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Genética e melhoramento animal

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**# Sistemas de acasalamento

## Endogamia
Acasalamento entre indivíduos proximamente **aparentados** com seus ancestrais; média de parentesco maior que a existente entre os indivíduos da população.

A endogamia gera **consanguinidade!!!**

## Exogamia
Compreende o acasalamento entre indivíduos pertencentes a populações **não** estreitamente **aparentadas.**

A exogamia é amplamente utilizada para se obter as vantagens da **heterose ou vigor híbrido!!!**

# Endogamia

– O estudo da endogamia surge devido ao fato de ocorrer na população, **acasalamentos entre indivíduos que sejam parentes**, ou seja, possuem pelo menos um ancestral comum.

– É um sistema de acasalamento em que os indivíduos apresentam um grau de parentesco superior a média da população.

– Exemplo: Acasalamento entre pai e filha (**v1** ou **o,5** ou **50%** é o grau de parentesco).

Endogamia
O acasalamento endogâmico não cria novos alelos, porém altera
as frequências dos genótipos dos indivíduos da população
endogamia
exogamia

Acasalamento entre pai e filha gerou um novo gene causador de uma anomalia

?

# Endogamia gera consanguinidade

– A **consanguinidade** aumenta a homozigose, reduz a heterozigose; assim, aumenta as chances de genes recessivos, que estavam encobertos nos heterozigotos, se expressarem.

– Consequências da endogamia: redução do valor fenotípico médio, em especial sobre a reprodução, sobrevivência e vigor dos animais.

– Essas consequências resultam de um fenômeno chamado depressão endogâmica.

# Coeficiente de parentesco

É a probabilidade de que DOIS INDIVÍDUOS apresentem alelos idênticos por serem cópias de um ascendente comum.

1: Meios-irmãos (um ancestral comum)

Meios-irmãos têm probabilidade de terem 25% de genes idênticos.

# Coeficiente de parentesco

2: Irmãos completos
(dois ancestrais comuns)

Image

Irmãos completos têm probabilidade de terem 50% de genes idênticos.

3: Primos primeiros simples
(dois avós em comum)

Image

primos primeiros têm probabilidade de terem 12,5% de genes idênticos.

# Coeficiente de parentesco
x
Coeficiente de endogamia

# Coeficiente de endogamia

É a probabilidade de UM INDIVÍDUO apresentar 2 alelos idênticos (homozigoto recessivo) por serem cópias de um ascendente comum.

– \( F_{(X)} = \sum \left( \frac{1}{2} \right)^{n_1 + n_2 + 1} \cdot (1 + F_{Anc}) \)

– \( F_{(X)} \) é o coeficiente de endogamia do indivíduo X;

– \( n_1 \) é o número de gerações partindo de um dos pais até o ancestral comum;

– \( n_2 \) é o número de gerações partindo do outro pai até o ancestral comum;

– \( F_{Anc} \) é o coeficiente de endogamia do ascendente comum;

– \(\sum\) é a soma de \((V_2)_{11+n_2+1}\) (\(1+F_{Anc}\)) para cada ascendente comum.

# Coeficiente de endogamia

– Quando o animal não tem ancestral com grau de endogamia:

\[F_{(X)} = \sum \left(\frac{1}{2}\right)^{n_1+n_2+1}.\]

—

\[(F_{Anc} = 0)\]

# Coeficiente de endogamia

Exemplo 1:

\[\begin{array}{c}
\text{D} \\
\downarrow \\
\text{A} \\
\end{array}\]

\[\begin{array}{c}
\text{E} \\
\downarrow \\
\text{B} \\
\end{array}\]

Quero saber o coeficiente de endogamia do indivíduo X:

\[F_{(X)} = \sum \left(\frac{1}{2}\right)^{n+1+n+2+1}\]

\[F_{(X)} = \sum \left(\frac{1}{2}\right)^{1+1+1}\]

\[F_{(X)} = \left(\frac{1}{2}\right)^3\]

\[F_{(X)} = \frac{1}{8} = 0,125\]

—

**Interpretação:** O indivíduo X tem probabilidade de apresentar 12,5% a mais de locos em homozigose em relação a indivíduos não-endogâmicos.

# Coeficiente de endogamia

**Exemplo 2:**

\[\mathbf{F}_{(X)} = \sum \left( \frac{1}{2} \right)^{n+1+n^2+1}\]

Quero saber o coeficiente de endogamia do indivíduo \( X \):

\[F_{(X)} = \left( \frac{1}{2} \right)^{n+1+n^2+1} + \left( \frac{1}{2} \right)^{n+1+n^2+1}\]

\[F_{(X)} = \left( \frac{1}{2} \right)^{1+1+1} + \left( \frac{1}{2} \right)^{1+1+1}\]

\[F_{(X)} = \frac{1}{8} + \frac{1}{8} = \frac{1}{4} = 0,25\]

—

A B A B

**Interpretação:** O indivíduo \( X \) tem probabilidade de apresentar 25% a mais de locos em homozigose em relação a indivíduos não-endogâmicos.

# Coeficiente de endogamia

– Quando o ancestral comum (responsável pelo parentesco entre os pais) também for endogâmico, a probabilidade de que os alelos presentes nos gametas dos dois progenitores sejam idênticos por descendência é aumentada.

– Nesse caso é necessário incluir uma correção apropriada para o coeficiente de endogamia do ancestral comum, ou seja o \( F_{\text{ANC}} \neq 0 \).

\[F_{(x)} = \sum \left(\frac{1}{2}\right)^{n_1 + n_2 + 1} \cdot (1 + F_{\text{ANC}})\]

# Coeficiente de endogamia

**Exemplo 3:**

– **E**
– **H**
– **X**

\[F_{(X)} = \sum \left( \frac{1}{2} \right)^{n/2 + n/2 + 1} \cdot (1 + \frac{F_{Anc}}{4})\]

\[F_{(X)} = \sum \left( \frac{1}{2} \right)^{1 + 1 + 1} \cdot (1 + \frac{1}{4})\]

\[F_{(X)} = \left( \frac{1}{2} \right)^3 \times \frac{5}{4}\]

\[F_{(X)} = \frac{1}{8} \times \frac{5}{4} = \frac{5}{32} = 0,156\]

—

**Interpretação:** O indivíduo X tem probabilidade de apresentar 15,6% a mais de locos em homozigose em relação a indivíduos não-endogâmicos.

# Consequências da endogamia

## Endogamia x Problemas

– Anomalias
– Depressão endogâmica

A endogamia não cria nenhum gene deletério na população.

O que ocorre, de fato, é um aumento de pares de genes em homozigose, e **muitas anomalias congênitas se manifestam somente em homozigose recesiva.**

# Consequências da endogamia

## Endogamia x Problemas

### Depressão endogâmica

É a manifestação das combinações gênicas desfavoráveis

Diminuição da produção, mesmo sem apresentar anomalias

Gera prejuízos econômicos

# Consequências da endogamia

## Endogamia x Anomalias

– **Catarata congênita**
– **Prognatismo mandibular**
– **Agnatismo mandibular**
– **Condrodisplasia**

—

### Lábio leporino

# Consequências da endogamia

Algumas anomalias genéticas que ocorrem em bovinos:

– Amputação: os animais afetados possuem um ou mais membros defeituosos
– Hipoplasia de ovário ou testículo: o animal nasce sem uma ou sem as duas gônadas
– Espasmos letais congênitos/ Epilepsia
– Hidrocefalia
– Cauda torcida
– Tetas supramumerárias

# Consequências da endogamia

A endogamia tem seus pontos positivos também…

– Utilizada na formação das raças, gerando uniformidade de rebanhos, principalmente em padrões raciais, fixação de características peculiares.

– Detecção de genes deletérios, que podem estar “camuflados” em heterozigose, associada à seleção com descarte de indivíduos portadores.

– Formação de linhagens de aves e suínos, para posterior cruzamento entre essas, beneficiando-se da heterose, resultante da heterogisolade.

# Exogamia

Sistemas de acasalamento
Ao acaso
Parentes
Não parentes

# Exogamia

ou cruzamento: É um sistema de acasalamento em que os indivíduos apresentam um grau de parentesco inferior a média da população.

– Exemplo: Europeu x Zebu.

– Resulta em um fenômeno chamado heterose, contrário à depressão endogâmica.

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**Por que Cruzar?**

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**Heterose**

– Bezerros cruzados
tem melhor desempenho do que a média dos pais puros

**Complementariedade**

– Redine em um animal característica de DUAS ou mais raças

**Características de Importância Econômica Adaptação + Produção**

– Produtivo
+ Adaptado
+ Ejeciente
+ Resistente

# Exogamia

O cruzamento é o acasalamento entre indivíduos de raças, variedades ou **linhagens** diferentes.

Se entre indivíduos de **mesma** espécie = acasalamento.

Se entre indivíduos de espécies **diferentes** = hibridação.

– Por vezes, usa-se também o termo híbrido para diferentes linhagens de mesma espécie (milho, aves, suínos, …).

# Objetivos do cruzamento

Acelerar o ganho genético
(incorporação de genes
desejáveis em uma
população).

Explorar a heterose
resultante.

Beneficiar-se da
complementariedade de
raças (combinar nas cruzas as
características desejáveis das
populações parentais).

Criação de novas raças
(cruzamento absorvente ou
formação das raças
sintéticas).

# Objetivos do cruzamento

>

# O que é heterose?

A heterose é o fenômeno pelo qual os filhos apresentam melhor desempenho (mais vigor, saúde ou produção) do que a média dos pais.

– É mais pronunciada quanto mais divergentes (geneticamente diferentes) forem as raças ou linhagens envolvidas no cruzamento

# Heterose

– É resultante da **heterozigose** e representa a superioridade média dos cruzados em relação à média de animais definidos (puros).

– Também chamada de vigor híbrido ou “choque de sangue”.

# Cálculo da heterose

\[H(\%) = \frac{(\mu_c – \mu_p)}{\mu_p} \times 100\]

– \(\mu_p =\) Média dos puros/pais (definidos)
– \(\mu_c =\) Média dos cruzados/filhos (mestiços)

A heterose é expressa em percentagem!

# Cálculo do efeito heterótico

\[ EH = \mu_c – \mu_p \]

– \( \mu_p = \) Média dos puros (definidos)
– \( \mu_c = \) Média dos cruzados (mestiços)

O efeito heterótico é expresso em valor absoluto!

# Exemplo:

Ex. 1. Bovinos das raças Nelore e Angus pesaram ao desmame, 170 kg e 190 kg, respectivamente. Seus contemporâneos, de primeira e segunda geração, oriundos do cruzamento alternado entre as referidas raças, pesaram em média idade 218 kg e 205 kg. Calcular a heterose e o efeito heterótico na primeira e segunda geração dos cruzamentos.

# Exemplo:

Ex. 1. Bovinos das raças Nelore e Angus pesaram ao desmame, 170 kg e 190 kg, respectivamente. Seus contemporâneos, de primeira e segunda geração, oriundos do cruzamento alternado entre as referidas raças, pesaram em média idade 218 kg e 205 kg. Calcular a heterose e o efeito heterótico na primeira e segunda geração dos cruzamentos.

Média dos puros = \( (170 + 190)/2 = 360/2 = 180 \, \text{kg} \)

Média cruzados \( (1^\circ \text{ geração}) = 218 \, \text{kg} \)

Média cruzados \( (2^\circ \text{ geração}) = 205 \, \text{kg} \)

# Exemplo:

**Heterose Primeira Geração (F₁)**
\[ H(\%) = \frac{(μ_c – μ_p)}{μ_p} \times 100 \]
\[ H(\%) = 218 – 180 \times 100 \]

**180**
\[ H(\%) = (38/180) \times 100 \]
\[ H(\%) = 0,2111 \times 100 \]
\[ H(\%) = 21,11\% \]

**Efeito heterótico (F₁)**
\[ EH = μ_c – μ_p \]
\[ EH = 218 – 180 = 38 \, \text{Kg} \]

# Exemplo:

**Heterose Segunda Geração (F₂)**
\[ H(\%) = \frac{(μ_c – μ_p)}{μ_p} \times 100 \]
\[ H(\%) = 205 – 180 \times 100 \]

**180**
\[ H(\%) = (25/180) \times 100 \]
\[ H(\%) = 0,1388 \times 100 \]
\[ H(\%) = 13,88\% \]

**Efeito heterótico (F₂)**
\[ EH = μ_c – μ_p \]
\[ EH = 205 – 180 = 25 \, \text{Kg} \]

# Exogamia

Tipos de cruzamento → 1. Cruzamento simples ou industrial

– Produz o máximo da expressão da heterose individual.
– Em teoria, os animais cruzados apresentam 100% de heterozigose.
– Também chamado de cruzamento terminal

| Esquema de cruzamento simples, composição genética dos pais e progênie, e heterozigose. |
|—|
| **Composição genética** | **Heterozigose (%)** |
| **Paterna** | **Materna** | **Progênie** |
| AA | Ne | ½ AA ½ Ne |

AA = Aberdeen Angus
Ne = Nelore

# Exogamia

Tipos de cruzamento → 2. Cruzamento Rotativo ou Alternado

– Basicamente dois tipos:
– Com duas raças (bi-cross)
– Com três raças (tri-cross)

– Consiste em alternar a raça do macho a cada geração e aproveitando as fêmeas mestiças produzidas pelo cruzamento.

# Exogamia

Esquema de cruzamento alternado de duas raças, composição genética dos pais e progênie, e heterozigose.

| Geração | Composição genética | Heterozigose (%) |
|—|—|—|
| | Paterna | Materna | Progênie |
| \( F_1 \) | AA | Ne | ½ AA ½ Ne |
| \( F_2 \) | Ne | ½ AA ½ Ne | ¾ Ne ¼ AA |
| \( F_3 \) | AA | ¾ Ne ¼ AA | 5/8 AA \(^3\)/8 Ne |
| \( F_4 \) | Ne | 5/8 AA \(^3\)/8 Ne | \(^{11}_{16}\) Ne \(^5\)/\(_{16}\) AA |
| \( F_5 \) | AA | \(^{11}_{16}\) Ne \(^5\)/\(_{16}\) AA | \(^{21}_{32}\) AA \(^{11}_{32}\) Ne |
| \( F_6 \) | Ne | \(^{21}_{32}\) AA \(^{11}_{32}\) Ne | \(^{43}_{64}\) Ne \(^{21}_{64}\) AA |
| \( F_7 \) | AA | \(^{43}_{64}\) Ne \(^{21}_{64}\) AA | \(^{85}_{128}\) AA \(^{43}_{128}\) Ne |

heterozigose é a quantidade de genes vindos de raças diferentes.

GESTRATÉGIA DE CRUZAMENTO
OPÇÃO A

TORRO GIR
HOLANDESA
VACA
1/2 HOL
1/2 GIR
VACA
1/4 HOL
3/4 GIR
TORRO HOLANDES
5/8 HOL
3/8 GIR
VACA
5/8 HOL
3/