Identificados genes potencialmente ligados à resistência do gado a variações ambientais

05/09/2019

O período seco do ano, e a consequente queda na qualidade das pastagens, afeta consideravelmente a produtividade do gado no Brasil. Tal fato, somado a um cenário de mudanças climáticas, torna cada vez mais necessária a seleção de animais resistentes a variações nas condições ambientais.

Em um artigo publicado na revista Genetics Selection Evolution, pesquisadores do Brasil e da Austrália chegaram mais perto de responder a esse desafio.

Os cientistas encontraram 16 genes potencialmente associados com a resistência do gado Nelore – principal raça para a produção de carne no Brasil – a variações climáticas que afetam o ganho de peso. Os genes candidatos estão relacionados a processos biológicos como regeneração e diferenciação celular, resposta inflamatória e imunológica.

A pesquisa integra o Projeto Temático “Aspectos genéticos da qualidade, eficiência e sustentabilidade da produção de carne em animais da raça Nelore”, coordenado por Lucia Galvão de Albuquerque, professora da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Universidade Estadual Paulista (FCAV-Unesp) em Jaboticabal.

O trabalho foi realizado em parceria com pesquisadores da Universidade de Queensland, na Austrália.

“Estudamos a interação entre genótipo e ambiente em gado Nelore com o objetivo específico de identificar animais menos sensíveis à variação ambiental. Sempre existiu uma preocupação em melhorar a média da produtividade dos animais, mas agora é preciso também identificar aqueles mais resistentes às mudanças no clima”, disse Roberto Carvalheiro, primeiro autor do artigo, que realizou parte do estudo em Queensland com apoio de Bolsa de Pesquisa no Exterior (BEP) da FAPESP.

“Essa deve ser uma preocupação sobretudo no Brasil, onde o gado é criado em pasto de diferentes tipos e em condições ambientais diversas. Ainda mais se levarmos em conta as mudanças climáticas globais”, disse.

Modelo de Normas de Reação
Para chegar aos 16 genes candidatos, os pesquisadores usaram o banco de dados da Aliança Nelore, que combina informações de diferentes programas genéticos da raça. O banco é mantido pela empresa GenSys, de Porto Alegre, com dados genéticos e fenotípicos de diferentes características produtivas avaliadas em mais de 1 milhão de animais, de cerca de 500 diferentes rebanhos do Brasil, Paraguai e Bolívia.

Para padronizar a análise, foram considerados apenas animais com pais e mães conhecidos, de grupos contemporâneos – nascidos no mesmo rebanho, ano e estação do ano, do mesmo sexo e criados em um mesmo sistema de manejo – com um mínimo de 20 animais. Todos tiveram ganho de peso entre 30 e 250 quilos do período do desmame (por volta de sete meses de idade) ao sobreano (17 meses de idade aproximadamente). No total, foram analisados 421.585 animais, de 9.934 grupos contemporâneos.

O conjunto de dados permitiu a análise da tolerância do gado não só por conta da quantidade de informações, mas também pela diversidade de condições ambientais e de manejo em que os animais avaliados são criados. A média anual de chuvas nas fazendas, por exemplo, pode variar de 700 a 3 mil milímetros anuais, dependendo da localização. A estação seca, em algumas regiões, pode durar mais de sete meses.

Trabalhos de pesquisa desta natureza, que contemplam a interação entre o genótipo e o ambiente, costumam adotar um índice que combina informações de temperatura e umidade para predizer a condição ambiental em que o animal foi criado. No entanto, segundo os pesquisadores, este índice é muito pouco preciso para predizer a qualidade nutricional do pasto, principal componente a afetar o desempenho dos animais no sistema de produção brasileiro.

“Quando inseminamos uma vaca, o bezerro só vai nascer depois de nove meses e meio e vai passar a produzir dois ou três anos depois. Conseguimos prever a quantidade de chuva daqui a duas semanas, mas não fazemos a menor ideia de como estará o pasto daquela fazenda daqui a dois anos. Por isso, queremos identificar os animais que não terão o desempenho tão afetado em uma condição inesperada”, disse Carvalheiro.

Para isso, o grupo avaliou o ganho de peso dos animais 10 meses após o desmame, uma das características mais afetadas pela variação ambiental e devidamente registrada no banco de dados. Normalmente, o desmame dos bezerros ocorre ao fim da época de fartura de pasto. O período avaliado, portanto, é justamente quando há um período de seca e de pastagens de má qualidade.

Após testar diferentes modelos estatísticos, os pesquisadores identificaram os chamados Modelos de Norma de Reação (RNM, na sigla em inglês) mais apropriados para analisar a sensibilidade à variação ambiental. A análise estatística mostrou que não é linear a associação entre as regiões do genoma e as condições ambientais – que no estudo foram classificadas em três categorias: desafiadora (pasto bem ruim), média (melhor, mas ainda não ideal) e boa (pasto muito bem cuidado, raro no Brasil).

“Genes que indicam boa resistência do gado a uma condição que vai de desafiadora a média não são os mesmos que prevalecem nos gradientes médio a bom”, explicou o pesquisador.

Resultados
As estatísticas mostraram que, em ambientes desafiadores, genes normalmente associados com resposta inflamatória aguda, processos de diferenciação celular e proliferação de queratinócitos – células que produzem queratina, a proteína encontrada na pele e nos pelos – parecem desempenhar um importante papel na sensibilidade do gado.

Em humanos e camundongos, por exemplo, o gene REG3A é associado com o reparo de ferimentos e com a homeostase da pele, contribuindo para a defesa do organismo. Outro gene da mesma família, o REG3G, está relacionado com a defesa antimicrobiana do intestino e estratégias para manutenção da simbiose do organismo com a microbiota intestinal, o que seria um fator de proteção durante restrições severas de alimento.

Por outro lado, os genes mais associados com a resistência a ambientes não tão desafiadores (médio a bom) estão relacionados com respostas imunes e inflamatórias. Os genes IL4 e IL13 mostraram ser os candidatos mais plausíveis para esse tipo de condição ambiental.

Eles compartilham uma gama de atividades em monócitos, células epiteliais e células B, ou seja, têm papel importante na defesa do organismo. Os genes já foram apontados em outros estudos, ainda, como relacionados à regulação do metabolismo de proteínas e à função muscular, entre outras questões metabólicas. No total, os 16 genes candidatos desempenham 104 processos biológicos diferentes.

Os resultados da pesquisa já podem ser aplicados nos rebanhos que abasteceram o banco de dados usado no estudo. Os touros que mostraram melhor desempenho em condições ambientais desafiadoras, por exemplo, podem ser selecionados como reprodutores e provavelmente terão descendentes mais resistentes às mudanças ambientais.

Ainda é necessário, porém, validar os resultados em outros rebanhos bovinos. Novos estudos devem verificar se os 16 genes candidatos também afetam a resistência à variação climática em uma população independente, de animais, que não fizeram parte da pesquisa, sejam Nelore ou de outras raças.

O artigo Unraveling genetic sensitivity of beef cattle to environmental variation under tropical conditions, de Roberto Carvalheiro, Roy Costilla, Haroldo H. R. Neves, Lucia G. Albuquerque, Stephen Moore e Ben J. Hayes.