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Type: Tese
Title: Identificação e análise funcional de genes associados às características produtivas e reprodutivas em zebuínos leiteiros
Authors: Carolina Guimarães Ramos Matosinho
Maria Raquel Santos Carvalho
Izinara Rosse Cruz
First Advisor: Maria Raquel Santos Carvalho
metadata.dc.contributor.advisor2: Izinara Rosse Cruz
First Referee: Luiz Fernando Brito
Second Referee: Ricardo Vieira Ventura
Third Referee: Tiago Antonio de Oliveira Mendes
metadata.dc.contributor.referee4: Gloria Regina Franco
Abstract: O rebanho bovino brasileiro é composto por 218,2 milhões de animais (no ano de 2020). O País é o primeiro maior produtor de bovinos do mundo e o quinto maior produtor de leite bovino do mundo. O rebanho brasileiro é formado por representantes de raças taurinas (Bos taurus), zebuínas (Bos indicus) e seus mestiços. Os zebuínos constituem a maior parte do rebanho nacional com mais de 165 milhões de animais, entre bovinos de corte e leite. Dentre os zebuínos leiteiros, as raças Guzerá e Gir são de grande importância para o cenário da agropecuária nacional. Devido a seleção dos animais para a eficiência produtiva tem sido relatado na literatura, aumento dos casos de problemas reprodutivos. O presente trabalho teve como objetivo geral investigar as bases genético-moleculares de características de produção e reprodutivas nas principais raças zebuínas selecionadas para leite no estado de Minas Gerais. Foram realizados quatro estudos: Estudo 1 - Desenvolvimento de um fluxograma para classificação in silico de variantes genéticas quanto à potencial repercussão funcional e identificação e análise in silico de variantes compartilhadas entre as raças Gir e Guzerá nos genes de proteínas do leite (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA, LGB e LTF). Os resultados deste estudo já estão publicados (Matosinho et al., 2021, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11250-021-02970-2); Estudo 2 - Identificação e análise in silico de variantes identificadas em cada uma das raças, Gir e Guzerá, nos genes de proteínas do leite (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA, LGB e LTF). Foram utilizados dados de sequenciamento completo do genoma de seis indivíduos, sendo três de cada raça, Gir e Guzerá. Foram estudadas 71 variantes genéticas (64 SNVs e 7 INDELs) compartilhadas entre raças Guzerá e Gir. Utilizando um pipeline desenvolvido pelo grupo de pesquisa para classificação de variantes genéticas quanto à potencial repercussão funcional, usando ferramentas da Bioinformática, 13 das 71 variantes foram consideradas potencialmente funcionais. Dentre as variantes exclusivas em cada raça, foram identificadas 433 SNVs e nove INDELs na raça Gir e 91 SNVs e oito INDELs na raça Guzerá, sendo consideradas potencialmente funcionais 63 e 17 variantes em cada raça, respectivamente. Estudo 3 - Identificação de variantes genéticas nos genes SCD1, DGAT1 e LTF, predição do seu impacto funcional e estudos de associação com o perfil de ácidos graxos do leite de individual na raça Gir. Foi realizado um target sequencing para os genes estearoil CoA desaturase 1 (SCD1), diacilglicerol aciltransferase 1 (DGAT1) e lactoferrina (LTF), visando a descoberta de variantes genéticas nestes genes, para as raças Gir e Guzerá. Foi desenvolvido um estudo de associação com perfil de ácidos graxos do leite das variantes genotipadas. Estudo 4 - Resequenciamento do genoma, identificação e análise in silico de variantes em um touro com subfertilidade na raça Gir. Com o objetivo de identificar variantes genéticas potencialmente deletérias, foi realizado sequenciamento completo do genoma de um touro da raça Gir, portador de hipoplasia gonadal e anormalidades espermáticas. Após o sequenciamento, foi realizado o mapeamento contra a referência (ARS-UCD1.2) e identificação das variantes e sua classificação quanto à potencial patogenicidade. Os genes ASGR2, CNGB1, DNAH3 e FKBP1A apresentam variantes potencialmente patogênicas e podem estar relacionados com problemas reprodutivos.
Abstract: The Brazilian cattle herd is composed of 218.2 million animals (in 2020). The country is the first largest producer of cattle in the world and the fifth largest producer of bovine milk in the world. The Brazilian herd is made up of representatives of taurine (Bos taurus), zebu (Bos indicus) and crossbred breeds. Zebu cattle constitute the largest part of the national herd with more than 165 million animals, including beef and dairy cattle. Among the dairy zebu cattle, the Guzerá and Gir breeds are of great importance for the national agricultural scenario. Due to the selection of animals for productive efficiency, an increase in cases of reproductive problems has been reported in the literature. The present work had as general objective to investigate the genetic-molecular basis of production and reproductive traits in the main zebu breeds selected for milk in the state of Minas Gerais. Four studies were carried out: Study 1 - Development of a flowchart for in silico classification of genetic variants regarding the potential functional repercussion and identification and in silico analysis of variants shared between the Gir and Guzerá breeds in the milk protein genes (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA, LGB and LTF). The results of this study are already published (Matosinho et al., 2021, https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11250-021-02970-2). Study 2 - Identification and in silico analysis of variants identified in each of the breeds, Gir and Guzerá, in the milk protein genes (CSN1S1, CSN1S2, CSN2, CSN3, LALBA, LGB and LTF). Complete genome sequencing data from six individuals were used, three of each race, Gir and Guzerá. Seventy-one genetic variants (64 SNVs and 7 INDELs) shared between Guzerá and Gir breeds were studied. Using a pipeline developed by the research group to classify genetic variants in terms of potential functional repercussion, using Bioinformatics tools, 13 of the 71 variants were considered potentially functional. Among the exclusive variants in each breed, 433 SNVs and nine INDELs were identified in the Gir breed and 91 SNVs and eight INDELs in the Guzerá breed, with 63 and 17 variants being considered potentially functional in each breed, respectively. Study 3 - Identification of genetic variants in SCD1, DGAT1 and LTF genes, prediction of their functional impact and studies of association with the fatty acid profile of individual Gir's milk. A target sequencing was performed for the genes stearoyl CoA desaturase 1 (SCD1), diacylglycerol acyltransferase 1 (DGAT1) and lactoferrin (LTF), aiming at the discovery of genetic variants in these genes, for the Gir and Guzerá breeds. An association study with the milk fatty acid profile of the genotyped variants was developed. Study 4 - Genome resequencing, identification and in silico analysis of variants in a bull with subfertility in the Gyr breed. To identify potentially deleterious genetic variants, a complete genome sequencing of a bull of the Gir breed, with gonadal hypoplasia and sperm abnormalities, was performed. After sequencing, mapping was performed against the reference (ARS-UCD1.2) and variants were identified and classified as to potential pathogenicity. The ASGR2, CNGB1, DNAH3, and FKBP1A genes present potentially pathogenic variants and may be related to reproductive problems.
Subject: Genética
Bovinos
Produção animal
Gir (Zebu) - Reprodução
Guzera (Zebu) - Reprodução
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Genética
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/51335
Issue Date: 24-Jun-2022
metadata.dc.description.embargo: 24-Jun-2024
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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