Biotecnologia no Melhoramento Animal

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Biotecnologia no Melhoramento Animal

• Dionéia Magda Everling
• Doutoranda em Zootecnia
• Melhoramento Genético

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O que é isso???

• É qualquer técnica que utilize organismos vivos
  ou suas partes, para fazer ou modificar produtos,
  melhorar plantas ou animais ou desenvolver
  microorganismos para usos específicos.

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Amplificação reprodutiva

• Reprodução animal Limitação na capacidade
  natural na reprodução
• Capacidade de serviço
• Produção e qualidade de sêmen
• Número de progênie por reprodutoras

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Inseminação Artificial

• Processo de espermatogênese
• Bovinos 61 dias
• Eqüinos 55 dias
• Ovinos 47 dias e
• Suínos 39 dias
• Fatores que afetam a produção de espermatozóides
• Idade
• Ambiente
• Níveis hormonais
• Tamanho do testículo

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Etapas da Inseminação Artificial

• Seleção de machos
• Informações sobre os animais ( DEP)
• Coleta do sêmen
• Vagina artificial
• Eletro ejaculação
• Métodos manuais
• Avaliação do sêmen
• Motilidade
• Concentração
• Morfologia
• volume
• Diluição do sêmen
• Utilização do sêmen
• Fresco
• Refrigerado
• Congelado

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(No Transcript)
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Usos da Inseminação Artificial

• Melhoramento genético
• Diminuir a relação macho/fêmea
• Organização de Testes de progênie
• Acasalamento em diferentes raças
• Absorção de raças que se deseja criar
• Conservação de raças em perigo de extinção
• Controle de doenças
• Eliminação de custos de produção e manutenção de
  machos no estabelecimento
• Facilidade de coletas de dados sobre paternidade
• Disseminação de genes superiores de animais
  corretamente avaliados que levam ao aumento de
  produção

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Transferência de embrião (TE)

• Definição Implantar em fêmeas receptoras
  embriões produzidos por fêmeas doadoras (0 até 30
  Embriões)
• No que consiste a TE???
• Estimulação hormonal superovulação
• Inseminação Artificial ou fecundação Natural
• Coleta e armazenamento de embriões
• Preparação das receptoras e transferência

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ETAPAS DA TE

• Seleção de doadoras para TE
• Machos e fêmeas com genótipo comprovadamente
  superiores
• Escolha das características a serem melhoradas
• Escolha das receptoras
• Aspectos sanitários
• Superovulação
• Resposta das doadoras ( 10 -15 não respondem)
• Hormônio mais utilizado FHS

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ETAPAS DA TE

• Inseminação Artificial
• 7 dias após o inicio da superovulação
• Utiliza-se sêmen congelado.
• Coleta de embriões
• 6-7 dias após a IA
• Recuperação de embriões (transcervical)
• PBS a 25C, Ph 7,2
• Sonda de coleta, fixada num dos cornos
• Taxa embrião x corpo lúteo 70

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Etapas da TE

• Isolamento e classificação de embriões
• Avaliação morfológica microscopia óptica
• Observa-se
• Tamanho
• Forma
• Cor
• Citoplasma
• Membrana pelúcida e vesículas
• 6 categorias ( excelente e não fecundado)

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Etapas da TE

• Estocagem de embriões
• Objetivo Manter a viabilidade dos embriões por
  varias horas ou dias fora do trato reprodutivo da
  fêmea
• A fresco fêmeas aptas a transferência.
• Congelado (Crio preservação) glicerol,
  etileno-glicol, ISOCRIOGEN.
• Técnicas de descongelamento Banho maria,
  re-hidratação

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Etapas da TE

• Sincronização do ciclo estral das receptoras
• Objetivo conseguir que as fêmeas estejam em cio
  no momento desejado tanto para a IA como TE.
• Melhora as chances de implantação, melhora a taxa
  de prenhes
• Hormônios utilizados prostaglandina,
  progestagenos.

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Etapas da TE

• A transferência do embrião (inovulação)
• Objetivo Posicionar o embrião no útero da
  receptora
• Técnica Não cirúrgica ( inovulação
  trans-cervical)
• Local da introdução do pailletes corno uterino
  com deposição do embrião na junção
  útero-tubárica.
• Resultado 2 a 3 meses após a TE realiza-se o
  diagnostico de gestação nas vacas receptoras, que
  9 meses após a TE darão origem a animais
  geneticamente semelhantes a progênie das vacas
  doadoras de embriões e aos touros utilizados na
  IA.

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FATORES QUE AFETAM A EFICÁCIA TE

• Resposta individual de cada vaca a estimulação
  hormonal
• Nível técnico da equipe que conduz a TE
• Escolha das técnicas da coleta e TE
• Grau de sincronização do cio entre o ciclo estral
  das fêmeas doadoras e receptoras
• Fertilidade natural das doadoras
• Qualidade do sêmen utilizado
• Qualidade dos embriões
• Nutrição e manejo dos animais
• OBS Embriões normais, equipe capacitada,animais
  saudáveis e em época de ciclo adequados taxa de
  eficiência de 50 .

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USOS da TE

• Obtenção de maior número de progênie de fêmeas de
  alto valor genético
• Expansão rápida de núcleos de vacas selecionadas
• Controle na transmissão de doenças
• Comércio de embriões
• Teste de homozigose para genes dominantes.
• Conservação de raças em perigo de extinção, pela
  crio-preservação

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Limitações da TE

• Impacto menor no melhoramento genético do que a
  IA
• Tecnologia complexa e mais cara
• Uso de mão de obra especializada.

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SEXAGEM DE SEMÊN

• Determinação do sexo do espermatozóide Y ou X
• Vantagens
• Melhor programação das populações
• Maior ganho na produção de carne e leite
• Facilidade em direcionar reposição de matrizes
• Ganhos genéticos e redução de tempo na seleção de
  plantéis
• Garantia de acurácia acima de 85 na determinação
  do sexo
• Melhor direcionamento nos testes de progênies
• Poder de decisão passa para as mãos do pecuarista
• A aplicação comercial de sêmen sexado já existe
  no Brasil de 2004.
• Atualmente a acurácia fica em torno de 90 .
• Devido ao alto custo, em relação ao sêmen não
  sexado, recomenda-se utilização de fêmeas com bom
  histórico reprodutivo, e em condições ideais de
  mineralização, vermifugação, vacinação e conforto

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Fertilização IN VITRO

• Definição Embriões são produzidos fora do
  corpo da fêmea
• Etapas
• Coleta de ovócitos na fêmea Laparosopia
• Maturação dos ovócitos in vitro
• Capacitação dos espermatozóides
• Desenvolvimento do embrião até blastocisto.
• Implantaçãoes de embriões nas femeas receptoras.
• OBS Eficiência da técnica até 40 (embriões
  viáveis / ovócito maduro)

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Sexagem de embriões

• É a disponibilidade de embriões cujo o sexo já
  esteja previamente determinado.
• Técnica Amplificação enzimática dirigida de DNA
  ( PCR), com kit comercial.
• Vantagem Produção de machos ou fêmeas de acordo
  com os objetivos da produção
• Desvantagens As técnicas ainda são caras e
  sujeita a erros

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CLONAGEM

• Definição a clonagem é um processo de reprodução
  assexuada, onde são obtidos indivíduos
  geneticamente iguais (microorganismo, vegetal ou
  animal) a partir de uma célula-mãe
• Ocorre de forma natural ano caso de gêmeos
  univitelíneos
• É um meio de propagação comum em plantas,
  bactérias e protozoários
• Ainda não existe comercialmente a venda de
  embriões clonados
• Uso no melhoramento Possibilidade da
  multiplicação de animais geneticamente superiores
  em larga escala.
• Desvantagem no melhoramento genético Perda da
  variabilidade genética, no aspecto de
  resistência a doenças, fatores climáticos

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Animais trangênico

• Definição Possui em seu genoma um DNA estranho
  (de outra espécie geralmente), integrado de forma
  estável, em que se transmite a sua descendência
  de acordo com as leis de genética Mendeliana.
• Técnica micro manipulação ou virus introdução,
  modificação ou inativação de um gene.
• Aplicação no melhoramento aumento de produção
  carne, lã, resistência a doenças, e modificação
  de produtos (maciez da carne, nível colesterol da
  carne, lactose)
• Limitação técnica ainda em desenvolvimento,
  aceitação quanto ao consumo dos produtos, pouco
  connheimento sobre os efeitos na saúde humana.

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Estudo com animais trangênicos

• Suínos bGH ( hormônio de crescimento bovino)
• Vantagens aumento do crescimento aumento na
  conversão alimentar mudança na composição da
  carcaça redução da espessura de gordura
  subcutânea
• Efeitos adversos aumento dos níveis circulantes
  do plasma ( ulceras, artrites problemas
  cardíacos, dermatites e IR pouco tempo de vida)
• Bovino lacto albumina ( proteína humana)
• Esse leite transgênico é mais nutritivo para
  humanos que o leite natural, e poderia ser
  introduzido na alimentação de crianças com
  carência de nutrientes específicos .

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Controle na produção de Animais trangênicos

• Comissão do Codex alimentarius (Lei alimentar ou
  Código alimentar, em latim), estabelecida
  conjuntamente pela FAO (Organização das Nações
  Unidas para a Agricultura e a Alimentação) e pela
  OMS (Organização Mundial da Saúde), está
  trabalhando em colaboração com vários países,
  dentre eles o Brasil, com o objetivo de criar
  normas de aplicação internacional visando a
  segurança de alimentos produzidos a partir desses
  animais.

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MARCADORES GENÉTICOS

• Identificar ou etiquetar alguma coisa
• 1923 feijão com ausência de cor escura no
  tegumento x tamanho do semente seleção de forma
  indireta (tegumento claro marcador
• Qualidade de um bom marcador
• Herdável
• Fácil observação
• Herdabilidade alta
• Intimamente relacionado ao aleloque desejamos
  selecionar
• OBS Essas qualidades tornam mas eficientes a
  seleção indireta
• Os marcadores genéticos podem ser morfológiocos
  e moleculares.

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MARCADORES MORFOLOGICOS

• Fenótipo de fácil identificação
• Normalmente determinada por único alelo.
• Exemplo 1 planta de milho jovem verde clara x
  esterilidade masculina ( fenótipo importante na
  produção de híbrido mas de difícil identificação
  estão em lócus bastante próximos e tem alta
  probabilidade de serem herdados juntos)
• Exemplo 2 cor amarela do milho x teor de
  vitamina (o mesmo alelo para ambas
  características mais fácil selecionara pela cor)
• Limitação dos marcadores morfológicos
• Ocorrência em numero reduzido
• Muitas características de interesse econômico não
  tem marcador morfológico
• Muitos marcadores que apresentam baixa
  herdabilidade

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Marcadores moleculares

• Marcadores de proteínas ( Produtos direto dos
  alelos)
• Marcadores que utilizam o próprio DNA (são os
  próprios genes ou seqüências de DNA situadas
  próxima ao gene de interesse)
• RFLP
• PCR
• AFLP
• Microssatélites

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Marcadores de proteínas -bioquímicos

• Mais comuns isoenzimas ( esterases, fosfatases,
  peroxidases...)
• Procedimento consiste na extração e identificação
  da proteína.
• Exemplo Cevada izoenzima esterase x resistencia
  um virus ( seleção indireta)
• Vantagem
• menor custo
• Codominância identifica homozigotos e
  heterozigotos
• Limitações
• Reduzida variabilidade
• Marcadores em numero reduzido

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Marcadores que utilizam o próprio DNA

• São os próprios genes ou seus vizinhos, isto é
  seqüências de DNA situadas próxima ao gene que se
  deseja marcar
• Vantagens
• Grande variabilidade entre indivíduos
• Numero de marcadores suficientes para marcar
  todos os alelos de todos os genes que se deseja
  marcar.
• Desvantagens
• Técnicas laboratoriais mais caras, que os
  bioquimicos e os morfológicos

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RFLP Significa polimorfismo de comprimentos
defragmentos de restrição (obtidos por corte de
fita dupla deDNA).

• Isolamento do DNA dos indivíduos
• Enzimas de restrição que geram milhares de
  fragmentos
• Separação por eletroforese ( tamanhos das
  seqüências)
• Observa-se polimorfismo entre indivíduos
  diferentes
• Hibridização com DNA marcado radioativamante
  (sonda), P radioativo
• Fotografia do fragmento identificado pela sonda
• Admitindo-se que o fragmento de DNA identificado
  pela sonda esteja intimamante ligado a um alalo
  de interesse, pode se selecionar esse alelo por
  meio desse fragmento. Assim o fragmento RFLP
  funciona como um marcador ou etiqueta do alelo de
  interesse.

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PCR Polymerase Chain Reaction

• Reação de polimerização em cadeia
• É um método utilizado para amplificar, in vitro,
  uma seqüência específica de DNA.
• Ao contrario do RFLP que marca um segmento do
  DNA, ocorre a síntese especifica de certos
  segmentos de DNA.
• Como ocorre?
• Utilização de um pequeno segmento Primer
  (iniciador) de um segmento desejado.
• Vários ciclos geram um número de seqüências
  idênticas de DNA.

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AFLP

• AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism)
  Significa o Polimorfismo de Comprimento de
  Fragmentos Amplificados.
• O AFLP combina a especificidade, resolução e
  poder de amostragem da digestão com enzimas de
  restrição e a praticidade e velocidade do PCR.
• ETAPAS
• Clivagem com 2 enzimas de restrição
• Ligação de adaptadores específicos
• São sintetizados inicializadores complementares
  aos adaptadores
• Amplificação seletiva ( reação de PCR)
• Eletroforese.

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Microssatélites

• Seqüências curtas (300 pb)
• Repetições em tandem (6 a 8 nucleotídeos mais
  comuns TG/AC)
• Mais utilizada em mapeamento genético, devido a
  sua grande

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• P GA

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VP VG VA
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Uso de marcadores no estudo de caracteres
quantitativos

• Caracteres quantitativos
• Controlados por vários genes de pequeno efeito
• Sofrem maior influencia ambiental
• Não se sabe quanto ele contribui para o fenótipo
• QTL Quantitative Trait Loci Locos de um
  caractere quantitativo identificado por
  marcadores moleculares.
• Finalidade determinar quanto de um caractere
  quantitativo é explicada por um ou mais
  marcadores
• Como os caracteres quantitativos são medidos por
  meio de médias os variâncias, pode-se ter idéia
  da porcentagem do fenótipo do caractere que é
  explicado pelo marcador.

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QTL

• São regiões cromossômicas relacionadas com
  variação fenotípicas das características
  quantitativas
• Limitações
• Dificuldade de avaliação dos caracteres
  quantitativos aliados a necessidade de ligação
  dos marcadores com os QTL
• Dificuldade de obtenção dos próprios marcadores
• Estudo difícil e trabalhoso
• Obs Há necessidade de mais pesquisas para tornar
  mais eficientes o emprego dos marcadores
  moleculares no estudo das características
  quantitativas

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(No Transcript)