UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP CÂMPUS DE JABOTICABAL GENETIC ANALYSIS OF FEET AND LEGS IN NELORE CATTLE Giovana Vargas Zootecnista 2015 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP CÂMPUS DE JABOTICABAL GENETIC ANALYSIS OF FEET AND LEGS IN NELORE CATTLE Giovana Vargas Orientador: Dr. Roberto Carvalheiro Coorientadores: Prof. Dr. Danísio Prado Munari Dr. Haroldo Henrique de Rezende Neves Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Unesp, Câmpus de Jaboticabal, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Genética e Melhoramento Animal 2015 Vargas, Giovana V297g Genetic analysis of feet and legs in Nelore cattle / Giovana Vargas. – – Jaboticabal, 2015 vii, 43 p. : il. ; 29 cm Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2015 Orientador: Roberto Carvalheiro Banca examinadora: Idalmo Garcia Pereira, Fernando Sebastián Baldi Rey Bibliografia 1. Feet and legs. 2. Inferência Bayesiana 3. Single step GBLUP. I. Título. II. Jaboticabal-Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. CDU 636.082:636.2 Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação – Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal. DADOS CURRICULARES DO AUTOR Giovana Vargas, nascida em Jaboticabal – SP, no dia 27 de janeiro de 1988, filha de Cleyton Vargas e Márcia Fátima Paula Rodrigues Vargas, Zootecnista formada pela Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Câmpus de Jaboticabal. Durante o período de graduação foi bolsista PIBIC sob orientação do Prof. Dr. Danísio Prado Munari. Em março de 2013, ingressou no Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento Animal da mesma faculdade, inicialmente como bolsista CAPES e posteriormente FAPESP, sob orientação do Dr. Roberto Carvalheiro e coorientação do Prof. Dr. Danísio Prado Munari e Dr. Haroldo Henrique de Rezende Neves. “Só existem dois dias no ano que nada pode ser feito. Um se chama ontem e o outro se chama amanhã, portanto hoje é o dia certo para amar, acreditar, fazer e principalmente viver.” Dalai Lama Aos meus amados pais, Cleyton e Márcia. Dedico. AGRADECIMENTOS À meu orientador Dr. Roberto Carvalheiro, pela dedicação, ensinamento, apoio e confiança, que contribuíram muito para o desenvolvimento do presente trabalho e para meu aprendizado profissional e pessoal. À meus coorientadores Prof. Dr. Danísio Prado Munari e Dr. Haroldo Henrique de Rezende Neves, pela paciência, disponibilidade, auxílio, dedicação e todo o conhecimento que me foi passado. À minha família que sempre me incentivou e encorajou a nunca desistir e sempre seguir em frente. À Deus que sempre está presente em meus pensamentos e orações. À CRV Lagoa por conceder os dados utilizados no presente trabalho. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP - processo nº 2013/25312-5) pelo apoio financeiro e institucional, que possibilitou a execução deste trabalho. À FAPESP (processo nº 2009/16118-5) pelo apoio financeiro no processo de genotipagem dos animais avaliados neste trabalho. i SUMÁRIO Página RESUMO .............................................................................................................................. i ABSTRACT ......................................................................................................................... ii CAPÍTULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS ................................................................. 1 1. REVISÃO DE LITERATURA ...................................................................................... 2 1.1. Característica Aprumo ....................................................................................... 2 1.2. Estudos De Associação Genômica Ampla .................................................... 6 2. OBJETIVO .................................................................................................................... 7 3. REFERÊNCIAS ............................................................................................................ 7 CHAPTER 2 - GENETIC ANALYSIS OF FEET AND LEGS IN NELORE CATTLE . 11 1. INTRODUCTION ........................................................................................................ 12 2. MATERIALS AND METHODS ................................................................................. 13 3. RESULTS AND DISCUSSION ................................................................................. 17 4. CONCLUSION............................................................................................................ 22 5. REFERENCES ........................................................................................................... 22 CHAPTER 3 – GENOME-WIDE ASSOCIATION OF FEET AND LEGS IN NELORE CATLE ............................................................................................................................... 26 1. INTRODUCTION ........................................................................................................ 27 2. MATERIALS AND METHODS ................................................................................. 28 3. RESULTS AND DISCUSSION ................................................................................. 32 4. CONCLUSION............................................................................................................ 39 5. REFERENCES ........................................................................................................... 39 ii GENETIC ANALYSIS OF FEET AND LEGS IN NELORE CATTLE RESUMO - O objetivo deste estudo foi estimar os componentes de variância para a característica aprumo em bovinos da raça Nelore, e realizar estudos de associação genômica ampla para identificar possíveis regiões genômicas relacionadas com sua expressão. Os registros de aprumo foram obtidos pela atribuição de escores visuais em dois momentos diferentes: FL1) característica binária medida ao sobreano, com o objetivo de identificar se o animal apresenta (FL1=1) ou não (FL1=0) defeito de aprumo; FL2) escores de aprumo variando de 1 (menos desejável) a 5 (mais desejável), foram designados aos animais top 20% para o índice de seleção adotado pelo programa de melhoramento genético de bovinos de corte PAINT (CRV Lagoa), e foram medidos em torno de 2 a 5 meses após a avaliação de sobreano. As características FL1 e FL2 foram avaliadas em conjunto com peso ao sobreano (YW). Os componentes de variância e covariância e os valores genéticos foram estimados por inferência Bayesiana, por meio de modelo animal bi-característica (três análises: FL1-FL2, YW-FL1 e YW-FL2). O estudo de associação genômica ampla (GWAS) para FL1 e FL2 foi realizado utilizando o método weighted single-step GBLUP, a partir do qual foram estimados os efeitos dos SNPs. As janelas top 10 de 1 Mb que explicam a maior proporção da variância genética foram observadas para cada característica. As médias (erros padrão) a posteriori das estimativas de herdabilidade foram iguais a 0,18 (0,04) e 0,39 (0,07), para FL1 e FL2, respectivamente. A estimativa de correlação genética entre FL1 e FL2 (-0,47) foi de moderada magnitude e negativa, conforme esperado, considerando que o escore de classificação que favorece cada característica corresponde a valores numéricos atribuídos em sentidos opostos. A correlação genética estimada entre FL2 e YW (0,39) sugere que a média do peso ao sobreano da população em estudo não é alta a ponto de causar associação negativa com a qualidade de aprumo. Os valores de tendência genética estimados para FL1 e FL2 (- 0,043 e 0,021 desvio-padrão genético/ano, respectivamente) foram favoráveis e indicam que a estratégia de descarte independente para problemas de aprumo está contribuindo para o progresso genético destas características na população em estudo. A proporção da variância explicada pelas janelas top 10 foi igual a 8,96% para FL1 e FL2. Importantes regiões genômicas foram identificadas nos cromossomos: BTA 1, BTA 2, BTA 6, BTA 7, BTA 8, BTA 10 e BTA 14 para FL1; e BTA 1, BTA 7, BTA 10, BTA 11, BTA 18, BTA 20, BTA 22, BTA 28 e BTA 29 para FL2. A janela 64 do BTA 8 e 40 do BTA 22 explicaram a maior proporção da variância para FL1 e FL2, respectivamente. Os cromossomos BTA 2, BTA 8 e BTA 11, apresentaram importantes genes candidatos para aprumo em bovinos Nelore: cytochrome b reductase 1, cathepsin L, interleukin - 1 beta e interleukin - 1, alpha. Palavras chave: aprumo, correlação genética, cromossomo, inferência Bayesiana, single step GBLUP, tendência genética