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Diario de Ciencias Aplicadas (Argentina)

Genes potencialmente vinculados a la resistencia del ganado a variaciones ambientales identificadas

Publicado em 06 setembro 2019

Por André Julião | Agência FAPESP

El período seco del año, y la consiguiente disminución en la calidad del pasto, afecta considerablemente la productividad del ganado en Brasil.Este hecho, junto con un escenario de cambio climático, hace que sea cada vez más necesario seleccionar animales resistentes a las variaciones en las condiciones ambientales.

En un artículopublicadoen la revistaGenetics Selection Evolution, investigadores de Brasil y Australia se acercaron a enfrentar este desafío.

Los científicos encontraron 16 genes potencialmente asociados con la resistencia del ganado Nelore, la raza principal para la producción de carne en Brasil, a las variaciones climáticas que afectan el aumento de peso.Los genes candidatos están relacionados con procesos biológicos como la regeneración y diferenciación celular, la respuesta inflamatoria e inmune.

La investigación forma parte del Proyecto temático“Aspectos genéticos de la calidad, eficiencia y sostenibilidad de la producción de carne enanimales Nelore”, coordinado porLucia Galvão de Albuquerque, profesora de la Facultad de Ciencias Agrarias y Veterinarias de la Universidad Estadual Paulista (FCAV-Unesp) en Jaboticabal

El trabajo se realizó en colaboración con investigadores de la Universidad de Queensland, Australia.

“Estudiamos la interacción entre el genotipo y el medio ambiente en el ganado Nellore con el objetivo específico de identificar animales menos sensibles a la variación ambiental.No hasido siempre una preocupación en la mejora de la productividad media de los animales, pero ahora también es necesario identificar a los más resistentes al cambio climático «, dijoRoberto Carvalheiro, primer autor del artículo, que lleva a cabo parte del estudio en Queensland, con el apoyode Cambiode Investigación En el extranjero (BEP) de FAPESP.

“Esto debería ser una preocupación especialmente en Brasil, donde el ganado se cría en pastoreo de diferentes tipos y en diferentes condiciones ambientales.Más aún si tenemos en cuenta el cambio climático global ”, dijo.

Modelo de normas de reacción

Para llegar a los 16 genes candidatos, los investigadores utilizaron la base de datos Nelore Alliance, que combina información de diferentes programas genéticos de razas.El banco es mantenido por la empresa Porto Alegre GenSys, con datos genéticos y fenotípicos de diferentes características productivas evaluadas en más de 1 millón de animales de aproximadamente 500 rebaños diferentes de Brasil, Paraguay y Bolivia.

Para estandarizar el análisis, solo se consideraron animales con padres y madres conocidos de grupos contemporáneos, nacidos en el mismo rebaño, año y temporada, del mismo sexo y criados en el mismo sistema de manejo, con un mínimo de 20 animales.Todos tuvieron un aumento de peso entre 30 y 250 libras desde el destete (alrededor de los 7 meses de edad) hasta el año (aproximadamente 17 meses).En total, se analizaron 421.585 animales de 9.934 grupos contemporáneos.

El conjunto de datos permitió el análisis de la tolerancia del ganado no solo por la cantidad de información, sino también por la diversidad de condiciones ambientales y de manejo en las que se crían los animales evaluados.La precipitación anual promedio en las granjas, por ejemplo, puede variar de 700 a 3.000 milímetros anuales, dependiendo de la ubicación.La estación seca en algunas regiones puede durar más de siete meses.

Las investigaciones de esta naturaleza, que contemplan la interacción entre el genotipo y el medio ambiente, generalmente adoptan un índice que combina información de temperatura y humedad para predecir la condición ambiental en la que se crió el animal.Sin embargo, según los investigadores, este índice es demasiado impreciso para predecir la calidad nutricional del pasto, el componente principal que afecta el desempeño de los animales en el sistema de producción brasileño.

“Cuando inseminamos una vaca, el ternero solo nacerá después de nueve meses y medio y producirá dos o tres años después.Podemos predecir la cantidad de lluvia en dos semanas, pero no tenemos idea de cómo será la granja en dos años.Por lo tanto, queremos identificar a los animales que no funcionarán tan mal en una condición inesperada ”, dijo Carvalheiro.

Para ello, el grupo evaluó el aumento de peso de los animales 10 meses después del destete, una de las características más afectadas por la variación ambiental y debidamente registrada en la base de datos.Normalmente, el destete de la pantorrilla ocurre al final de la temporada de pastoreo.El período evaluado, por lo tanto, es precisamente cuando hay un período de sequía y pasturas de baja calidad.

Después de probar diferentes modelos estadísticos, los investigadores identificaron los llamados Modelos estándar de reacción (MRI) más apropiados para analizar la sensibilidad a la variación ambiental.El análisis estadístico mostró que la asociación entre las regiones del genoma y las condiciones ambientales no es lineal, que en el estudio se clasificaron en tres categorías: desafiante (pasto muy pobre), promedio (mejor pero aún no ideal) y bueno (muy pasto). bien cuidado, raro en Brasil).

«Los genes que indican una buena resistencia del ganado a una condición desafiante a media no son los mismos que prevalecen en los gradientes medios a buenos», explicó el investigador.

Resultados

Las estadísticas han demostrado que, en entornos difíciles, los genes normalmente asociados con la respuesta inflamatoria aguda, los procesos de diferenciación celular y la proliferación de queratinocitos (células productoras de queratina, la proteína que se encuentra en la piel y el cabello) parecen desempeñar un papel importante en la sensibilidad del ganado.

En humanos y ratones, por ejemplo, el genREG3Aestá asociado con la reparación de heridas y la homeostasis de la piel, lo que contribuye a la defensa del cuerpo.Otro gen de la misma familia,REG3G, está relacionado con la defensa antimicrobiana intestinal y las estrategias para mantener la simbiosis del organismo con la microbiota intestinal, que sería un factor protector durante las restricciones alimentarias severas.

Por otro lado, los genes más asociados con la resistencia a entornos no tan desafiantes (medio a bueno) están relacionados con respuestas inmunes e inflamatorias.Seha demostrado que losgenesIL4eIL13son los candidatos más plausibles para este tipo de condición ambiental.

Comparten una variedad de actividades en monocitos, células epiteliales y células B, lo que significa que juegan un papel importante en la defensa del cuerpo.Los genes han sido señalados en otros estudios, en relación con la regulación del metabolismo de las proteínas y la función muscular, entre otros problemas metabólicos.En total, los 16 genes candidatos realizan 104 procesos biológicos diferentes.

Los resultados de la encuesta ya se pueden aplicar a los rebaños que suministraron la base de datos utilizada en el estudio.Los toros que se han desempeñado mejor en condiciones ambientales difíciles, por ejemplo, pueden ser seleccionados como criadores y es probable que tengan crías que sean más resistentes a los cambios ambientales.

Sin embargo, aún es necesario validar los resultados en otros rebaños de ganado.Otros estudios deberían examinar si los 16 genes candidatos también afectan la resistencia a la variación climática en una población independiente de animales que no formaron parte de la investigación, ya sea Nellore u otras razas.

El artículoDesentrañando la sensibilidad genética del ganado vacuno a la variación ambiental en condiciones tropicales, por Roberto Carvalheiro, Roy Costilla, Haroldo HR Neves, Lucia G. Albuquerque, Stephen Moore y Ben J. Hayes, puede leerse en:gsejournal.biomedcentral.com/ artículos / 10.1186 / s12711-019-0470-x.