Orientador: Fernando Sebastián Baldi Rey / Banca: Henrique Nunes Oliveira / Banca: Arthur dos Santos Mascioli / Resumo: O crescente mercado de carne bovina brasileiro tem sinalizado a busca de rebanhos mais produtivos e com maiores proporções de animais precoces ao abate, de grande importância a seleção para precocidade sexual. Existem evidências que o perímetro escrotal está correlacionado, negativa e favoravelmente, com a idade ao primeiro parto de fêmeas. Portanto, a seleção para aumentar o perímetro escrotal, em longo prazo, deve levar a um aumento na precocidade sexual das fêmeas. No Brasil a pressuposição comumente assumida é a ausência de interação genótipo-ambiente (IGA) nas características de interesse econômico para a raça Nelore. Ainda são escassos os estudos de IGA para características de precocidade sexual, como o perímetro escrotal. O objetivo do presente trabalho foi quantificar a magnitude da IGA sobre o perímetro escrotal ao sobreano em machos da raça Nelore utilizando normas de reação. Foram utilizadas 31.370 medidas de machos da raça Nelore de propriedades localizadas no Sul, Centro-Oeste e Sudeste do Brasil. Os diferentes grupos ou descritores ambientais foram definidos conforme a informação de ano e estação de nascimento, fazenda de origem dos dados e grupo de manejo alimentar (nascimento, desmama e sobreano). Para a estimação dos parâmetros genéticos foi aplicado um modelo animal utilizando análises de regressão aleatória, em análises uni-característica, utilizando polinômios de Legendre como funções base. Para perímetro escrotal foram considerados a idade do animal no momento da avaliação como consequência aleatória foi considerado o efeito genético aditivo do animal. Polinômios de Legendre (de primeiro grau) regredidos sobre os grupos ambientais foram utilizados para modelar o efeito genético aditivo do animal e as (co)variâncias entre a característica estudada nos diferentes ambientes. Foram consideradas classes heterogêneas e homogêneas ... / Abstract: The increasing search on growing market for Brazilian Beef are related to herds more productive and availability of animals for slaughter, as consequence more significant importance for sexual precocity selection. The use of indicator's characteristics to sexual precocity in indirect selection can result in improving of reproductive efficiency of females. There is significant evidence that scrotal circumference is correlated, negatively and positively, with age at first calving females. Therefore, the selection for increasing scrotal circumference in long-term should lead to an increase of sexual precocity in females. Nowadays, several Brazilian summaries for Nellore bulls are published with amount of characteristics with focus in economically important traits, including all large data sets of animals distributed in some regions of the country. These genetics evaluations have the assumption, commonly assumed, of absence the genotype-environment interaction (GxE). Although there are few studies of GxE related to indicator's characteristics to sexual precocity, such as scrotal circumference.The objectives of this study was to verify the occurrence of genotype-environment interaction on the scrotal circumference, as well as studying genetic association between this trait in different environments, in animals of Nellore breed using the approach of reaction norms. We used information from 31,370 male Nellore property located in the south-central and southeastern Brazil. The different groups or environmental descriptors were defined according to information year and season of birth, home farm and data feed management group (birth weaning and yearling). For the estimation of genetic parameters was applied an animal model using random regression analyzes in single-trait analyzes, using Legendre polynomials as basis functions. For scrotal circumference were considered the age of the animal at the ... / Mestre

Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Coorientador: Arione Augusti Boligon / Coorientador: Fernando Sebastián Baldi Rey / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: Roberto Carvalheiro / Banca: Simone Cristina Méo Niciura / Banca: Maria Eugênia Zerlotti Mercadante / Resumo: As características reprodutivas são fundamentais ao melhoramento genético de bovinos de corte, pois impõem limites à intensidade de seleção, determinam o intervalo entre gerações e estão diretamente relacionadas com a economia do sistema. Com relação às fêmeas, um desafio é a identificação de características facilmente mensuráveis que sejam geneticamente relacionadas com a fertilidade. Objetivou-se com este estudo detectar polimorfismos de DNA associados a características reprodutivas de fêmeas da raça Nelore, bem como a avaliação de modelos para predição de valores genéticos a partir de dados genômicos. Para tanto, foram genotipadas 1853 fêmeas nascidas entre 2007 e 2009, utilizando-se SNPs de alta densidade Illumina Bovine HD assay (Illumina, San Diego, CA, USA), e após a o controle de qualidade, foram utilizados 305.348 SNPs. No Capítulo 2, aplicou-se o modelo BAYESCπ para estimar os efeitos de marcadores e associá-los às características dias para o primeiro parto (DPP) e reconcepção de fêmeas primíparas (REC). Foram encontrados 42 SNPs significativos associados à REC e 13 para DPP. Esses SNPs explicam 11,32% da variância fenotípica da característica reconcepção de fêmeas primíparas e 3,48% da variância fenotípica da característica dias para o primeiro parto. Esses resultados permitirão montar painéis de baixa densidade específicos para a raça Nelore. No Capítulo 3, foram utilizados três modelos para estimação dos efeitos dos marcadores (para as características reconcepção de fêmeas primíparas, dias para o primeiro parto, idade ao primeiro parto e ocorrência de prenhez precoce): melhor estimador linear não viesado (GBLUP), BAYESCπ e Improved Bayesian least absolut shrinkage and selection operator (IBLASSO). As definições de variável dependente foram: a medida direta do fenótipo; fenótipo corrigido, valor genético e valor ... / Abstract: Reproductive traits are fundamental to genetic improvement of beef cattle as they impose limits on the selection intensity, determine the generation interval and are directly related to the economy of the system. With respect to the females, a challenge is to identify traits that are easily measurable and are genetically related to fertility. The objective of this study was to detect DNA polymorphisms associated with reproductive traits in Nellore females, as well as to evaluate models to predict breeding values from genomic data. So, 1853 females born between 2007 and 2009 were genotyped, using high-density SNP Illumina Bovine HD assay ( Illumina , San Diego , CA , USA ), and after quality control , 305,348 SNPs were used. In Chapter 2, BAYESCπ was applied to estimate the marker effects and associate them to the traits days to first calving (DFC), and heifers rebreeding (HR). 42 significant SNPs were associated with HRC and 13 to DFCD. These SNPs explain 11.32 % of the phenotypic variance of the trait HR and 3.48 % of the phenotypic variance of the trait DFC. These results will enable to create lowdensity panels specific to Nellore breed. In Chapter 3 , three models were used to estimate the effects of markers ( for traits heifers rebreeding, days to first calving, age at first calving, and occurrence of early pregnancy) : best linear unbiased estimator (GBLUP) BAYESCπ and Improved Bayesian least absolute shrinkage and selection operator ( IBLASSO ) . The definitions of the dependent variable were the direct measurement of the phenotype; corrected phenotype, breeding value and deregressed breeding value. BAYESCπ was most appropriate for estimation of the effects of SNPs and genomic values for all traits. The estimation of genomic values using the direct measurement of the dependent variable phenotype led to more accurate estimates of the genomic values / Doutor

Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Coorientador: Fernando Sebastián Baldi Rey / Banca: Danísio Prado Munari / Banca: Josineudson Augusto II de Vasconcelos e Silva / Banca: Arione Augusti Boligon / Banca: Fabyano Fonseca e Silva / Resumo: O Brasil destaca-se mundialmente como o maior exportador e o segundo maior produtor de carne bovina. Entretanto, o rebanho brasileiro é composto majoritariamente por animais de raças Zebuínas, que produzem carnes de menor qualidade sensorial, quando comparados com os animais de raças Taurinas. Apesar da importância dessas características para a cadeia produtiva, a seleção ainda é pouco praticada, uma vez que as mesmas são difíceis de serem medidas, dependendo do abate dos animais e, consequentemente, de realização de testes de progênie para avaliação dos touros, atrasando o processo seletivo. Desta forma, a seleção indireta por meio de características comumente empregadas nos programas de seleção apresenta-se como alternativa. Neste contexto, as avaliações visuais por escorestêm sido incluídas nos programas de melhoramento genético de bovinos de corte, com o objetivo de melhorar características de carcaça. Objetivou-se com o presente trabalho estudar os parâmetros genéticos para as características da carcaça e carne, bem como suas relações com mensurações de avaliação visual. Os dados são provenientes de animais da raça Nelore, machos e fêmeas, que pertencem a dois programas de melhoramento genético - DeltaGen e Paint. Os animais com registros de dados fenotípicos para as características da carcaça e carne foram somente machos, nascidos entre 2008 e 2010, criados em sistemas de pastejo e confinados apenas na fase de terminação, por período ao redor de 90 dias. Foram utilizados registros de 36.660, 36.550, 36.550 e 36.550 animais machos e fêmeas, respectivamente, para peso à desmama (PD), conformação ao sobreano (C), precocidade ao sobreano (P) e musculatura ao sobreano (M) e, para as características da carcaça e da carne foram utilizados 1.442, 1.441, 1.435, 1.533, 1.535, 1.535, 1.534, 1.533 e 1.522 para área de olho de lombo (AOL), peso ... / Abstract: Brazil is the largest beef exporter and the second beef producer in the world. However, the Brazilian cattle composite is mostly Bos indicus, which produces meat with less quality than Bos taurus. Despite the importance of carcass (CARC) and meat quality (MQ) traits for the beef production cycle, its selection is not applied. Genetic evaluation after harvest is expensive because it requires a long period of time for the trait to be evaluated and consequently, also requires a progeny test. Therefore, the indirect selection through the traits which are commonly applied on breeding programs is feasible. Within this context, the visual evaluation using scores has been used on breeding programs, aiming to improve the carcass traits. The objective of the present study was to evaluate the genetic parameters of CARC and MQ, as well as their genetic associations with visual scores in Nellore cattle. For CARC and MQ traits were used only males, from animals that were born between 2008 and 2010, raised on grazing system and kept around 90 days in feed lot system for finishing. Records of 36,600, 36,550, 36,550, 1,442, 1,441, 1,435, 1,533, 1,535, 1,535, 1,534, 1,533 and 1,522 for yearling conformation (C), yearling finishing precocity (P), yearling muscling (M), rib eye area (REA), hot carcass weight (HCW), fat thickness (FT), Warner - Bratzler shear force (SF), marbling score (MS), lightness (L*), redness (a*), yellowness (b*) and intramuscular lipid (IL), respectively, were used. The (co)variance components were estimated by the restricted maximum likelihood method using tri and multitrait animal model. For the visual scores the model included the genetic additive and residual random effects, the contemporary group (CG) as a fixed effect and age of the animal (linear and quadratic) as covariate. For CARC and MQ the model included the genetic additive effect and residual effect as random effects, and ... / Doutor

Orientador: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: André Luiz Julien Ferraz / Banca: Luciana de Almeida Regitano / Banca: Luis Artur Loyola Chardulo / Banca: Rogério Abdallah Curi / Resumo: O transcriptoma é o conjunto e a quantidade de transcritos de uma célula em um estágio de desenvolvimento específico ou condição fisiológica. Estudar o transcriptoma é essencial para interpretar os elementos funcionais do genoma e revelar os constituintes moleculares de células e tecidos. Levando em consideração a grande importância do mercado da carne de bovinos e a necessidade e dificuldade de melhoria da qualidade da carne, o presente projeto objetivou traçar um panorama completo do transcriptoma do músculo longissimus dorsi (LD) de bovinos da raça Nelore, bem como identificar genes com diferentes perfis de expressão associados ao crescimento muscular por meio da técnica de RNA-seq. Foram utilizadas amostras de 10 animais da raça Nelore com dois diferentes perfis de crescimento muscular provenientes de um rebanho participante do programa de melhoramento genético. Amostras de mRNA do músculo LD foram coletadas para extração, processamento do RNA, sequenciamento e posterior análise do transcriptoma. No total, foram sequenciados aproximadamente 453 milhões de fragmentos e identificados 14.876 genes conhecidos, 45.938 potenciais novos genes e 10.960 potenciais novas isoformas de transcritos. Foi calculado o nível de expressão de 12.082 genes e 110 tiveram valor de expressão diferencial signicativo entre os grupos (p ≤ 0,01). Por meio da análise de relevância de termos ontológicos foram identificados 52 termos relevantes entre os genes diferentemente expressos, dos quais 12 estavam associados ao desenvolvimento muscular. Neste estudo, foi caracterizado o transcriptoma do músculo longissimus dorsi de bovinos da raça Nelore por meio de sequenciamento de nova geração, fornecendo assim, uma valiosa fonte de entendimento do genoma do boi / Abstract: The transcriptome is the set and the amount of transcripts in a cell at a specific developmental stage or physiological condition. Understanding the transcriptome is essential for interpreting the functional elements of the genome and to reveal molecular constituents of cells and tissues. Considering the great importance of the beef market, the need and difficulty of improving meat quality, this research aimed to provide an overview of the complete longissimus dorsi (LD) transcriptome of Nellore cattle and to identify genes with differential expression profiles associated with muscle growth using RNA-seq. Ten mRNA samples of Nellore breed steers with two different muscle growth profiles from a herd participating of a breeding program were used. LD muscle samples were collected for RNA extraction and processing, sequencing and subsequent transcriptome analysis. In total, approximately 453 million fragments were sequenced and 14,876 known genes, 45,938 potential new genes and 10,960 potential new transcripts isoforms were identified. The expression levels of 12,082 genes were calculated and 110 have signicant differential expression values between the groups (p ≤ 0.01). The ontology terms relevance analysis identified 52 relevant terms among the differentially expressed genes, which 12 were associated with muscle development. In this study, we obtained the transcriptome of Nellore cattle longissimus dorsi muscle through next-generation sequencing, providing a valuable source of information about the bovine genome / Doutor

Orientador: Fernando Sebastián Baldi Rey / Coorientador: Angélica Simone Cravo Pereira / Coorientador: Guilherme Costa Venturini / Banca: Mauricio Mello de Alencar / Banca: José Bento Sterman Ferraz / Resumo: As características da carcaça e da carne são muito importantes, pois são elas que determinam o preço e o acesso a novos mercados. Há uma crescente preocupação quanto ao consumo excessivo de gorduras, bem como do tipo de gordura ou perfil de ácidos graxos na carne, e seu impacto sobre a saúde do consumidor. O melhoramento genético para as características de carcaça, carne e perfil de ácidos graxos não vem sendo praticado devido a dificuldades de mensuração e por ser dispendioso. O presente estudo teve como objetivo estudar as associações entre o perfil de ácidos graxos e as características de carcaça e carne em bovinos da raça Nelore. Foram utilizados dados de 1826 machos da raça Nelore terminados em confinamento, provenientes de fazendas que integram três programas de melhoramento genético. O grupo de contemporâneo foi formado por animais nascidos na mesma fazenda e safra, e do mesmo grupo de manejo ao sobreano. Para a determinação do perfil de ácidos graxos foi utilizado para a extração dos lipídeos o método Folch e para a metilação o método Kramer. As características de carcaça e carne foram obtidas através de amostras de 2,54 cm retiradas entre a 12ª e 13ª costelas da meia-carcaça esquerda. O modelo utilizado para a estimação dos componentes de (co)variâncias incluiu o efeito aleatório genético direto, o efeito fixo do GC, e a idade do animal ao abate como covariável (efeito linear). Os componentes de (co)variâncias e parâmetros genéticos foram estimados utilizando inferência Bayesiana, considerando um modelo animal linear em análise multicaracterística com seis características (AOL, EGS, PCQ, SF, Lip e mais um ácido graxo). Os ácidos graxos apresentaram herdabilidades moderadas a alta, variando de 0,32 a 0,82. As estimativas das correlações genéticas entre as caracteríscas de carcaça e carne com os ácidos graxos saturados foram de baixas a moderadas, em sua maioria negativa ... / Abstract: Carcass and meat traits are very important because they determine the price and access to new markets. There is growing concern about the excessive consumption of fats as well as the type of fat or fatty acid composition in meat, and its impact on consumer health. The genetic improvement for carcass traits, meat and fatty acid composition has not been practiced due to measurement difficulties and be expensive. The present study aimed to investigate the associations between fatty acid composition with carcass and meat traits in Nellore cattle. A total of 1,826 Nelore bulls, finished in feedlot, belong to farms that integrate three breeding programs were used. The contemporary group included animals born on the same farm and year, and the same management group at yearling. To determine the fatty acid composition, it was used the Folch method for lipid extraction and for methylation the Kramer method. The carcass and meat traits were obtained from samples of 2.54 cm withdrawn between the 12th and 13th ribs on the left side carcass. The model used to estimate the (co)variance and genetic parameters included the random direct genetic effect, the fixed effect of the GC, and the animal's age at slaughter as a covariate (linear effect). The (co)variances components and genetic parameters were estimated using Bayesian inference, considering a linear animal model in multi-trait analysis with six characteristics (AOL, EGS, PCQ, SF, Lip and another fatty acid). The fatty acids showed moderate to high heritability, ranging from 0.32 to 0.82. The genetic correlations between carcass and meat traits with saturated fatty acids were low to moderate, most of them negative, ranging from - 0.76 to 0.88, whereas with mono and polyunsaturated fatty acids were low in its most of the cases or close to zero, since the HPD estimate included the zero within the interval, varying from -0.86 to 0.74. Thus, the selection for carcass and meat traits can be used ... / Mestre

Orientador: Vera Fernanda Martins Hossepian de Lima / Coorientador: Luciana Correia de Almeida Regitano / Banca: Nedenia Bonvinos Stafuzza / Banca: Simone Cristina Méo Niciura / Resumo: O Brasil se consolidou como um dos principais produtores e exportadores mundiais de carne. Entretanto, diversas culturas (animal/vegetal) têm competido com a bovinocultura por espaço e importância na balança comercial brasileira. Assim, o melhoramento genético animal tem tido, no Brasil, papel fundamental na pecuária de corte de forma a manter crescentes os níveis de produção ocupando o mesmo espaço e a baixo custo. A eficiência alimentar é uma característica produtiva de extrema importância, porém não está sendo considerada nos programas de avaliação genética no país, devido ao fato de a mensuração ser onerosa e tardia. Nesse cenário a genética molecular pode contribuir para a implementação da seleção dessa característica em programas de melhoramento por meio da identificação de genes importantes para eficiência alimentar. O presente estudo objetivou comprovar o padrão de expressão de genes diferencialmente expressos previamente identificados por sequenciamento de RNA (RNA-seq) em animais extremos para eficiência alimentar. Nesse contexto foi adotada a metodologia de PCR quantitativo em tempo real (qPCR) a fim de estabelecer uma relação quantitativa entre nível de expressão gênica e a eficiência alimentar em uma população experimental de 83 animais da raça Nelore avaliados para diferentes medidas de eficiência alimentar. Um subgrupo composto por 20 animais extremos para o consumo alimentar residual (CAR) foi avaliado quanto ao padrão de expressão global pela tecnologia de RNA-seq para identificação de genes diferencialmente expressos (DE). A partir dos genes DE identificados foram selecionados seis genes candidatos (PPP1R26, FABP1, FADS2, RGS2, SLC2A5 e UCP2) com base nos valores de "Fold Change" e sua função metabólica para a característica em estudo. As qPCR foram realizadas para identificar associações entre o nível de expressão dos seis genes alvo com as medidas de... / Abstract: Brazil is one of the leading producer and exporter of meat. However, different livestock and plant production have been competing with cattle for space and importance in Brazilian trade balance. Thus, the animal breeding has played a key role in beef cattle to increase production levels occupying the same space at lower costs. Feed efficiency is a productive trait of extreme importance, but it has not been considered in genetic evaluation programs in our country. This is probably due to the fact that the measurement is costly and late. In this scenario molecular genetics may contribute to the implementation of this trait in breeding programs by identifying candidate genes for feed efficiency. The present study aimed to confirm the differential gene expression levels of candidate genes previously identified by RNA sequencing (RNA-seq) in extreme groups of animals evaluated for feed efficiency. We adopted the real time quantitative PCR methodology (qPCR) to verify a quantitative relationship between the level of gene expression and feed efficiency in an experimental population of 83 Nelore cattle evaluated for different feed efficiency traits. A subgroup composed of 20 animals extreme for Residual Feed Intake (RFI) was evaluated for overall standard of expression by RNA-seq technology to identify genes differentially expressed (DE). From the identified DE genes six candidate genes were selected (PPP1R26, FABP1, FADS2, RGS2, SLC2A5 and UCP2) based on fold change values and its metabolic function related to feed efficiency. The qPCR analyses were performed to confirm association between the expression level of the six target genes with measures of feed efficiency. It was observed association between the FABP1 gene with residual feed intake and dry matter intake (P <0.05). Also, the SLC2A5 gene was associated with Kleiber index measurements and relative growth rate (P <0.05). In both cases an increase in the expression level was associated ... / Mestre

Orientador: Roberto Carvalheiro / Coorientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: Idalmo Garcia Pereira / Resumo: Esta dissertação foi dividida em três capítulos, o primeiro é uma revisão de literatura sobre o assunto que será discutido nos capítulos seguintes. No segundo capítulo, foi realizado um estudo de associação genômica ampla para a característica idade ao primeiro parto (IPP) em gado Nelore, que objetivou: 1) avaliar se a informação fenotípica adicional dos animais não genotipados afeta o mapeamento de QTLs da IPP; avaliar, por simulação, se esta informação fenotípica adicional contribui para detectar QTLs mais precisamente para uma característica complexa, com poucos genótipos disponíveis. O terceiro capítulo apresenta um estudo de associação para a característica reconcepção de primíparas (RP) em gado Nelore, cujo objetivo foi detectar importantes regiões genômicas (QTLs) associadas com esta característica. No capítulo dois, estudos de associação foram realizados utilizando as metodologias Bayes C e "Weighted single step GBLUP" (WssGBLUP) e as 10 janelas de marcadores (de 1Mb) que explicaram a maior proporção da variância para IPP foram identificadas e exploradas. Dois cenários foram investigados, um incluindo todas as fêmeas com informação fenotípica disponível (cenário SI - 43.482 fêmeas), e outro incluindo apenas as fêmeas com genótipo disponível (cenário SII - 1.813 fêmeas). Três iterações foram realizadas no método WssGBLUP, sendo recomputados os efeitos dos animais e dos SNPs a cada iteração. Foi simulada uma população com parâmetros e estrutura similares aos dos dados reais, com dois diferentes níveis de desequilíbrio de ligação (alto e baixo) entre os marcadores adjacentes. No capítulo três, os dados consistiram de 142.878 registros fenotípicos de RP e 2.923 genótipos. Os estudos de associação foram realizados com o método WssGBLUP usando três diferentes pesos (iterações) para os efeitos dos SNPs. Para cada iteração subsequente a variância genética... / Abstract: This dissertation was divided in three chapters, the first one is a literature review about the subject that will be discussed in subsequent chapters. In the second chapter, a genome wide association study (GWAS) for age at first calving (AFC) in Nelore cattle was performed, using real and simulated data, aiming to 1) assess if additional phenotypic information from non-genotyped animals affect QTL mapping of AFC; 2) evaluate, by simulation, if this additional phenotypic information contributes to detect QTLs more precisely for a low heritable complex trait, and with few available genotypes. The third chapter presents a GWAS for heifer rebreeding (HR) in Nelore cattle. In chapter two, GWA studies were performed using Bayes C and weighted single step GBLUP (WssGBLUP) methods and the top 10 marker windows (1Mb) that explained the larger proportion of variance for AFC were identified and further explored. Two scenarios were investigated, one including all females with available phenotypic information (SI scenario, with 43,482 females), and the other including just the females with available genotype (SII scenario, with 1,813 females). Three iterations were performed in WssGBLUP, recomputing the animals and SNPs effect in each subsequent iteration. It was simulated a population mimicking the parameters and the structure of the real dataset. Two different disequilibrium linkage levels (low and high) between adjacent markers were simulated. In chapter three, the data consisted of 142,878 HR phenotypic records and 2,923 genotypes. The GWAS was performed with WssGBLUP method using three different weightings (iterations) for the SNP effects. Total genetic variances were calculated for the top 10 1Mb SNP-windows, detected by each iteration. On each subsequent iteration, the genetic variance was distributed for a smaller number of SNPs, and the SNP effects were recomputed. Genes possibly associated with HR were searched to reinforce the suggestive ... / Mestre

Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Coorientador: Arione Augusti Boligon / Banca: Ricardo Vieira Ventura / Banca: Simone Cristina Méo Niciura / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: Roberto Carvalheiro / Resumo: As características de crescimento são fundamentais ao melhoramento genético de bovinos de corte, pois estão diretamente relacionadas à economia do sistema. Recentes avanços tecnológicos possibilitaram a utilização de dados genômicos na avaliação de animais de produção. Objetivou-se com este estudo avaliar modelos para predição de valores genéticos a partir de dados genômicos, bem como a detecção de polimorfismos de DNA associados à características de crescimento de animais da raça Nelore. Para tanto, foram genotipadas 5.064 animais, utilizando-se SNPs de alta densidade Illumina Bovine HD assay (Illumina, SanDiego, CA, USA) e, após o controle de qualidade, foram utilizados 412.993 SNPs. No Capítulo 2, foram utilizados três modelos para estimação dos efeitos dos marcadores para as características de peso ao nascer (PN), ganhos em peso do nascimento à desmama (GND) e da desmama ao sobreano (GDS), altura ao sobreano (ALTS) e peso da vaca (PV): melhor estimador linear não viesado (GBLUP), BAYESCπ e Improved Bayesian least absolut shrinkage and selection operator (IBLASSO). Foram utilizados os valores genéticos desregredidos como pseudo-fenótipos. Os métodos Bayesianos foram os mais adequados para estimação dos efeitos dos SNPs e dos valores genômicos para as características estudadas. No Capítulo 3, aplicou-se o modelo ssGBLUP para estimar os efeitos de marcadores e associá-los às características PN, GND, GDS, ALTS e PV. Observaram-se associações com PN no BTA ("Bos taurus chromosomes") 14, com GND nos BTA 5 e 29, com GDS no BTA 11 e com ALTS no BTA 8, sendo destacados os genes TMEM68 (transmembrane protein 8B) associado ao PN e ALTS, XKR4(XK, Kell blood group complex subunit-related family, member 4) associado ao PN e NPR2 (natriuretic peptide receptor B) associado a ALTS / Abstract: Growth traits are fundamental to the genetic improvement of beef cattle, because they are directly related to the economy of the system. Recent technological advances have enabled the use of genomic data in the assessment of animals. The objective of this study was to evaluate models to predict breeding values from genomic data, and detection of DNA polymorphisms associated with growth traits in Nellore animals. Thus, it was genotyped 5,064 animals, using high-density SNPs Illumina Bovine HD assay (Illumina, San Diego, CA, USA), and after quality control 412,993 SNPs were used. In Chapter 2, three models were used to estimate the effects of markers for birth weight (BW), weight gains from birth to weaning (WGBW) and from weaning to yearling (WGWY), yearling height (YH) and cow weight (CW): better linear estimator not biased (GBLUP), BAYESCπ and Improved Bayesian least absolut shrinkage and selection operator (IBLASSO). Breeding values were desregressed and used as pseudo-phenotypes. Bayesian methods were the most suitable for estimating the effects of SNPs and genomic values for the studied traits. In Chapter 3, we applied the ssGBLUP model to estimate the effects of markers and associate them with BW, WGBW, WGWY, YH and CW. There were associations with BW in BTA ("Bos taurus chromosomes") 14, with WGBW in BTA 5 and 29, with WGWY in BTA 11 and YH in BTA 8, distinguishing the genes TMEM68 (transmembrane protein 8B) associated with BW and YH, XKR4(XK, Kell blood group complex subunit-related family, member 4) associated with BW and NPR2 (natriuretic peptide receptor B) associated with the YH / Doutor

Orientador: Lucia Galvão de Albuquerque / Banca: Humberto Tonhati / Banca: Roberto Carvalheiro / Banca: Ricardo Vieira Ventura / Banca: Marcos Vinícius Gualberto Barbosa da Silva / Resumo: Características economicamente importantes, como as características de carcaça, medidas post mortem, não vem sendo incluídas nos programas de melhoramento da raça Nelore devido, dentre outros fatores, aos altos custos e dificuldade de mensuração. Com a genômica, torna-se possível a seleção dos animais sem a necessidade de mensuração de seus próprios fenótipos e/ou de seus parentes, e tem-se, também, a possibilidade da realização da busca por genes ou regiões cromossômicas envolvidas com a expressão das características, por meio do estudo de associação genômica ampla (GWAS). Objetivou-se com o presente trabalho comparar diferentes modelos quanto à habilidade de predição de valores genéticos genômicos (GEBVs), e realizar um estudo de associação genômica ampla para as características: peso de carcaça quente, área de olho de lombo e espessura de gordura subcutânea, visando trazer subsídios para a incorporação da informação genômica nas avaliações genéticas de bovinos de corte no Brasil. Foram utilizados dados fenotípicos e genotípicos de 1.756 animais machos da raça Nelore. Os animais foram genotipados com um painel de alta densidade com 777.962 SNPs. Os GEBVs foram preditos utilizando três modelos: Regressão de cumeeira - (Bayesian Ridge Regression - BRR), BayesC (BC) e Lasso Bayesiano - (Bayesian Lasso - BL) e dois tipos de variáveis resposta: o valor genético tradicional e o fenótipo corrigido para os efeitos fixos. A implementação da GWAS foi realizada através da aplicação de um modelo poligênico-genômico, que considerou, simultaneamente, todas as informações disponíveis (fenótipos, pedigree e SNPs) por meio de um processo que combina a matriz de parentesco aditivo com a matriz de parentesco genômico. No geral, foi verificado que as predições genômicas sofreram influência da herdabilidade das características e do tipo de pseudo-fenótipo utilizado, sendo a... / Abstract: Economic relevant traits as carcass, measured after slaughter, are not included in the animal breeding program of Nelore breed due to the difficult and high cost to measure. With the advent of genomic selection, it is possible to select animals without the need of recording phenotypic performance of its own or from close relatives, and there is also the possibility of investigating genes or chromosome regions affecting the expression of traits using genome-wide association study (GWAS). The aim of this study was to compare different models on the predictive ability of genomic breeding values (GEBVs), and to perform a GWAS for the following traits: hot carcass weight, rib eye area, and backfat thickness, in order to contribute to the incorporation of genomic information into the genetic evaluation of beef cattle in Brazil. Genotypic and phenotypic information of 1,756 Nelore bulls were used in the analysis. Genotypes were generated based on a panel with 777.962 SNPs. The GEBVs were predicted using three models: Bayesian Ridge Regression (BRR), BayesC (BC) e Bayesian Lasso (BL), and two types of response variables: estimated breeding value and adjusted phenotypes for the fixed effects. GWAS was performed using the singlestep approach which combines all available phenotypic, pedigree and genomic information adjusting a polygenic-genomic model. In general, it was verified that heritability and response variable affected the genomic predictions, where the adjusted phenotype was the most appropriate response variable to perform SNPs estimates. It was also observed that the predictive abilities were similar among the methods (BRR, BC and BL). GWAS study detected potential genome regions that may be affecting the phenotypes. These regions can contribute to understand the genetic control of these traits and can be useful to include them into the genetic process for selecting the animals. The results showed that marker assited selection is ... / Doutor

Orientador: Ricardo da Fonseca / Banca: Roberto Carvalheiro / Banca: Henrique Nunes de Oliveira / Banca: Francisco Ribeiro de Araujo Neto / Banca: Aldrin Viera Pires / Resumo: Os escores visuais são usados como critério de seleção com o objetivo de melhorar as características de carcaça. Estas características têm a particularidade de serem atribuídas com base em uma referência relativa, e não absoluta, o que pode trazer dificuldades na estimação de parâmetros e valores genéticos. Dada a importância dos escores, dois estudos foram conduzidos com os seguintes objetivos: 1) determinar se a forma de atribuir os escores, tem consequências na estimação de parâmetros e valores genéticos; e 2) identificar as regiões do genoma associadas com os escores de conformação, precocidade e musculosidade em bovinos da raça Nelore. Para o primeiro objetivo foi realizado um estudo de simulação, considerando populações com e sem seleção e três tamanhos de grupo de atribuição dos escores (10, 40 e 100 animais), as populações foram acasaladas ao longo de 12 gerações sobrepostas. A cada geração parâmetros e valores genéticos foram estimados usando um modelo de limiar. Os resultados indicaram que as estimativas de parâmetros e valores genéticos não são afetadas pela forma de atribuir os escores, entretanto os valores genéticos estimados são afetados pelo tamanho do grupo, sendo desejável a formação de grupos de avaliação superiores a 40 animais. Para o segundo objetivo foi realizado um GWAS usando dois modelos, BayesC e LASSO Bayesiano com duas classes de variáveis dependentes, o fenótipo dos escores e os valores genéticos desregredidos (dEBV). Nas análises foram utilizados 2873 registros de machos e fêmeas Nelore. Os animais foram genotipados com o painel BovineHD da Illumina, após o controle de qualidade restaram 309.865 SNPs. O critério de associação foi a porcentagem de variância genética explicada por janelas de 1 Mb de comprimento. Após as análises, o modelo BayesC foi o que se ajustou melhor aos dados, porque explicou uma maior proporção de variância fenotípica para... / Abstract: The visual scores are used as selection criteria in Brazilian cattle and aiming to improve the carcass traits. These traits have the particularity of being attributed depending on relative data and not on absolute references. This property could lead to difficulties in the estimation of genetic parameters and breeding values as well. Considering the importance of the visual scores, two studies were performed with the following objectives: 1) determine if the forms in which these scores are attributed have consequences in the genetic parameters and breeding values estimation, and, 2) identify regions of the genome that are associated with the scores of conformation, finishing precocity and muscling in Nellore cattle. For the first objective, a simulation study was conducted considering populations with and without selection, and three sizes of group attribution scores (10, 40 and 100 animals), these populations were mated for 12 overlapping generations. Genetic parameters and breeding values for each generation were estimated using a threshold model. The results indicate that the estimates of genetic parameters and breeding values are not affected by how the scores are attributed; however, the estimated breeding values are affected by the group size, being recommended the formation of evaluation groups more than 40 animals. For the second objective, a GWAS was conducted using BayesC and Bayesian LASSO models with two types of dependent variable. These variables were the phenotype and the deregressed breeding values (dEBV). In the analyses, a total of 2873 records of males and females from Nellore cattle were used. The animals were genotyped using the chip BovineHD of Illumina, after the quality control, a total of 309,865 SNPs were maintained. The association criterion was the proportion of genetic variance explained by 1 Mb genome windows. After the analyses, the BayesC model was the best fitted the data, as it explained a greater ... / Doutor