REVISAO BIBLIOGRAFICA Impacto de Marcadores Moleculares na

,
REVISAO BI BLIOGRAFICA
Impacto de Marcadores Moleculares
na Produção Animal
Impact of Molecular Markers in Animal Production
Weimer, Tânia. A. - Departamento de Genética, Universidade Federal
do Rio Grande do Sul, UFRGS, Porto Alegre, RS. Hospital Veterinário,
Universidade Luterana do Brasil, ULBRA. Canoas, RS.
Passos, Daniel T.- Departamento
de Biologia, Universidade Luterana
do Brasil, ULBRA. Canoas, RS.
Data de recebimento: 04/12/03
Data de aprovação: 28/02/04
RESUMO
Marcadores moleculares podem ser empregados para identificar regiões
cromossômicas onde se localizam locos para características quantitativas
(QTL). A metodologia conhecida como seleção assistida por marcadores
(MAS) utiliza informações dessas. regiões em programas de seleção animal para identificar indivíduos com combinações favoráveis de QTL.
Embora criadores e cientistas já estejam incorporando dados moleculares, as estratégias ideais se encontram ainda sob investigação. As combinações de registros fenotípicos e genótipos moleculares serão as implementações mais prováveis. Entretanto, marcadores moleculares têm emprego mais direto na confirmação de registros genealógicos, na identificação parental ou ainda na avaliação de um processo de introgressão
gênica. De um modo mais extremo marcadores moleculares podem auxiliar as técnicas reprodutivas avançadas como ovulação múltipla, transferência de embriões, cultura de células primordiais embrionárias, maturação e fertilização in vitro, possibilitando a identificação da introdução de
um gene em uma linhagem.
Palavras-chave: Marcadores moleculares, seleção assistida por marcadores, controle de filiação, identificação individual.
Veterinária
em foco
Canoas
nov;2003/abri12004 p.37-41
ABSTRACT
Molecular markers can be used to identify regions of chromosomes where
quantitative trait loci (QTL) are located. The methodology known as
marker-assisted selection (MAS) uses information about these regions in
livestock selection programs to identify individuals with favorable
combinations of QTL. Although breeders and scientists are incorporating
molecular data, the optimum strategies are still under investigation.
Combinations of phenotypic records and molecular genotypes will be the
most likely implementation. However, molecular markers have more direct
use such as for confirmation of pedigree files, for sire assignment or for
evaluate the effect of a gene introgression processo In a most extreme
form molecular markers can be allied with advanced reproductive
technologies such as multiple ovulation, embryo transfer, embryonic stem
cell cultures and in vitro maturation and fertilization to enable the
identification of a gene introduction in a breed.
Key words: Molecular markers, marker-assisted selection, parental con-
trol, individual identification
INTRODUÇÃO
Um dos fatores limitantes da seleção animal é a baixa herdabilidade das
características de interesse econômico. Na prática, o que ocorre é simplesmente o descarte de animais adultos que não apresentam as características desejadas, mantendo um indivíduo no rebanho até a idade de
manifestação dos caracteres, o que implica em um custo muito alto. A
identificação de marcadores moleculares (alterações herdáveis no DNA
que diferenciam os indivíduos) associados com caracteres de interesse
produtivo permitirá a inclusão dos mesmos nas práticas convencionais de
seleção possibilitando, desta forma, a identificação precoce e objetiva de
animais mais eficientes sem mudanças substanciais nas condições de alimentação, proporcionando dessa forma, uma melhoria no sistema de criação, com baixo investimento.
Desde que o homem convive com os animais, nos primórdios de sua evolução, e desde que iniciou os processos de domesticação, sempre procurou aprimorar, nos rebanhos, características vantajosas para si, independente dos efeitos que estas causassem aos animais. Os métodos empregados foram sempre baseados na seleção feno típica e no "breeding value"
(valor reprodutivo). Esta seleção pode ter como resultado positivo um grande aumento na produtividade do rebanho, mas pode ter, como conseqüência negativa a perda da variabilidade genética nos rebanhos submetidos à intensa seleção para poucos caracteres, o que prejudicaria esquemas seletivos futuros. Alem disso, estas práticas demandam bastante tempo, sendo assim muito dispendiosas.
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DESENVOLVIMENTO
Com o conhecimento crescente do genoma de diferentes espécies animais
e da descoberta de variantes polimórficas foi possível o emprego de marcadores moleculares para a caracterização genética das populações, raças e espécies, para estudos de genealogias e controle de paternidade e
para o melhoramento animal. Dentro deste último enfoque foi possível o
estabelecimento de estratégias para identificar marcadores associados a
doenças ou características produtivas visando otimizar as práticas seletivas. A técnica conhecida como MAS (seleção assistida por marcadores) se
baseia no uso de variantes moleculares para suplementar ou substituir a
seleção fenotípica clássica. As aplicações são diversas, desde o uso de um
marcado r para identificar um gene de herança simples, como o emprego
de marcadores para selecionar traços que são controlados por mais de
um gene, ou a identificação da eficiência de introdução de um transgene
ou de genes clonados (DODGSON et al., 1997; DENTINE, 1999; ARNASON & VANVLECK,2000).
A utilização de MAS em programas produtivos pode possibilitar a redução
no período de seleção, já que esta pode ser realizada precocemente, antes
da manifestação da característica a ser selecionada e permitir a expansão
do número de caracteres que pode ser efetivamente manipulado.
Assim, é possível obter-se aumento
custos de progênie, maximização
mização de efeitos heteróticos. A
seleção de características de baixa
da eficiência reprodutiva, redução dos
de esquemas de acasalamento, maxiMAS é particularmente efetiva para a
herdabilidade e de difícil mensuração,
Embora não seja uma técnica simples, já existem marcadores moleculares correntemente usados para identificar animais portadores de doenças
genéticas como a deficiência de adesão de leucócitos de bovinos (BLAD),
síndrome de stress em porcos (PSS) e músculo duplo em bovinos, em que
os marcadores usados são genes controlando a manifestação destes defeitos. [http://www.angis.su.oz.au/Databases/BIRX/omia].
Em muitos
casos, os marcadores utilizados são associados ao gene de interesse, como
os microssatélites Oar SHP3 e Oar SHP4 (que flanqueiam o gene da catalase) em que determinados alelos são mais freqüentes nos animais susceptíveis ao eczema facial em ovinos, a beta-lactoglobulina, em que os
bovinos portadores do alelo A têm maior produção de leite, maior produção de proteína e menor produção de gordura, a prolactina em que as
vacas portadoras do alelo G que têm maior produção de leite, a kappacaseina, em que as portadoras do alelo B produzem leite com características melhores para produção de queijo e para industrialização e o gene
FecB, responsável por maior eficiência reprodutiva em ovinos (WILSON et
al., 2001; GUIMARÃES, 1999).
Em outras situações os marcadores são indiretos, sendo as associações
observadas em marcadores próximos aos genes envolvidos em caracteres
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quantitativos, sendo mais difícil identificar as relações causa/efeito. Assim, por exemplo, em bovinos, o microssatélite IDVGA-S1afeta a eficiência reprodutiva e o SNP (polimorfismo de um único nucleotídeo) Lep
Sau3AI interfere com o desempenho reprodutivo e o ganho de peso (ALMEIDAet al., 2003). Em ovinos, foram relatadas associações entre os microssatélites CSRD2138, OarAE129 e TGLA176com a resistência ou susceptibilidade a infecções parasitárias (BENAVIDESet al.,2002).
Um outro aspecto de grande importância prática para o qual os marcadores moleculares têm trazido um grande avanço é a determinação de paternidade, particularmente para as linhagens de alto valor comercial. O
conhecimento da estrutura dos pedigrees de animais zootecnicamente
superiores facilita o melhoramento genético e as técnicas de manejo, mas
a sua utilização esbarra na estimativa realística da eficácia de identificação e na determinação do custo/benefício do teste. Assim, é importante o
estabelecimento de um painel de marcadores com uma boa eficiência para
a identificação individual e para a exclusão de paternidade. Neste sentido
os microssatélites, por serem freqüentemente hipervariáveis, são também
ferramentas ideais para a identificação molecular dos indivíduos e para
análises de controle de filiação (CHAMBERS& MACAVOY,
2000).
A aplicação da MAS necessita, entretanto, do conhecimento prévio da
variabilidade genética da população alvo, para evitar que a seleção resulte em redução da diversidade genética total, o que poderia, a longo prazo,
implicam em prejuízo de futuros progressos genético a serem aplicados
no rebanho (DENTINE, 1999).
Os marcadores moleculares podem ainda, auxiliar as técnicas reprodutivas avançadas como ovulação múltipla, transferência de embriões, cultura de células primordiais embrionárias, maturação e fertilização in vitro,
pois permitem a identificação de genes específicos introduzidos no rebanho ou raça de interesse (DAVIS& DENISE,1998).
CONCLUSÃO
O conhecimento do genoma de espécies animais tem possibilitado a descoberta de um número crescente de variantes genéticas, permitindo o
desenvolvimento de estratégias para identificar marcadores moleculares
ligados ou associados a doenças ou a características produtivas. Com isso
desenvolveu-se a técnica conhecida como seleção auxiliada por marcadores (MAS) que se baseia no uso de variantes moleculares para auxiliar e
otimizar a seleção fenotípica clássica, reduzindo o intervalo entre gerações e maximizando as técnicas seletivas. Por outro lado, os marcadores
moleculares são muito efetivos para análises de controle de filiação, identificação individual e caracterização de raças, populações e espécies e das
relações evolutivas e micro-evolutivas entre estes organismos, podendo
também auxiliar as técnicas de reprodução assistida.
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