Notícias
Projeto genoma – importância no melhoramento genético
** Luiz Otávio Campos da Silva e Gilberto
Romeiro de Oliveira Menezes
A correta identificação dos
indivíduos geneticamente superiores para características de importância
econômica é a chave do sucesso da avaliação genética de um programa de
melhoramento genético. Não por acaso, os métodos usados na identificação desses
indivíduos têm evoluído continuamente. Partindo da simples avaliação visual,
chegou-se às atuais avaliações genéticas que, usando modelos estatísticos
combinam informações fenotípicas e de genealogia, na predição do valor genético
dos indivíduos para as diferentes características. Esses Os valores
disponibilizados são as Diferenças Esperadas na Progênie (DEPs), que são a
metade da estimativa do valor genético, representando o desvio esperado da
média dos filhos de um dado indivíduo em relação à base genética da população
avaliada.
Quanto mais precisa for a DEP, maior será o progresso genético obtido
pela seleção. Quer dizer que, quanto mais próximo for o valor estimado em
relação ao valor genético verdadeiro mérito, maior o ganho. Além disso, quanto
mais precoce for a obtenção das DEPs com maior acurácia, mais rápido será o
ganho genético por unidade de tempo. Isto acontece pelo uso mais intenso, com
segurança, de animais jovens como reprodutores. Nos últimos anos, com as
tecnologias da genética molecular, permitindo acessar e manipular o genoma, o
uso desse conhecimento começa a surgir no melhoramento genético de gado de
corte, para aumento da acurácia das avaliações genéticas.
Resultados em
programas de melhoramento de gado de leite, conduzidos na América do Norte e
Europa, mostraram que, se os dados genômicos forem utilizados de modo conjunto
com os fenotípicos e genealógicos, os benefícios podem ser significativos
também para o melhoramento genético de gado de corte. No entanto, essa nova
personagem, a genômica, trouxe um vasto grupo de conceitos novos e diferentes
para o cotidiano do melhorista/selecionador como, por exemplo, os de marcador
molecular, de chip de SNP, de seleção genômica, entre outros. A Seleção
Genômica, objetiva usar os conhecimentos da genética molecular como ferramentas
auxiliares na predição de DEPs de forma mais acurada, contribuindo para um
processo de seleção mais eficaz.
A seleção genômica pode ser definida como a
seleção simultânea para dezenas (ou centenas) de milhares de marcadores
cobrindo de modo denso todo o genoma, de tal forma que todos os genes estejam
muito próximos de, pelo menos, alguns desses marcadores. Em gado de corte a seleção
para características quantitativas (aquelas controladas por muitos pares de
genes e que sofrem grande influência do meio ambiente), tem sido contemplada
por diversas ferramentas genômicas. Assim, estimativas de valores genéticos com
base em informações genômicas estão disponíveis no mercado, podendo ser usadas
no processo seletivo.
No entanto, não há evidências para sugerir que essas
ferramentas sejam, isoladamente, superiores às tradicionais, como as DEPs. O
mais provável é que os melhores resultados serão obtidos, ao se combinarem as
informações fenotípicas e genômicas em uma avaliação genética, gerando DEPs
genômicas. Há diferentes estratégias sendo uma computar, independentemente, as
DEPs tradicionais e os valores genéticos genômicos, combinando ambos em um
índice de seleção onde cada parte tem um peso. Outra estratégia é usar as
informações dos marcadores para ajustar uma matriz de parentesco genômica. Essa
matriz genômica substitui a tradicional, nas estimativas das DEPs, sendo
esperadas avaliações genéticas mais exatas. Esta é a abordagem usada em
avaliações genéticas de gado de corte, podendo-se destacar a avaliação da
Associação Americana de Angus.
De forma simplificada ao modelo tradicional de
estimação dos valores das DEPs, que se alimentam de informações de genealogia e
de fenótipos, são adicionadas informações de genótipos. Mesmo sendo uma
tecnologia de vanguarda que possibilita ganhos adicionais, existem desafios
relativos à sua adoção. O primeiro é se tornar conhecida do público em geral,
pois existe resistência em se adotar algo desconhecido, especialmente, quando
implica em investimentos. Outro fator limitante é o custo da tecnologia pois os
valores pagos para genotipagem ainda são altos, tornando inviável a sua adoção
em larga escala. Uma alternativa para reduzir os custos seria desenvolver
ferramentas genômicas para diversos fins, não apenas para seleção. Exemplos de
aplicação seriam: teste de paternidade, rastreabilidade, diferenciação de
produto, identificação de portadores de alelos indesejáveis etc... de forma a
diluir os investimentos em toda a cadeia. Ao se falar em custos da adoção de
tecnologia genômica, normalmente se pensa a partir da coleta do material
biológico para extração de DNA, genotipagem.
No entanto, desafios maiores, são
os recursos humanos, computacionais e os relacionados a dificuldade para
obtenção de fenótipos em quantidade e de qualidade suficientes, quando as
características são de difícil mensuração ou tem custo elevado como, por
exemplo, a eficiência alimentar, a maciez de carne e a taxa de prenhez. Por
mais que se tenham avanços nas metodologias de genotipagem, tornando-as menos
onerosas, a genômica pouco contribuirá, caso os fenótipos não sejam
continuamente coletados. Em resumo, o uso de ferramentas genômicas pode
acarretar incremento de eficiência e maiores lucros, devido ao aumento nas
acurácias e da redução nos intervalos de geração. Além disso, ainda existem
grandes perspectivas para lançamento de inovações tecnológicas para geração de
dados moleculares a curto e médio prazos, com tendência à redução de custo e
aumento dos limites que as tecnologias podem prover. Para que isto aconteça,
mais e mais é importante a coleta de dados fenotípicos relacionados com as
características que impactam a lucratividade e a qualidade dos produtos
gerados.
A adoção eficaz da tecnologia genômica requer a existência de bancos
de dados bem estruturados, compostos por informações genealógicas, fenotípicas
e genotípicas coletadas em grande número de indivíduos. Isso cria necessidade para
que os diferentes programas de avaliação e melhoramento compartilhem de
informações em colaborações nacionais e mesmo internacionais para a realização
de avaliações genéticas. A genômica deverá viabilizar a inclusão de
características de difícil ou de alto custo de mensuração nos programas de
melhoramento, pois contribuirá para a otimização dos processos de avaliação
genética, tornando possível predizer DEPs suficientemente confiáveis com
considerável menor volume de dados. Isso aumentará ainda mais o número de
características com DEPs disponíveis nos Sumários, tornando mais complicada a
tomada de decisão pelo selecionador. Como solução, será necessário desenvolver
e adotar índices de seleção que considerem os pesos econômicos de cada uma das
características que influenciam a lucratividade. Há sempre risco, em maior ou
menor grau, relacionado à adoção de qualquer ferramenta de auxílio à seleção.
Os avanços da tecnologia genômica podem contribuir para a redução desse risco.
A definição de sólidos objetivos de seleção, com foco na lucratividade, pode
evitar potenciais ciladas.
Tendo iniciado o processo em
2011, a Embrapa implantou em 2014, um conjunto de seis projetos estruturados em
forma de arranjo conforme a Figura abaixo, com o objetivo de desenvolver e integrar
os conhecimentos de genética molecular e de genética quantitativa visando
maximizar os ganhos genéticos decorrentes da seleção e subsequentes estratégias
de cruzamentos, em rebanhos incluídos nos programas de melhoramento de gado de
corte, considerando índices que considerem pesos econômicos e impactos
ambientais, objetivando a produção sustentável da carne bovina, com uso de
ferramentas genômicas.
Desde a concepção deste arranjo, a Fazenda Bama abraçou
a ideia e, com mais outros 11 rebanhos participa do rebanho núcleo (mais de
7200 matrizes), que compõe a população de treinamento, cooperando para
viabilizar estrutural e financeiramente o arranjo MaxiBife.
No Maxibife, cada um dos projetos componentes atua
de forma sinergistica, independente e complementar,
reunindo mais de 60 pesquisadores e professores de nove unidades da Embrapa, 13
Universidade e Associações de Criadores, além de três Empresas, citadas na
figura a seguir.
O MaxiPlat, visa construir uma plataforma computacional, para integrar e analisar os
dados e informações relativos aos fenótipos, pedigree e genótipos dos diversos
rebanhos, bem como dados econômicos e ambientais inerentes aos sistemas
produtivos. Quanto
ao MaxiGen, ele tem como objetivo desenvolver e integrar conhecimentos das genéticas molecular e quantitativa
com os avanços computacionais, de forma tornar viável a implementação da
seleção genômica em bovinos de corte, assim como ampliar base de dados de
genótipos de forma a obter painéis de baixa densidade. Cabe ao MaxiDep, gerar a
base técnico-científica para suporte aos programas de melhoramento, estimando
parâmetros genéticos, avaliando oportunidade de implementar conhecimentos
disponíveis na avaliação genética de grandes populações, bem como a
oportunidade da seleção genômica caso a caso.
O objetivo do MaxiSel é eleger
características reprodutivas, produtivas e relacionadas à eficiência alimentar
e à qualidade da carne, medindo sua importância na elaborando índices que
considerem pesos econômicos e impactos ambientais, gerando um ferramental que
possibilite produzir material genético superior e intensificar o uso de animais
jovens. Com base no conhecimento dos recursos genéticos e dos sistemas de
produção, o MaxiCruza objetiva eleger estratégias de cruzamentos para otimizar
a produção de carne bovina considerando produtividade, qualidade e
sustentabilidade, tornando a cadeia mais competitiva. Pretende-se ainda
viabilizar avaliação multirracial.
Por fim, O MaxiTT, tem a missão de transferir
o conjunto de tecnologias, produtos e serviços gerados aos criadores, empresas,
instituições e demais atores da cadeia da carne, possibilitando a correta
tomada atuação de cada um para maximizar a produção sustentável de carne de
qualidade.
**Luiz
Otávio Campos da Silva e Gilberto Romeiro de Oliveira Menezes, são zootecnistas, pesquisadores da Embrapa Gado
de Corte, com atuação no programa Embrapa de Melhoramento de Gado de Corte -
Geneplus.