par les génisses qu’extensif par les chamois, (2) des espèces végétales, suggérant l’existence de différentes stratégies de défense, (3) des conditions environnementales, pouvant être le reflet d’effets d’interaction avec le traitement d’herbivorie. Parmi les réponses observées, l’exclusion des herbivores entraîne chez certaines espèces une diminution de la teneur en composés phénoliques, et plus particulièrement en flavonoïdes, pouvant refléter la relaxation de la synthèse de ces composés de résistance en absence d’herbivores. L’exclusion des chamois n’influence pas la composition chimique des litières ni leur décomposabilité. Cette dernière, parmi les composés étudiés, dépend majoritairement de sa composition en polyphénols. L’identification d’effets contrastés de différents contextes d’herbivorie sur la réponse des plantes et des fonctions écosystémiques qui en découlent nous permet d’améliorer notre compréhension du fonctionnement des prairies subalpines. Ce sont autant d’éléments pour nous aider à mieux appréhender les effets sur l’environnement d’éventuels changements démographiques des populations de grands herbivores. / Alpine grasslands are home to large populations of wild herbivores and are often exposed to additional grazing by domestic herbivores. This study aims to investigate the metabolic response of subalpine plant species to herbivory and to identify the ecosystem functional consequences via the alteration of litter decomposability. For this purpose, we set up a two-year experimental design using exclosures on the Armenaz subalpine grassland from the Bauges massif, under two mammalian herbivory regimes: intensive grazing by domestic heifers (Bos taurus) and extensive grazing by wild chamois (Rupicapra rupicapra). We measured leaf functional traits representative of growth and defense metabolisms on about twenty plant species grown in presence or absence of herbivores, and estimated litter decomposability of some of these species. Contrary to the hypothesis of a growth/defense tradeoff, our results show that the allocation of defensive compounds (polyphenols and lignin) in plants is not related to their nutrient acquisition strategy. In our study, plant responses to grazing exclusion vary according to: (1) herbivory context, plant response being more pronounced in the case of intensive grazing by heifers than extensive grazing by chamois, (2) plant species, suggesting that they rely on different defensive strategies, (3) environmental conditions, which may reflect the interactive effects with grazing treatment. One of the observed responses of plants to grazing exclusion is the decrease of their phenolic content, and more specifically flavonoids, which can be explained by the relaxation of the production of plant defenses when herbivores are no longer present. Chamois exclusion has no influence on chemical composition and decomposability of litters, the latter being best explained by its phenolic content. Revealing the contrasted effects of wild and domestic mammalian herbivores on vegetation and related soil processes allow us to improve our understanding of subalpine grasslands functioning. This should help us to better predict the effects of potential demographic variations of herbivore populations on environment.

Ces travaux consistent à mettre en place un dispositif expérimental BOS3D permettant la reconstruction du champ de masse volumique instantané d'un écoulement ainsi qu'à développer un algorithme de reconstruction permettant une mise à disposition rapide des résultats ainsi qu'une robustesse liée à un nombre faible de points de vue. La démarche a consisté dans un premier temps à développer un algorithme de reconstruction BOS3D applicable à toutes les configurations expérimentales. Pour cela, le problème direct a été reformulé sous forme algébrique et un critère a été défini. Cette formulation ainsi que les équations issues des méthodes d'optimisation nécessaires à la minimisation du critère ont été parallélisés pour permettre une implémentation sur GPU. Cet algorithme a ensuite été testé sur des cas de références issus de calcul numérique afin de vérifier si le champ reconstruit par l'algorithme était en accord avec celui fourni. Dans ce cadre, nous avons développé un outil permettant de simuler numériquement une BOS3D afin d'obtenir les champs de déviation associées aux écoulements numériques. Ces champs de déviation ont ensuite été fournis comme entrée au code et nous ont permis d'étudier la sensibilité de notre algorithme à de nombreux paramètres tels que le bruit sur les données, les erreurs de calibration, la discrétisation du maillage... Ensuite, afin de tester notre code sur des données réelles nous avons mis en place un banc expérimental BOS3D pour la reconstruction du champ de masse volumique instantané. Cela a nécessité l'étude d'un nouveau moyen de mesure, faisant appel à des techniques de calibrage multi-caméras et de nouvelles stratégies d'illumination su fond. Finalement les données issues de l'expérimentation ont été utilisées comme entrée de notre algorithme afin de valider son comportement sur données réelles. / This thesis consists in implementing a scientific experimental apparatus BOS3D (Background Oriented Schlieren 3D) at ONERA for the reconstruction of the density field of instantaneous flow and to develop a robust reconstruction algorithm allowing rapid provision of results considering a small number of views . First, we have developed a reconstruction algorithm BOS3D applicable to all experimental configurations . To do so, the direct problem, that is to say, the equation of the light deflection through a medium of inhomogeneous optical index was reformulated in algebraic form. experiment is then defined. This formulation and the equations resulting from optimization methods necessary for the minimization of the criterion have been parallelized to allow implementation on GPU. This algorithm was then tested with reference cases from numerical calculation to check whether the reconstructed field was consistent with the one provided. In this context, we developed a tool for simulating a virtual BOS3D to obtain the deflection fields associated with numerical flows. These deflection fields were then provided as input to the code of reconstruction and allowed us to study the sensitivity of our algorithm to many parameters such as noise on the data, mesh discretization, the type of regularization and positioning of the cameras. In parallel with the study of the reconstruction method by simulation, we have gained experience in the effective implementation of the BOS technique in experimental facilities, participating in several test campaigns . This has enabled us to contribute to the design and implementation of experimental apparatus dedicated to the BOS technique. The main result of this work is the realization of the experimental apparatus BOS3D in DMAE, which is designed to reconstruct instantaneous density fields. These experimental developments ultimately allow us to obtain 3D reconstructions of instantaneous and mean density fields from experimental data. In addition , analysis of the behavior of the BOS3D numerical method is proposed according to the nature of the observed flows and the acquisition configuration

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / This study aimed to evaluate and to compare carcass traits and meat quality in cattle Nellore and F1 cross between Nellore and Araguaia, where 17 were from the Nellore group and 19 from ½ Nellore ½ Araguaia. All animals belonged to the same birth season and were finished in pasture systems, under the same nutritional, environmental, and management conditions. When the animals reached slaughter weight, they were taken to the industrial slaughterhouse where food was withdrawn for a 24 hour period (free access to water), later they were stunned, bled, the leather was removed and were eviscerated. The carcasses were weighed (hot weight), kept in chilled storage for approximately 24 hours at 4°C, and weighed once again to obtain the chilled carcass weight. The variables analyzed were carcass yield, length and width, leg length, thigh perimeter, loin eye area (LEA), retail cuts, cooling loss, pH, fat depth, marbling rate, intramuscular fat, color, shear force and sensory analysis. Differences (p > 0.05) were observed for the following variables; slaughter weight, hot and chilled carcass weights, carcass and leg lengths, thigh perimeter, LEA, retail cuts and lightness (L*), where the F1 cross between Nellore and Araguaia showed higher means for all of these traits, except for leg length and L*. Therefore, the crossbreeding between Nellore and Araguaia cattle did not affect the meat s sensory characteristics, but contributed to the improvement in carcass traits, being an alternative for farmers that aim for meat quality, with higher meat percentage. / Objetivou-se avaliar e comparar as características de carcaça e de qualidade da carne de bovinos Nelore e F1 resultantes do cruzamento entre as raças Nelore e Araguaia. Foram avaliados 17 animais do grupo Nelore e 19 ½ Nelore ½ Araguaia, que foram terminados à pasto, estando sob o mesmo regime nutricional, ambiente, manejo e pertenciam a mesma estação de nascimento. Quando atingiram o peso de abate, foram pesados e conduzidos ao frigorífico, onde permaneceram sob dieta hídrica por 24 horas, foram insensibilizados, sangrados, tiveram o couro removido e foram eviscerados. As carcaças foram pesadas, mantidas em câmara fria por aproximadamente 24 horas, à temperatura de 4 º C, e pesadas para obtenção do peso de carcaça fria. As variáveis analisadas foram: rendimento, comprimento e largura de carcaça, comprimento de perna, perímetro de coxão, área de olho de lombo (AOL), cortes comerciais, perdas no resfriamento, pH, espessura de gordura, taxa de marmoreio, gordura intramuscular, cor, força de cisalhamento e análise sensorial. Foram observadas diferenças (p > 0,05) para as variáveis peso de abate, quente e frio, comprimento de carcaça, e de perna, perímetro de coxão, AOL, de cortes comerciais e luminosidade (L*), sendo que os animais ½ Nelore ½ Araguaia apresentaram médias superiores para todas essas características, exceto para comprimento de perna e L*. Portanto, o cruzamento entre animais Nelore e Araguaia não influenciou nas características sensoriais das carnes e contribuiu para o aumento de características de carcaça, sendo uma alternativa ao produtor rural na obtenção de carne de qualidade, com maior percentual cárneo. / Mestre em Ciências Veterinárias