Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2007. / Submitted by Luis Felipe Souza (luis_felas@globo.com) on 2008-11-17T18:06:56Z No. of bitstreams: 1 Tese_2007_AndreaEgito.pdf: 2899678 bytes, checksum: 3a2b9458ef028deb691deb9c80ae4a9c (MD5) / Approved for entry into archive by Georgia Fernandes(georgia@bce.unb.br) on 2009-01-28T13:00:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_2007_AndreaEgito.pdf: 2899678 bytes, checksum: 3a2b9458ef028deb691deb9c80ae4a9c (MD5) / Made available in DSpace on 2009-01-28T13:00:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_2007_AndreaEgito.pdf: 2899678 bytes, checksum: 3a2b9458ef028deb691deb9c80ae4a9c (MD5) / O Brasil possui o maior rebanho bovino comercial do mundo e as raças criadas no País podem ser classificadas, de acordo com sua origem, em comerciais e exóticas. As raças exóticas, importadas nos últimos 100 anos, taurinas e zebuínas, compõem atualmente o conjunto populacional de maior influência e manejo intensivo. As raças localmente adaptadas, originadas do gado introduzido pelos colonizadores europeus derivam-se da seleção e dos eventos naturais ocorridos na formação de uma raça. Embora exista um conhecimento histórico a respeito das raças crioulas brasileiras muito pouco se sabe de sua composição genética. Como o progresso da pecuária está relacionado com a variabilidade genética, sua perda poderá restringir as opções, não previstas, para os trabalhos de melhoramento animal. Estudos sobre a diversidade e variabilidade genética da espécie bovina poderão auxiliar decisões a respeito de quais populações devem ser conservadas, quando os recursos são escassos, evitando a duplicação de esforços na manutenção de amostras. Podem ainda assegurar a manutenção da variabilidade genética, evitando que populações de uma mesma raça, que possuam características particulares, sejam descartadas durante o processo de conservação. O objetivo deste estudo foi de avaliar, através de marcadores microssatélites e DNA mitocondrial, os níveis da diversidade genética, a relação filogenética e os padrões de miscigenação existentes entre raças bovinas criadas no Brasil. Todos os microssatélites utilizados foram altamente polimórficos nas 10 raças analisadas. Existe uma redução significativa da heterozigosidade devido à endogamia dentro das populações e à diferenciação genética das subespécies taurina e zebuína. O número de locos que contribui para a diferenciação racial variou entre as duas subespécies, sendo observado um número muito maior para a subespécie taurina quando comparada com a zebuína. Foi observado um número de alelos similares em ambas as subespécies gerando um poder de exclusão para paternidade próximo e consistente. Quatro raças crioulas apresentaram uma maior diversidade genética seguida pelas raças zebuínas, duas raças taurinas especializadas e a raça naturalizada Caracu. A diferenciação genética aos pares foi altamente significativa indicando que todas as raças analisadas podem ser consideradas como entidades genéticas distintas. Um diagrama baseado na análise realizada pelo programa STRUCTURE demonstrou uma introgressão cruzada entre as raças taurinas e zebuínas, i.e. genes indianos nas raças locais e vice-versa. Neste estudo foi possível obter um panorama detalhado a respeito da estrutura genética e diversidade de raças bovinas do Brasil, elucidando várias questões relacionadas com a origem e estrutura das raças criadas no Brasil. Existe uma quantidade significativa de variabilidade genética nas populações analisadas. Dado o custo para manter populações de grandes animais domésticos e o armazenamento de germoplasma criopreservado, este estudo foi além das análises populacionais para investigar a possibilidade de classificar indivíduos dentro de populações visando à conservação da máxima diversidade em números limitados de indivíduos, no sentido de auxiliar na manutenção e manejo nos Núcleos de Conservação, bem como na escolha de animais alvo para a criopreservação de germoplasma. Levando em conta este conceito, foi proposta uma metodologia de priorização de indivíduos dentro de raças, baseada em testes de alocação racial e índices de diversidade genética. Pela análise do DNA mitocondrial, verificou-se uma alta diversidade nucleotídica em 16 raças bovinas brasileiras confirmando os dados históricos de miscigenação e múltiplas introduções. Verificou-se uma alta influência de raças africanas no genoma local e a base taurina da população zebuína criada no Brasil, cuja linhagem materna tem origem nas raças taurinas criadas no País anteriores à sua introdução. Os dados genéticos demonstram que as raças bovinas crioulas constituem um reservatório vasto e importante de diversidade genética para a produção e conservação da espécie bovina. Todas as raças brasileiras naturalizadas estudadas são importantes e viáveis possuindo características únicas tanto fenotípicas, genotípicas, culturais e históricas que merecem que esforços sejam realizados para a sua conservação. __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Brazil holds the largest commercial cattle population worldwide. Local cattle breeds can be classified according to their origin, as exotic or creole. Exotic breeds, imported in the last 100 years, both B.taurus and B.indicus, currently make up the bulk of the intensively managed populations. Locally adapted creole breeds, originated from cattle introduced by the European conquerors derive from natural selection and events of breed mixture. While historical knowledge exists on the Brazilian creole breeds, very little is known on their genetic composition. Animal livestock progress is related with the genetic variability, and its loss can restrict unforeseen options for animal improvement. Studies about the diversity and genetic variability of the bovine species can aid in the decisions regarding which populations should be conserved, when financial resources are scarce, avoiding the duplication of efforts in the maintenance of samples. It can still assure the maintenance of genetic variability, avoiding the possibility of populations of the same breed, which possess specific traits, be discarded during the conservation process. The objective of this study was to assess, using microsatellite markers and mitocondrial DNA, the levels of genetic diversity, phylogenetic relationships and patterns of B. taurus/B. indicus admixture among cattle breeds raised in Brazil. Significant reduction of heterozygosity exists due to withinpopulation inbreeding and to breed differentiation in both subspecies (taurine and zebuine). For the B. taurus breeds, the number of markers that contribute to breed differentiation is larger than for B. indicus. A consistently similar number of alleles were seen in both subspecies for all microsatellites, resulting in close estimates of power of paternity exclusion. Four creole breeds were the most genetically diverse followed by the B. indicus breeds, the two specialized B. taurus breeds and the creole Caracu. Pairwise genetic differentiation were all significant, indicating that all breeds can be considered as genetically independent entities. A STRUCTURE based diagram showed introgression in both directions, i.e. of B. indicus genes in the local creole breeds and vice-versa. In this study was possible to get a comprehensive overview of the genetic structure and diversity of cattle breeds in Brazil, elucidating several questions related with their origin and population structure. A significant amount of genetic variation is maintained in the local cattle populations. Given the costs for long term maintenance of large collections of live animals or cryopreserved samples, this study goes beyond the population level analysis for conservation priority to investigate the composition of Brazilian cattle breeds at the individual level to support the assembly of core collections. Taking into consideration this concept, a practical decision method to prioritize individual animals for conservation has been proposed. This method is based on a combination of the assignment probability to the rightful breed and on two measures of the genetic diversity. Using DNA mitochondrial analysis it was possible to verify that high nucleotide diversity exist in 16 Brazilian bovine breeds validating, in these ways too, the historical data of miscegenation and multiple introductions. A high influence of African breeds was verified in the local genome and the B. taurus base of the Brazilian zebu cattle population, whose maternal lineage has origin in the B. taurus breeds that existed in Brazil previous to its introduction. The genetic data show that Brazilian creole breeds constitute an important and diverse reservoir of genetic diversity for bovine breeding and conservation. The genetic data was able to shed light on a number of issues related to the local breeds origin and structure. The Brazilian creole breeds are all important and viable targets for conservation for they display peculiar traits both phenotypic and of cultural and historical nature that deserve conservation efforts.

Submitted by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-09-12T14:04:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) THAIS MARIA BENTO PIRES LOPA.pdf: 1723701 bytes, checksum: 15bddce3f3af02db9d84d441abc84c12 (MD5) / Approved for entry into archive by Marcos Anselmo (marcos.anselmo@unipampa.edu.br) on 2016-09-12T14:05:02Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) THAIS MARIA BENTO PIRES LOPA.pdf: 1723701 bytes, checksum: 15bddce3f3af02db9d84d441abc84c12 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) THAIS MARIA BENTO PIRES LOPA.pdf: 1723701 bytes, checksum: 15bddce3f3af02db9d84d441abc84c12 (MD5) Previous issue date: 2015-09-15 / As raças sintéticas, oriundas do cruzamento do Bos taurus indicus com Bos taurus taurus, como o Braford, vêm conquistando muitos criadores pela capacidade de adaptação a diversos ambientes, mantendo bom desempenho produtivo e reprodutivo. Atualmente, devido aos altos custos, a busca por eficiência no sistema de produção é crescente e selecionar animais pelo melhor desempenho, priorizando as características de maior retorno econômico, mostra-se de extrema importância. A ferramenta utilizada para aumentar a frequência dos alelos favoráveis numa população é o melhoramento genético. Entretanto, este processo pode levar a alterações significativas na estrutura genética da população resultando num aumento da homozigose, endogamia e diminuição da diversidade genética da população. Esta é muito importante pois otimiza a capacidade de adaptação e chance de sobrevivência, sendo fundamental para manter o progresso genético.. Por estes motivos, é fundamental monitorar a estrutura genética das populações sob seleção para manter baixas as taxas de endogamia e garantir o progresso genético. A partir dessa premissa se objetivou caracterizar a estrutura populacional da raça Braford, com um histórico de seleção de mais de 30 anos, verificando as principais variáveis influenciadas pelas estratégias de seleção como endogamia, tamanho efetivo populacional (Ne) e intervalo de gerações. Verificar o perfil genético dos dez principais touros pais através da comparação das médias das diferenças esperadas na progênie (DEPs) dos seus descendentes (7.142 filhos) com a população avaliada no programa genético PampaPlus para as características de peso ao nascer (PN), peso a desmama (PD), peso ao sobreano (PS), perímetro escrotal (PE) e para o índice de classificação final do programa (IQG), verificando os níveis médios de endogamia fornecidos pelo programa. O arquivo de pedigree contêm 278.095 informações e os resultados da análise populacional foi obtido através do programa de análise populacional POPREP. O estudo demonstrou que a integridade do pedigree está melhorando no decorrer dos anos, o que beneficia a acurácia das avaliações genéticas. O intervalo médio de gerações foi de 5,8 anos e se observou um gradual aumento da idade média dos pais ao nascimento dos filhos, maior longevidade reprodutiva das matrizes e baixa reposição dos reprodutores. O aumento do coeficiente de endogamia por ano é consideravelmente baixo, 0,000116, porém o número de animais endogâmicos está crescendo com um coeficiente médio de endogamia nos últimos cinco anos (2008 a 2013) de 4,8%, e deve ser monitorado para não afetar o progresso genético da população. O Ne através do censo dos pais e coeficiente de endogamia individual foi de 3.363 e 160 respectivamente, valores estes distantes do limite considerado preocupante, indicando haver variabilidade genética. No perfil genético dos touros pais se observou superioridade em 50% dessas linhagens mostrando progresso genético dentro da raça. O nível médio de endogamia dos descendentes apurado (0,0085) indica que os criadores ainda podem utilizar a genética destas linhagens, pois há diferenças entre elas. O aumento do número de criadores e de animais registrados indica expansão da raça, porém apenas 30% dos criatórios de Braford fazem avaliação genética. Concluindo-se que muito ainda pode ser feito no melhoramento genético do Braford, pois os parâmetros populacionais encontram-se preservados e os ganhos genéticos podem ser incrementados através de um trabalho de seleção orientado. / Synthetic breeds produced by crossing Bos taurus indicus and Bos taurus taurus, as the Braford, have gained many breeders due to their resilience to perform under harsh environments and good productive and reproductive performance. Currently, due to high production costs, the search for efficiency in beef cattle production systems is increasing and selection of animals for performance, prioritizing traits of higher economic value has proved to be extremely important. The tool used to increase the frequency of favorable alleles in a population is the genetic improvement. However, this process can lead to significant changes in the genetic structure of populations resulting in increased homozygosity, inbreeding and reduction of genetic diversity, which is very important to optimize the adaptability and allow sustained genetic progress. For these reasons, it is essential to monitor the genetic structure of populations under selection in order to maintain low inbreeding rates and ensure genetic progress. Given this premise, the main goal of this work was to characterize the population structure of Brazilian Braford breed included in its studbook in order to quantify the variables that might be influenced by the selection strategies such as inbreeding, effective population size (Ne) and generation interval; assess the genetic profile of the top ten Braford bulls by comparing the averages of expected progeny differences (EPDs) with the population evaluated in the genetic program PampaPlus for birth weight (BW), weaning weight (WW), yearling weight (YW), yearling scrotal (SC), final index ranking (FIR) and the average levels of inbreeding provided by the program. The pedigree file containing 278,095 records was analyzed and the parameters were computed using the program POPREP. The study showed that pedigree integrity is improving over the years, which benefits the accuracy of genetic evaluations. The average generation interval was 5.8 years and it was observed a gradual increase in the average age of parents at the birth of their progeny, an increase in reproductive longevity of dams and low sire replacement. The increase in the inbreeding coefficient over the years is considerably low (F = 0.000116, but the number of inbred animals is growing with an average coefficient of inbreeding in the last five years years (2008 to 2013) of 4.8% and it should be monitored in the population to not affect the genetic progress. The effective population size calculated trough the census of parents and individual inbreeding coefficient were 3.363 and 160 respectively, being distant from the limit considered dangerous and indicating the existence of good genetic variability for effective selection. The genetic profile of the ten main bulls showed superiority in 50% of the lines indicating genetic progress within the breed. The progenies´ inbreeding coefficient (F = 0.0085) indicates that breeders can use these genetic lines since there are genetic variation among them. The increase in the number of breeders and purebred animals indicates expansion of the breed. Notwithstanding, only 30% of the Braford breeders are enrolled in the Braford improvement program. In conclusion, the Braford population studied has plenty of genetic variation to be used in selection and there is a good potential of genetic gains to be achieved through genetic improvement programs.