Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4442.pdf: 2821536 bytes, checksum: ea15d47fe66848e3d4486eab59656124 (MD5) Previous issue date: 2012-06-04 / Financiadora de Estudos e Projetos / Infestations caused by ectoparasites are among the main problems that affect stock raising in tropical countries, and in Brazil, the Rhipicephalus (Boophilus) tick is responsible for substantial losses in the animal production. The aim of this study was to evaluate the response of three genetic groups of cattle artificially infested with Rhipicephalus (Boophilus) microplus. For this, skin samples from Nellore (NX) and crossbreeds, Senepol x Nellore (SN) and Angus x Nellore (TA) heifers were collected before and 24 hours after the last artificial infestation with Rhipicephalus (Boophilus) microplus larvae for gene expression analysis and histology. We collected hair and performed behavioral analysis in order to relate them to the cattle parasite load. There were significant differences (P <0.01) for the tick count within three studied groups. TA animals (0.92 ± 0.07) had higher mean and the NX group (0.28 ± 0.07), the lowest mean. In the differential leukocyte count, TA animals had higher numbers of monocytes that NX (P <0.05), not differing from SN. No significant differences were evaluated for other leukocytes. However, the NX genetic group had higher mean for mast cells than SN and TA (P <0.01). NX had more CD4 cells that TA that did not differ from SN. Negative correlation was observed between the number of ticks and CD4 T cells. In the hair and haircoat analysis, TA showed the higher values of haircoat mean (CP) and mass density (MD) of hair than SN and NX (p <0.05), which did not differ from each other. For the number of hairs per sample and number of hair/cm2, NX had larger mean (p <0.05) than SN and TA, which did not differ. Results of Pearson correlations indicated that CP and DM have a positive correlation (p <0.05) with tick count. Regarding grooming behavior it has been observed that the total of self-grooming, as well as, allogrooming events influenced the tick count evaluated, and that there is a negative correlation with the tick number, helping to reduce this parasite, especially in Nellore. On 1, 4, 6 and 7 days after infestation and at the times 7:00, 9:00 and 12:00 h animals performed more grooming events when compared to other periods. According to the large scale gene expression results, there was no difference within genetic groups. The comparison between the groups before and after 24 hours infestation showed that 1,502 genes were differentially expressed. Of these, 851 were activated and 651 had reduced expression after challenge. The microarray experiment was validated by quantitative real time PCR. 12 Among the genes and pathways activated in response to tick, the chemokine genes, MAPK signaling pathways and Jak-Stat, cytokine receptors, complement and focal adhesion molecules as well as calcium channel genes stood out. Such genes and pathways can be identified as candidates to play the role of host protection at this time of bovine parasitic cycle. In this way, it was observed that mechanisms as grooming and increase of mast cells should confer resistance to tick. Furthermore, we found metabolic pathways that were not previously described in the literature may be novel targets for the development of strategies prevent tick infestation, as vaccines and drugs. / Entre os principais problemas da pecuária brasileira está o parasitismo por carrapatos da espécie Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de bovinos de três grupos genéticos infestados com R. microplus. Para isso, amostras de pele de fêmeas Nelore (NX) e cruzadas, Senepol x Nelore (SN) e Angus x Nelore (TA), foram coletadas, antes e após a infestação artificial com larvas de R. microplus para análises de expressão gênica e de histologia. Foram também coletados pelos e realizada análise comportamental visando relacioná-los com a carga parasitária dos animais. Foi verificada diferença significativa (P<0,01) para a contagem de carrapatos entre os três grupos avaliados, sendo que os animais TA (0,92±0,07) apresentaram maiores médias e o grupo NX (0,28±0,07), a menor média. Na contagem diferencial de leucócitos, animais TA tiveram maiores (P<0,05) quantidades de monócitos que NX, não diferindo de SN. Não houve diferença significativa para os outros leucócitos avaliados. Entretanto, o grupo genético NX teve maiores médias (P<0,01) de mastócitos que SN e TA. NX apresentou mais células TCD4 que TA, não diferindo de SN. Foi observada correlação negativa entre o número de carrapatos e de células TCD4. Nas análises de pelo e pelame, o grupo genético TA apresentou maiores valores das características comprimento médio de pelo (CP) e densidade de massa (DM) dos pelos que SN e NX (p < 0,05), que não diferiram entre si. Já para as características de número de pelos por amostra e número de pelos/cm2, NX apresentou maiores médias (p < 0,05) que SN e TA, que não diferiram entre si. Os resultados da correlação de Pearson indicaram que CP e DM têm correlação positiva (P<0,05) com a contagem de carrapatos. Na análise de comportamento foi possível observar que o total dos eventos de auto-limpeza (grooming) avaliados influenciou a contagem de carrapatos e que há correlação negativa com o número de carrapatos, auxiliando a redução desse parasita, especialmente na raça Nelore e que nos dias 1, 4, 6 e 7 após a infestação e nos horários das 7:00, 9:00 e 12:00 h os animais realizaram mais eventos de grooming, quando comparados aos outros períodos. De acordo com os resultados de expressão gênica em larga escala das amostras de pele, não foi possível observar influência do grupo genético na expressão dos genes. A comparação entre os grupos antes e depois da infestação mostrou que 10 1502 genes foram diferencialmente expressos. Desses, 851 foram ativados e 651 tiveram sua expressão reduzida após o desafio. Os resultados encontrados no experimento de microarranjos foram validados por PCR quantitativo em tempo real. Entre os genes e vias metabólicas ativados na resposta ao carrapato destacaram-se as quimiocinas, os genes de sinalização das vias MAPK e Jak-Stat, os receptores de citocinas, do complemento e de moléculas de adesão focal. Tais vias e genes podem ser apontados como candidatos a desempenhar papel de proteção do hospedeiro bovino nesse período do ciclo parasitário. Dessa maneira, foi possível observar que mecanismos como, comportamento de auto-limpeza e aumento no número de mastócitos devem conferir resistência ao carrapato. Além disso, foram encontradas vias metabólicas ainda não descritas na literatura que podem ser novos alvos para o desenvolvimento de estratégias de combate ao carrapato, como vacinas e fármacos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGG.pdf: 831763 bytes, checksum: b1376af900a84dd0298192f96eea7f38 (MD5) Previous issue date: 2007-03-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / The large amount of phenotypic variability between Bos primigenius taurus and Bos primigenius indicus cattle, which had diverged hundreds of thousands of years ago and since then have been explored by men through artificial selection of the breeds to milk and meat production, allows the development of crossbreeds, since there is no reproductive isolation between these subspecies. It is known that part of the described differences for productive and parasite resistance traits among the breeds is under genetic control, and that is possible to distinguish genetically superior individuals from the others of the population with the combined use of molecular genetics and traditional livestock production programs. Since in Brazil the economy is largely influenced by agribusiness, once bovine meat exportation alone generated US$2.5 bilion in 2004, the search and identification of chromosomic regions that control al least part of the variation of these quantitative economic traits (QTL, Quantitative Trait Loci), like birth weight and weight gain, and also regions that influence resistance to parasites, is of great concern. The objective of the present study was to map QTLs for growth traits and resistance to gastrointestinal endoparasites and external parasites, like the tick (Riphicephalus (Boophilus) microplus) and the beef worm (Dermatobia hominis) using microsatellite markers to scan bovine chromosomes five and seven in a F2 Gir x Holstein experimental population. On chromosome five, a significant (P < 0.01) QTL for birth weight and one suggestive (P < 0.05) for resistance to tick count during the rainy season were detected. On chromosome seven, it was identified an indicative QTL (P < 0.10) for tick count in the dry season. In both cases, a significant dominance deviation was observed, suggesting that part of the genetic variation must be atributed to allele combinations. The favorable allele for resistance in chromosome five was from the Gir parental and on chromosome seven, from Holstein, which is a surprising result, since the zebu breeds were traditionally considered as the solely source of tick resistance. No QTL was associated to resistance to endoparasites or to the beef worm. The application of these informations still demands the reduction of confidence intervals for the QTLs locations and validation in other populations. / A enorme variabilidade fenotípica entre os bovinos Bos primigenius taurus e Bos primigenius indicus, os quais se separaram há centenas de milhares de anos atrás, e vêm sendo explorados desde então pelo homem através da seleção artificial de raças para corte e produção de leite, possibilita a formação de raças mestiças, pois não há isolamento reprodutivo entre essas subespécies. Sabe-se também que parte das diferenças observadas entre as raças para características produtivas e de resistência aos parasitas está sob controle genético, e que é possível distinguir animais geneticamente superiores aos demais da população com o uso combinado da genética molecular e do melhoramento animal tradicional. Uma vez que a economia do Brasil é grandemente influenciada pela agropecuária, somente a exportação de carne bovina gerou receita de US$2,5 bilhões em 2004, a busca e identificação de regiões cromossômicas que controlem ao menos parte da variação dessas características quantitativas de interesse econômico (QTL, Quantitative Trait Loci), tais como peso ao nascimento e ganho de peso, e também regiões que influenciem a resistência aos parasitas, é de grande importância. O objetivo do presente estudo foi mapear QTLs para características de crescimento e de resistência à endoparasitas gastrintestinais e parasitas externos, como o carrapato (Rhipicephalus (Boophilus) microplus) e o berne (Dermatobia hominis), utilizando marcadores microssatélites para fazer a varredura dos cromossomos cinco e sete dos bovinos, em uma população F2 Gir x Holandês. No cromossomo cinco, detectamos a presença de um QTL significativo (P < 0,01) para peso ao nascimento e outro sugestivo (P < 0,05) para contagem de carrapato na estação chuvosa. No cromossomo sete, detectamos um indicativo de QTL (P < 0,10) para contagem de carrapato na estação seca. Em ambos os casos houve desvio significativo de dominância, sugerindo que parte da variação genética da característica deve ser atribuída à combinação de alelos. O alelo favorável para resistência do QTL no cromossomo cinco foi oriundo da raça Gir e o do cromossomo sete da raça Holandesa, fato surpreendente, dado que as raças zebuínas foram tradicionalmente consideradas como única fonte de resistência ao carrapato. Nenhum QTL foi associado à resistência aos endoparasitas gastrontestinais ou ao berne. A aplicação dessas informações depende ainda da redução do intervalo de confiança para a posição dos QTLs e validação em outras populações.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:20:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2723.pdf: 2001092 bytes, checksum: 6bae280345122d0ea7786c7d117261f1 (MD5) Previous issue date: 2009-07-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the latest years, Brazil became one of the most important countries regarding the production and exportation of animal-based food. Improvements on the sanitary conditions and animal research applied to animal production were some of the elements which have placed Brazil in this highlight position. However, difficulties on controlling the tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus and herd management limitations concerning heat stress situations hamper a greater development on the national production. A significant part of the variation on these traits is controlled by many genes (Quantitative Trait Loci - QTL). The identification of loci influencing these traits is important for genetic improvement programs. The objective of this study was to identify and map QTL for tick resistance and heat stress tolerance in the chromosomes 24 and 29, as well as QTL related to growth traits in a F2 population (Gir x Holstein) by using the microsatellites scan methodology. No QTL was identified for the tick number found. However, on chromosome 24, an indicative QTL (P<0.10) for birth weight was identified. On chromosome 29, significant QTL for sweating rate (P<0.01) and respiration frequency (P<0.05) were also recognized. In addition, a suggestive QTL (P<0.05) for standardized weaning weight was found in chromosome 29 in one of the families. These results could help to improve the knowledge about the general factors affecting the evaluated traits, making possible the development of more efficient selection strategies for the environment conditions in the Brazilian production systems. / Nos últimos anos, o Brasil tornou-se um dos principais países produtores e exportadores de produtos de origem animal. Melhorias nas condições sanitárias e pesquisas em melhoramento animal são alguns dos fatores que levaram o Brasil a essa posição de destaque. Entretanto, dificuldades no controle do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus e no manejo do rebanho em situações de estresse térmico prejudicam o maior desenvolvimento da produção nacional. Uma parte significativa da variação dessas características quantitativas são controladas por vários genes (Quantitative Trait Loci - QTL). A identificação desses locos que influenciam essas características é de grande importância para o melhoramento genético. Esse trabalho teve como objetivo identificar e mapear QTL nos cromossomos 24 e 29 para resistência ao carrapato, tolerância ao estresse térmico e para medidas de crescimento em uma população F2 (Gir x Holandês), utilizando a metodologia de varredura cromossômica por microssatélites. Nenhum QTL para contagem de carrapatos foi identificado. No cromossomo 24, foi identificado um indicativo de QTL (P<0,10) para peso ao nascimento. No cromossomo 29, identificamos QTL para taxa de sudação (P<0,01) e freqüência respiratória (P<0,05), além de um QTL sugestivo (P<0,05) dentro de uma família para peso padronizado à desmama. Os resultados obtidos poderão auxiliar no conhecimento geral dos fatores que influenciam as características avaliadas, possibilitando o desenvolvimento de estratégias de seleção mais eficientes para as condições ambientais encontradas nos sistemas de produção brasileiros.