Evolução da avaliação genética em gado de leite

Autores dos artigo:
Laboratório de Genética Aplicada ao Melhoramento Genético – GAMA – UFPR

Bárbara Mazetti Nascimento – Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Zootecnia da Universidade Federal do Paraná (UFPR)

Rodrigo de Almeida Teixeira – Professor Adjunto do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Paraná (UFPR)

Laila Talarico Dias – Professora Associada do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Paraná (UFPR)

A avaliação genética tem por finalidade estimar o mérito genético dos animais que serão pais da próxima geração, sendo o resultado para gado leiteiro expresso como a Habilidade Prevista de Transmissão (PTA), que corresponde à metade do valor genético do animal. Com base nessa informação, o produtor escolhe os melhores reprodutores e matrizes para o rebanho de acordo com seus objetivos de seleção.

Em bovinos leiteiros, a principal característica avaliada é a produção de leite que só se manifesta nas fêmeas e após a primeira parição, ou seja, apenas parte da população manifesta o fenótipo de interesse, e por isso existem certos desafios para realizar uma avaliação precisa. Uma diferenciação importante que deve ser feita é entre o que é denominado Teste de Progênie e o que é uma Avaliação Genética.

O Teste de Progênie é um caso particular de avaliação genética delineada, onde escolhemos os touros que serão avaliados e distribuímos doses de sêmen desses animais em diferentes rebanhos. O valor genético do candidato a reprodutor é estimado com base no desempenho das suas progênies. Tal teste é pontual, ou seja, os touros são avaliados dentro de uma bateria de teste e as avaliações obtidas não devem ser utilizadas para comparar com outros touros que não participaram daquela edição do teste de progênie. Embora seja eficiente, esta metodologia apresenta custo elevado e aumenta o intervalo entre gerações, o que é indesejável.

Já, em relação à Avaliação Genética, conhecida pela divulgação de sumários de reprodutores, temos um caráter contínuo. Ou seja, os animais avaliados em um ano, passam a incorporar a base de dados que será utilizada para estimar os valores genéticos dos animais nos anos seguintes.

Os programas de melhoramento genético que são definidos para atender grupos de criadores e seus objetivos de seleção utilizam informações históricas de dados de produção e genealogia. A metodologia utilizada para reunir tais informações evoluiu muito ao longo dos anos. Nesse sentido, apresentamos a seguir uma breve descrição de tal transformação dos métodos de avaliação.

A avaliação genética tem por finalidade estimar o mérito genético dos animais que serão pais da próxima geração

Um dos primeiros métodos utilizados foi a Comparação Mãe e Filha. Neste método o mérito genético é estimado por meio da comparação entre a produção da vaca e da sua filha. Porém, a genitora e as suas filhas apresentam produção em anos e condições ambientais diferentes. Em muitas situações, as mães são descartadas antes de se obter as medições da produção de suas filhas. Portanto este método era impreciso para contabilizar importantes diferenças ambientais.

A primeira evolução da metodologia de avaliação foi adotada pelo método da Comparação entre Companheiras de Rebanho com o objetivo de diminuir o efeito do ambiente na produção de leite ao se comparar vacas submetidas às mesmas condições ambientais. Este método foi bastante utilizado por sua simplicidade de implementação, porém, este ainda não permitia comparar geneticamente animais de diferentes rebanhos.

A comparação de animais entre rebanhos só foi possível a partir da utilização do método BLUP, que significa Melhor Preditor Linear não Viesado (Best Linear Unbiased Prediction). Ele permite estimar os valores genéticos de todos os animais que estiverem na matriz de parentesco. Além da comparação de animais de diferentes rebanhos, o método atual de avaliação permite a estimar os valores genéticos de animais que expressam seus fenótipos em diferentes épocas. Essas vantagens permitem identificar animais superiores independentemente do rebanho onde estejam e calcular a tendência genética das características ao longo das gerações, servindo para monitorar os objetivos de seleção. Porém, a capacidade computacional para essas análises é elevada e, por essa razão, apenas a partir da década de 1980 passou a ser utilizada em maior escala.

Em relação à característica avaliada, a partir de 1992, os programas de melhoramento de gado leiteiro passaram a utilizar os chamados Test Day Models, ou que consideram a Produção de Leite no Dia do Controle. Nesse caso, mesmo lactações incompletas podem ser consideradas para a avaliação genética.

Através do test-day model, as vacas podem ser avaliadas mais cedo possibilitando a tomada de decisão quanto à seleção já no início da lactação. O uso dos controles mensais aumenta a precisão das avaliações e a acurácia na avaliação dos touros, pois mais dados de suas filhas podem ser utilizados.

Atualmente, a utilização de marcadores moleculares tem sido o foco de estudo no mundo todo. A primeira avaliação genômica oficial divulgada pelo USDA ocorreu no ano de 2009. Nesse tipo de estudo utiliza-se a metodologia BLUP da mesma forma que na avaliação genética clássica. Trata-se de uma abordagem da genética quantitativa utilizando-se as informações moleculares principalmente para aperfeiçoar a precisão da matriz de parentesco que é substituída pela matriz de parentesco genômico e, com isso melhorar a acurácia das estimativas de valores genéticos.

A identificação de genes importantes para expressão de determinadas características é fundamental em diversos estudos, porém um fator complicador no caso das características produtivas é que elas são determinadas por muitos genes. Em geral, cada um dos genes tem um pequeno efeito sobre a característica e o fenótipo é resultado da soma desses pequenos efeitos, ou seja, precisamos identificar várias regiões genômicas de interesse, conhecidas por QTLs.

A metodologia de utilização de marcadores genéticos evoluiu no sentido de aumentar a abrangência de cobertura do mapa genômico de cada espécie e, com isso, diminuir os custos de identificação de cada marcador. Isso é possível atualmente pela utilização de Marcadores de Base Única, chamados marcadores SNP que são abundantes no genoma em frequência tão alta que invariavelmente alguns destes estão em regiões próximas aos QTLs e por tal proximidade segregam conjuntamente com as regiões do QTL identificando-os com boa precisão.

A prospecção de marcadores SNP relevantes para cada característica e para cada espécie animal é realizada com painéis de marcadores utilizados nos estudos de associação genômica ampla (GWAS) que mapeiam todo o DNA do animal. Após esta etapa inicial de identificação dos principais marcadores SNP associados às características de interesse, utilizamos um filtro para escolher os marcadores que serão considerados para a estimação dos valores genéticos genômicos e, consequentemente realizar a seleção genômica.

Essa metodologia permite a escolha com maior precisão tourinhos jovens para a reprodução e é vantajosa principalmente na seleção de características com herdabilidade baixa-moderada e que são de expressão limitada ao sexo, como é o caso da produção de leite.

A evolução das metodologias de avaliação genética em gado de leite é notável e constante o que tem contribuído para o progresso genético dos rebanhos leiteiros dos principais programas de melhoramento genético do mundo.