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Ce travail a pour objectif d'étudier les effets d’une supplémentation en acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 à longues chaines sur la production d’embryons chez les vaches laitières. Le régime enrichi en AGPI n-3 a eu tendance à augmenter le nombre moyen des complexes ovocyte-cumulus récupérés par vache par session d’OPU par rapport au groupe témoin AGPI n-6. Une tendance à augmenter le nombre moyen par vache par session d’OPU de blastocystes et de blastocystes expansés avec une augmentation significative de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été notés dans le groupe n-3. De même, les taux de blastocystes, de blastocystes expansés et de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été significativement augmentés dans le groupe n-3. Nous avons aussi montré que l’addition d’acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3) à une faible concentration (1μM) pendant la maturation in vitro des ovocytes bovins augmente significativement le taux de clivage et le taux et la qualité de blastocyste. La stimulation de FFAR4 (free fatty acid receptor 4), au cours de la MIV, par un agoniste spécifique (TUG 891), a entrainé des effets bénéfiques similaires à ceux du DHA (1μM) sur la compétence ovocytaire. Cela suggère que l’effet bénéfique du DHA pourrait passer, au moins partiellement, par l’activation du FFAR4. / We aimed to investigate whether dietary n-3 PUFA, in Prim‘Holstein dairy cattle in lactation, could influence reproductive performance in terms of embryo production. We showed that n-3 PUFA-enriched diet had a tendency to increase the average number of oocyte-cumulus complexes recovered per cow per OPU session. A tendency to increase the average numbers per cow per OPU session of blastocysts and expanded blastocysts with significantly increase of blastocysts of quality 1 and 2 were noted in the n-3 group compared to the n-6 group. Similarly, the rate of blastocysts, expanded blastocysts and blastocysts of quality 1 and 2 were significantly increased in the n-3 group compared to the n-6 group. We also showed that the addition of docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) at low concentration (1μM) during IVM of bovine oocytes increased cleavage rate, blastocyst rate and embryo quality. DHA and free fatty acid receptor 4 (FFAR4) agonist TUG- 891 (1 or 5 μM) supplied during IVM similarly improved in vitro embryo development, suggesting that FFAR4 may, at least partially, mediate DHA beneficial effects on OCC, through activation of signaling pathways.

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar aspectos genéticos que relacionados à produção in vitro de embriões na raça Guzerá. O primeiro estudo focou na estimação de (co) variâncias genéticas e fenotípicas em características relacionadas a produção de embriões e na detecção de possível associação com a idade ao primeiro parto (AFC). Foi detectada baixa e média herdabilidade para características relacionadas à produção de oócitos e embriões. Houve fraca associação genética entre características ligadas a reprodução artificial e a idade ao primeiro parto. O segundo estudo avaliou tendências genéticas e de endogamia em uma população Guzerá no Brasil. Doadoras e embriões produzidos in vitro foram considerados como duas subpopulações de forma a realizar comparações acerca das diferenças de variação anual genética e do coeficiente de endogamia. A tendência anual do coeficiente de endogamia (F) foi superior para a população geral, sendo detectado efeito quadrático. No entanto, a média de F para a sub- população de embriões foi maior do que na população geral e das doadoras. Foi observado ganho genético anual superior para a idade ao primeiro parto e para a produção de leite (305 dias) entre embriões produzidos in vitro do que entre doadoras ou entre a população geral. O terceiro estudo examinou os efeitos do coeficiente de endogamia da doadora, do reprodutor (usado na fertilização in vitro) e dos embriões sobre resultados de produção in vitro de embriões na raça Guzerá. Foi detectado efeito da endogamia da doadora e dos embriões sobre as características estudadas. O quarto (e último) estudo foi elaborado para comparar a adequação de modelos mistos lineares e generalizados sob método de Máxima Verossimilhança Restrita (REML) e sua adequação a variáveis discretas. Quatro modelos hierárquicos assumindo diferentes distribuições para dados de contagem encontrados no banco. Inferência foi realizada com base em diagnósticos de resíduo e comparação de razões entre componentes de variância para os modelos em cada variável. Modelos Poisson superaram tanto o modelo linear (com e sem transformação da variável) quanto binomial negativo à qualidade do ajuste e capacidade preditiva, apesar de claras diferenças observadas na distribuição das variáveis. Entre os modelos testados, a pior qualidade de ajuste foi obtida para o modelo linear mediante transformação logarítmica (Log10 X +1) da variável resposta. / The objective of this research was to evaluate genetic aspects permeating in vitro embryo production in Guzerá cattle. The first study aimed for estimating genetic and phenotypic (co)variances among embryo production traits and detecting possible genetic association with the age at first calving (AFC). Low and medium heritabilities were detected for oocyte and embryo production traits. A weak genetic association between artificial reproduction traits and AFC was identified. The second study evaluated genetic and inbreeding trends in the Brazilian Guzerá population. Female donors and in vitro produced embryos were considered as two subpopulations in order to perform comparisons and infer over differences in inbreeding and genetic annual variations. Embryos\' subpopulation showed higher genetic gains for age at first calving and milk production than donors\' subpopulation and the general population. Higher annual mean inbreeding values were also detected for the embryos\' subpopulation. The third study examined the effects of donor, sire (used for in vitro fertilization) and embryos\' inbreeding coefficient over in vitro embryo production traits in Guzerá cattle. Donors\' and embryos\' inbreeding effects over the analyzed traits were detected. Fourth and final study was designed to compare the performance of Linear and Generalized Linear Mixed Models under Restricted Maximum Likelihood method when fitting discrete variables. Four hierarchical models assuming different distributions for the response variable were fit to the (count) data. Inference was performed upon residual diagnostics and comparison of variance component ratios between models within each trait. Poisson models outperformed both linear (with and without variable transformation) and negative binomial models for goodness of fit and predictive ability despite clear differences in each trait\'s distribution. Logarithmic transformation (Log10 X +1) showed lowest goodness of fit among all models tested.

The embryonic development and pregnancy rates are influenced by variations in embryo in vitro production (IVP) systems and protocols for bovine embryos, such as gaseous atmosphere, culture media and the protein supply adopted in the different steps of IVP. Two studies were performed to evaluate the effect of O2 tension on in vitro maturation (IVM) and fertilization (IVF) of bovine oocytes, and the protein supply in the embryonic in vitro culture. Immature Cumulusoocytes complexes (COC) were recovered by transvaginal ultrasound guided follicular aspiration (OPU) from Bos taurus indicus donors from commercial programs and randomly assigned according to the number and quality of the COC. Standard bovine IVM procedure was carried out in modified TCM-199, added of FSH, LH, Oestradiol, EGF, insulin and 10% bovine fetal serum (FCS), for 24h. Frozen semen was selected by Percoll gradient (90, 60 and 30%). The insemination was performed with 2x106 spermatozoa/mL in Fert-Talp with heparin and PHE, for 18 to 22h. Presumptive zygotes were in vitro cultured (IVC) in SOFaaci during 6 to 9 days with 5%CO2, 5%O2 and 90% N2 in air. All steps of IVC were performed in an incubator at 39ºC with satured humidity. The cleavage and blastocyst rates were analysed by GLM procedure. Hatching, quality I blastocyst and pregnancy rates were compared by Chi-square Test with 5% of significance. In experiment I (11 replicates) IVM and IVF of COC (n=1092) were conducted under 5% CO2 (20% O2) in air or in 5%CO2, 5%O2 and 90% N2 (5%O2). Experiment II was divided in two steps (IIa and IIb). In experiment IIa (n=1745 COC), the IVM and IVF was followed by in vitro culture (IVC) in SOFaaci added of 4mg/mL bovine serum albumin (BSA) or 4mg/mL BSA+2% bovine fetal serum (BSA+FCS). In experiment IIb (n=704 COC), after standard IVM and IVF, IVC was performed in the two media of Experiment IIa (BSA and BSA+FCS) and in a third group the SOFaaci was added of 4mg/mL BSA+2% FCS (BSA+FCSD4) on day 4 of IVC. The viability was accessed by morphological evaluation in D2 (cleavage), D7 (blastocysts and quality categories), D9 (hatched blastocysts), D45 (experiment I) and D60 (experiment II; pregnancy rates), considering day zero (D0) as the fertilization day. In experiment I, no differences were found (P>0.05) in cleavage rates (69 and 70%), blastocyst in D7 (37 and 38%) and blastocyst quality I (79 and 74%) in an atmosphere of 5% or 20%O2, respectively. The hatching rate in D9 considering all COC submitted to IVM was higher (P<0.05) for the 5%O2 group (21%) compared to the IVM and IVF group under 20%O2 (11%). A pregnancy rate of transferred embryos at 45 days (n=278) was similar (P=0.15) between treatments (25.8 e 33.6% for 5%O2 e 20%O2 ,respectively ). In experiment IIa blastocyst rates (51%) and quality I blastocysts (41%) in D7, was higher (P<0.05) in BSA+FCS group compared to the BSA group (42 and 30%), respectively. In experiment IIb, blastocyst rates were higher (P<0.05) in group BSA+FCS (47%) and similar between BSA (34%) and BSA+FCSD4 (43%) groups. Blastocyst rates quality I were higher (P<0.05) for groups BSA+FCS (34%) and BSA+FCSD4 (32%), compared to the BSA group (19.9%). A pregnancy rate of the transferred embryos (n=820) was similar between treatments in experiments IIa and IIb. Considering pregnancy rates corresponding only to IVM COC (Experiment IIa), the rates were higher (P<0.05) for the BSA+FCS group (16%) than the BSA group (12%). There was no detrimental effect in IVP of bovine embryos and their pregnancy rates when IVM, IVF and IVC were performed in 5%O2, 5%CO2 and 90%N2. IVP of bovine embryos is increased by the addition of 2% FCS to the IVC medium without any detrimental effect on their morphological quality and pregnancy rates. On the other hand, pregnancy rates related to IVM of COC incremented by the addition of 2% de Fc to the IVC medium SOFaaci+BSA. / Diferenças nos protocolos e sistemas de produção in vitro (PIV) de embriões bovinos incluindo atmosfera gasosa, meios de cultivo e suplementação de proteína utilizados nas diferentes etapas da PIV, influenciam diretamente os resultados finais de desenvolvimento embrionário e prenhez. Dois experimentos foram conduzidos com o objetivo de avaliar a influência da concentração de oxigênio na maturação in vitro (MIV) e fecundação in vitro (FIV) de oócitos bovinos e da suplementação protéica no cultivo in vitro (CIV) de embriões bovinos. Complexos cumulus-oócitos imaturos (COC) obtidos de fêmeas Bos taurus indicus por aspiração folicular transvaginal guiada por ultra-sonografia (OPU) foram divididos homogeneamente quanto ao número e a qualidade entre os tratamentos, sendo maturados por 24h, em TCM-199 modificado, acrescido FSH, LH, Estradiol, EGF, Insulina e 10% de SFB. Sêmen congelado selecionado por gradientes de Percoll (2 x 106 células/mL) foi utilizado para a fecundação em Fert-TALP com heparina e PHE, por 18 a 22h. Os prováveis zigotos foram cultivados in vitro em SOFaaci por 6 a 9 dias em atmosfera de 5%CO2, 5%O2 e 90% N2. Todas as etapas foram conduzidas em estufa a 39ºC com umidade saturada. Os percentuais de clivagem e de blastocistos foram analisados pelo procedimento GLM. As taxas de eclosão dos blastocistos e de prenhez foram comparadas por Qui-quadrado com significância de 5%. No experimento I (11 repetições), a MIV e FIV dos COC (n=1092) foram realizadas sob atmosfera de 5% de CO2 em ar (20%O2) ou em 5%CO2, 5%O2 e 90% N2 (5%O2). O experimento II foi dividido em 2 etapas (IIa e IIb). No experimento IIa (n=1745 COC) após a MIV e FIV foi realizado o CIV em meio SOFaaci acrescido de 4mg/mL albumina sérica bovina (BSA) ou 4mg/mL de BSA + 2% de soro fetal bovino (BSA+SFB). No experimento IIb (n=704 COC), após a MIV e FIV, o CIV foi conduzido nos dois meios do experimento IIa (BSA e BSA+SFB) e um terceiro grupo onde o SOFaaci+BSA foi suplementado com 2% de SFB no quarto dia de cultivo (BSA+SFBD4). As avaliações morfológicas foram efetuadas no D2 (clivagem), D7 (blastocistos e grau de qualidade), D9 (blastocistos eclodidos) e taxa de prenhez aos 45 (experimento I) e 60 dias (experimento II), considerando-se o dia da fecundação como D0. No experimento I, não houve diferença (P>0,05) nas taxas de clivagem (69 e 70%), blastocistos em D7 (37 e 38%) e blastocistos qualidade I (79 e 74%) entre atmosfera de 5%O2 ou 20% de O2, respectivamente. A taxa de eclosão em D9 sob o total de oócitos MIV foi superior (P<0,05) no grupo 5%O2 (21%) comparado ao grupo MIV e FIV sob 20%O2 (11%). A taxa de prenhez aos 45 dias dos embriões transferidos (n=278) foi semelhante (P=0,15) entre os tratamentos (25,8 e 33,6% para 5%O2 e 20%O2 respectivamente). No experimento IIa, a taxa de blastocistos (51,5%) e de blastocistos qualidade I (41%) em D7, foi superior (P<0,05) para o grupo BSA+SFB em relação ao BSA (42 e 30%), respectivamente. No experimento IIb, a taxa de blastocistos foi superior (P<0,05) no grupo BSA+SFB e semelhante (P>0,05) entre o grupo BSA e BSA+SFBD4. A taxa de blastocistos qualidade I foi superior para os grupos BSA+SFB (34%) e BSA+SFBD4 (32,2%) em comparação ao grupo BSA (19,9%). A taxa de prenhez em relação aos embriões transferidos (n=820) foi semelhante entre os tratamentos nos experimentos IIa e IIb. A taxa de prenhez correspondente aos oócitos colocados para MIV foi superior (P<0,05) para o grupo BSA+SFB (16%) comparado ao grupo BSA (12%) no experimento IIa. Não há comprometimento da PIV de embriões bovinos bem como da taxa de prenhez quando a MIV, FIV e CIV são conduzidas com 5%O2, 5%CO2 e 90%N2. A produção in vitro de embriões é incrementada pela adição de 2% de SFB ao meio de CIV, sem prejudicar a qualidade morfológica dos mesmos e a taxa de prenhez. A porcentagem de prenhez produzida em relação aos COC colocados para MIV é aumentada pela adição de 2% de SFB ao meio de cultivo in vitro SOFaaci+BSA.

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar aspectos genéticos que relacionados à produção in vitro de embriões na raça Guzerá. O primeiro estudo focou na estimação de (co) variâncias genéticas e fenotípicas em características relacionadas a produção de embriões e na detecção de possível associação com a idade ao primeiro parto (AFC). Foi detectada baixa e média herdabilidade para características relacionadas à produção de oócitos e embriões. Houve fraca associação genética entre características ligadas a reprodução artificial e a idade ao primeiro parto. O segundo estudo avaliou tendências genéticas e de endogamia em uma população Guzerá no Brasil. Doadoras e embriões produzidos in vitro foram considerados como duas subpopulações de forma a realizar comparações acerca das diferenças de variação anual genética e do coeficiente de endogamia. A tendência anual do coeficiente de endogamia (F) foi superior para a população geral, sendo detectado efeito quadrático. No entanto, a média de F para a sub- população de embriões foi maior do que na população geral e das doadoras. Foi observado ganho genético anual superior para a idade ao primeiro parto e para a produção de leite (305 dias) entre embriões produzidos in vitro do que entre doadoras ou entre a população geral. O terceiro estudo examinou os efeitos do coeficiente de endogamia da doadora, do reprodutor (usado na fertilização in vitro) e dos embriões sobre resultados de produção in vitro de embriões na raça Guzerá. Foi detectado efeito da endogamia da doadora e dos embriões sobre as características estudadas. O quarto (e último) estudo foi elaborado para comparar a adequação de modelos mistos lineares e generalizados sob método de Máxima Verossimilhança Restrita (REML) e sua adequação a variáveis discretas. Quatro modelos hierárquicos assumindo diferentes distribuições para dados de contagem encontrados no banco. Inferência foi realizada com base em diagnósticos de resíduo e comparação de razões entre componentes de variância para os modelos em cada variável. Modelos Poisson superaram tanto o modelo linear (com e sem transformação da variável) quanto binomial negativo à qualidade do ajuste e capacidade preditiva, apesar de claras diferenças observadas na distribuição das variáveis. Entre os modelos testados, a pior qualidade de ajuste foi obtida para o modelo linear mediante transformação logarítmica (Log10 X +1) da variável resposta. / The objective of this research was to evaluate genetic aspects permeating in vitro embryo production in Guzerá cattle. The first study aimed for estimating genetic and phenotypic (co)variances among embryo production traits and detecting possible genetic association with the age at first calving (AFC). Low and medium heritabilities were detected for oocyte and embryo production traits. A weak genetic association between artificial reproduction traits and AFC was identified. The second study evaluated genetic and inbreeding trends in the Brazilian Guzerá population. Female donors and in vitro produced embryos were considered as two subpopulations in order to perform comparisons and infer over differences in inbreeding and genetic annual variations. Embryos\' subpopulation showed higher genetic gains for age at first calving and milk production than donors\' subpopulation and the general population. Higher annual mean inbreeding values were also detected for the embryos\' subpopulation. The third study examined the effects of donor, sire (used for in vitro fertilization) and embryos\' inbreeding coefficient over in vitro embryo production traits in Guzerá cattle. Donors\' and embryos\' inbreeding effects over the analyzed traits were detected. Fourth and final study was designed to compare the performance of Linear and Generalized Linear Mixed Models under Restricted Maximum Likelihood method when fitting discrete variables. Four hierarchical models assuming different distributions for the response variable were fit to the (count) data. Inference was performed upon residual diagnostics and comparison of variance component ratios between models within each trait. Poisson models outperformed both linear (with and without variable transformation) and negative binomial models for goodness of fit and predictive ability despite clear differences in each trait\'s distribution. Logarithmic transformation (Log10 X +1) showed lowest goodness of fit among all models tested.