O Melhoramento Genético de Vacas Leiteiras em Três Tempos - Parte 2

Essa discussão é fundamentada em artigos da literatura internacional.

Amanhã

Para aumentar ao máximo o ganho genético em produtividade e lucro, todas as características que normalmente compõem estes fatores devem ser melhoradas simultaneamente, embora isto não seja sempre possível, por causa da dificuldade em ponderar fatores e correlações genéticas antagônicas entre características. Além do mais, a inclusão de muitas características num objetivo de seleção pode confundir e reduzir a capacidade seletiva nas características mais importantes. Um mecanismo potencial para superar tais desvantagens é a utilização de índices de seleção gerais ou índices customizados às necessidades do cliente (criador ou laticínio), cuja soma linear iguala-se ao objetivo total de melhoramento.

Os produtores, reagindo às demandas de mercado ou às necessidades individuais de rebanho, podem atribuir maior ênfase em índices individuais dentro da meta geral de melhoramento. No entanto, para alcançar ganho genético num programa de melhoramento, fatores de ponderação adequados devem ser aplicados à cada característica; a presença de variação genética em cada característica e as diferenças em mérito genético entre indivíduos devem ser facilmente quantificadas, seja diretamente ou indiretamente por medidas de características correlacionadas. Além disso, o intervalo de gerações, isto é a idade média dos pais quando a progênie nasce, de cerca de 7-8 anos para bovinos leiteiros, e as condições econômicas, sociais e do ambiente a longo prazo devem ser preditas eficientemente para quantificar e ponderar apropriadamente os fatores para cada característica que afete o lucro da fazenda.

No entanto, o maior obstáculo para o ganho genético em algumas características é a incapacidade de identificar diferenças genéticas entre animais por um custo razoável. As provas baseadas em testes de progênie são usadas na maioria dos programas de melhoramento para gado leiteiro, nas quais as filhas dos reprodutores são comparadas com suas contemporâneas e obtêm-se estimativas do mérito genético dos touros.

O teste de progênie e seu uso extensivo são caros e também não possibilitam que dados de algumas características associadas com saúde e bem-estar, assim como a eficiência de produção e qualidade de leite, sejam adequadamente avaliadas. Por exemplo, o consumo alimentar residual, definido como a diferença entre o consumo observado de energia e o requerimento de energia, pois o seu cálculo depende da informação de consumo alimentar, que é difícil e cara de medir em larga escala, como seria exigido para prova de progênie ou num esquema de touro referência.

Os avanços no seqüenciamento e mapeamento comparativo do genoma bovino vêm reduzindo os custos de genotipagem, o que possivelmente irão alterar drasticamente os programas tradicionais de melhoramento de bovinos, pois indubitavelmente estas tecnologias serão exploradas. A identificação de locos relacionados às características quantitativas (QTLs) e sua incorporação em programas de melhoramento, seja como uma ferramenta de busca contra indivíduos com alelos deletérios e desfavoráveis ou uso na seleção assistida por marcadores/genes, deverão proporcionar aumento no ganho genético, principalmente por aumento na acurácia de seleção em idade mais jovem.

Os benefícios da seleção assistida por marcadores deverão ser observados principalmente para as características que são pouco herdáveis, àquelas somente observadas em fêmeas (por exemplo: lactação), as quais levam longo tempo ou são caras para medir (por exemplo: fertilidade, consumo alimentar, propriedades de coagulação de leite). Vários QTLs foram identificados para a produção de leite, fertilidade entre outros. Não obstante, a seleção assistida por marcadores ou por genes não tem sido extensamente usada nos programas de melhoramento genéticos em bovinos leiteiros.

A incorporação de QTLs num programa de melhoramento é dependente do conhecimento da proporção que o QTL explica da variação na característica (características) de interesse. No entanto, a maioria das características se adequa à herança poligênica e ao modelo infinitesimal, implicando que um grande número de locos, cada com um efeito individual muito pequeno, impactam na variação genética de uma característica. A seleção genômica usando mapas densos de marcadores moleculares é uma estratégia alternativa na qual o genoma do indivíduo é dividido em milhares de segmentos e são estimados os efeitos dos haplótipos numa população de "referência".

Os embriões ou indivíduos recém-nascidos poderão ser genotipados e a soma dos efeitos dos haplótipos, se estatisticamente significativo ou não, seriam calculadas para fornecer precoce e com maior confiança, a estimativa do valor genético desse indivíduo. Existem relatos de que a acurácia das estimativas dos valores genéticos (EBVs) derivada de mapas densos de marcadores moleculares podem ser tão alto quanto 0,80 ao nascimento, para características moderadamente herdáveis. Além do mais, por causa da maior acurácia dos EBVs, maior intensidade de seleção genética pode ser adotada, quando se combinam maior acurácia de seleção e menor intervalo de gerações, resultando em maior ganho genético em produtividade e lucro.

Os programas atuais de melhoramento animal dentro de raça geralmente exploram apenas a variação genética aditiva. No entanto, o uso de mapas densos de marcadores também pode facilitar o maior entendimento dos efeitos de epistasia (interações entre locos) que podem ser explorados em programas de acasalamento especialmente em fazendas que adotam um programa de cruzamentos entre raças.

Efeitos do ambiente permanente, fatores que efetuam o desempenho de um animal ao longo de sua vida, podem explicar mais variação em desempenho entre animais que efeitos genéticos aditivos. Neste sentido, pouco é conhecido sobre o processo biológico que contribui aos efeitos de ambiente permanente, e tão pouco mais pesquisas foram realizadas para tentar explorar tais efeitos em sistemas modernos de pecuária. Por exemplo, o efeito significativo do pré-parto sobre o desempenho subseqüente de animais lactantes foi relatado em vacas leiteiras, embora os efeitos fossem biologicamente pequenos.

Não obstante, porque efeitos de epigenética não alteram a seqüência de DNA, o seqüenciamento do genoma não fornecerá qualquer indicação da expressão do gene. No entanto, um transcriptoma pode fornecer um modo para medir a expressão do gene numa idade jovem que pode ser incorporada em sistemas de avaliação genética, ajudando a explicar uma maior proporção das diferenças fenotípicas entre animais. Muitos dados colecionados em fazendas são geralmente utilizados para fomentar a base de dados administrada nacionalmente ou por segmentos da pecuária (por exemplo, as sociedades de raça, centrais de IA).

Na estimação do mérito genético usando BLUP, fatores ambientais sistemáticos (por exemplo: o rebanho) e efeitos genéticos são simultaneamente estimados e ajustados para a análise. As soluções obtidas pelas análises podem fornecer aos fazendeiros individualmente informações para "benchmarking", independente de todos os outros fatores confundidos no modelo de avaliação.

Por exemplo, um retrato da lactação para concentração de proteína de leite pode ser estimado e poderia ser comparado com rebanhos contemporâneos os quais podem ser usados como um indicador de nutrição (por exemplo, manejo de pastagens) em períodos diferentes do ano em relação a outros fazendeiros. Além do mais, incorporando ferramentas de apoio de decisão como informação nos algoritmos de aconselhamento para acasalamentos de touros, assim como talvez definir requerimento alimentar para cada animal baseado em mérito genético individual, podendo assim aumentar produtividade e lucro.

Independentemente de ser usado num programa de melhoramento ou não, a genética molecular, incorporando ferramentas tais como transcriptomas, metabolomas e proteômas, também fornecem uma ferramenta no entendimento da expressão e caminhos biológicos que governam as características que afetam a produtividade e lucro, além ainda de como a expressão destes genes é influenciada por nutrição (isto é nutrigenomas) ou outras influências. O entendimento destes caminhos fornecerá um ambiente crítico dos fenômenos biológicos, assim como determinará medidas apropriadas para explorar estes caminhos.

Embora não seja uma ferramenta genética por si, a "sexagem" de sêmen é uma ferramenta que pode aumentar o índice de disseminação dos genes superiores numa população, aumentando assim, o índice de ganho genético em produtividade e lucro. Os fatores que limitam atualmente o uso comum e projeção do sêmen sexado são: o longo tempo necessário em classificar o sêmen, o maior custo e os índices reduzidos de concepção, comparados com sêmen não sexado.

O sêmen sexado tem o potencial de aumentar o lucro de fazenda por aumento no ganho genético, desde que apenas as vacas superiores necessitem ser acasaladas usando sêmen sexado para fêmea, gerando as fêmeas de reposição e manutenção do rebanho leiteiro. As vacas restantes podem ser acasaladas com sêmen sexado para macho, para produzir bezerros de corte que possuem maior valor comercial. Além do mais, o uso de sêmen sexado para fêmea, facilita a geração de fêmeas adicionais, e permite expandir rapidamente o rebanho, especialmente se a fertilidade de rebanho é ruim.

A produção de fármacos nas glândulas mamárias de animais transgênicos foi relatada em 1987. Embora a maioria de pessoas continue a associar engenharia genética e animais transgênicos com a produção de fármacos, a engenharia genética também tem potencial para modificar a composição de leite, melhorar sua qualidade nutritiva ou melhorar a eficiência de processamento. Acredita-se que há aumento de 8 a 20% em beta-caseína e dos níveis de capa-caseína em vacas leiteiras transgênicas. No entanto, o custo atual de produzir animais transgênicos é proibitivamente alto, devido a uma combinação de razões, incluindo a pequena sobrevivência do embrião, baixo índice de incorporação do gene e pequena ação do gene transferido.

Embora a engenharia genética possa ser usada para melhorar a produção de leite, o desempenho e eficiência reprodutiva, a manutenção da glândula mamária como uma "fábrica" de fármacos, devido a sua capacidade relativamente grande para produção de proteína e facilidade de retirada do produto, possivelmente permanecerá na formação de transgênicos no futuro.

Considerações

A genética tem sido o maior contribuinte no crescimento da produtividade em sistemas de produção leiteiros, embora tenham acarretado efeitos desfavoráveis em algumas características funcionais, que desgastaram parte dos ganhos em lucro total. Os objetivos de melhoramento, no entanto, devem ser mais abrangentes para características não produtivas, pois a maioria dos programas de melhoramento apresenta deterioração contínua, embora a uma velocidade mais lenta ao longo do tempo, sobre a fertilidade.

As ferramentas de medida estão disponíveis ou sendo desenvolvidas para quantificar, usando tecnologia largamente empregada com potencial alto e custo baixo, medidas de qualidade de leite tal como a caseína, a uréia, os ácidos graxos livres, lactoferrina e teor individual de ácidos graxos. No entanto, sem o incentivo dado pelos processadores ao melhoramento destes componentes do leite, pouco progresso deverá ser esperado, que não seja por respostas correlacionadas aos objetivos de seleção. O uso da genética molecular poderá aumentar o ganho genético nos programas de melhoramento, selecionando animais para produtividade e lucro.

No entanto, a menos que se ponderem corretamente os fatores das características incluídas no objetivo de melhoramento, os ganhos nos objetivos de seleção não poderão ser ótimos. Os principais benefícios da genômica serão para as características que são limitadas ao sexo, pouco herdáveis, que necessitem de longo tempo para serem avaliadas ou difíceis de mensurar e/ou de grande valor econômico e ambiental, e/ou com importância social. Não obstante, para se atingir o máximo em ganho genético em produtividade, os produtores leiteiros precisarão ser recompensados financeiramente por seus esforços.