Certificação genealógica em Bovinos Gir Leiteiro por meio de exame de paternidade pelo DNA

Abstract

A Embrapa Gado de Leite e a ABCGIL vêm desenvolvendo há 25 anos o Programa Nacional de Melhoramento de Gir Leiteiro PNMGIL que tem como objetivo promover o melhoramento genético da raça Gir por meio da seleção de touros geneticamente superiores, por meio de informações de suas progênies. Para avaliação genética dos touros em teste de progênie utiliza-se as informações das suas filhas, sendo importante a precisa informação de paternidade, uma vez que erros de identificação de filiação podem afetar o ganho genético. O objetivo deste trabalho foi utilizar marcadores moleculares para verificar a genealogia de animais pertencentes ao PNMGIL, verificar a freqüência de erros de paternidade encontrada por fazenda e touro analisados, a freqüência dos alelos encontrados na população e a eficiência dos marcadores utilizados. Para isso foram coletadas amostras de sangue de 303 filhas de 55 touros diferentes em 74 fazendas, sendo 15 fazendas criadoras de Gir puro e 59 criadoras de Gir x Holandês. Foram analisados 11 marcadores pertencentes ao Kit StockMarks for Cattle® Bovine Paternity PCR Typing recomendados pela ISAG (International Society of Animal Genetics) e cinco marcadores adicionais. Os produtos de PCR foram analisados no seqüenciador de DNA Megabace 1000, a análise dos fragmentos foi feita no software Fragment Profiler e os valores de heterozigosidade esperada e observada, freqüência alélica e número de alelos foram calculados com o aplicativo POPGENE 1.32. Os valores de PIC (conteúdo polimórfico informativo) foram calculados no programa PowerStats v1.2 e os valores das freqüências de erros por fazendas foram calculados no software SAS®. A exclusão de paternidade foi considerada quando os alelos de dois ou mais marcadores não foram compartilhados entre pai e filha. Foi encontrado um total de 18,15% de erros de paternidade em todos os casos analisados. Erros de 19,28% e 17,73% foram encontrados nas fazendas de gado Gir e Gir x Holandês, respectivamente. Analisando o número de erros por touros foi encontrado que 22 touros não apresentaram erros e 33 touros tiveram pelo menos um erro de paternidade. Os touros com sêmen mais difundido para inseminação das vacas apresentaram maior número de erros, quando comparados aos touros com sêmen menos difundido. Os marcadores com maior número de alelos foram o ETH3, 11-3 e 28-2 com 17 alelos cada um e o marcador com menor número foi o BM1824 com 9 alelos. As médias da heterozigosidade esperada e observada dos marcadores foram de 0,7682 e de 0,7136, respectivamente. O valor médio de PIC para todos os marcadores foi de 0,78, variando de 0,59 (ETH3) a 0,86 (28-2), valores que demonstram o alto índice de polimorfismo dos marcadores. O poder de exclusão combinado para os marcadores utilizados no presente estudo foi maior que 99,99%, mostrando que estes foram eficientes para realização do teste de paternidade mesmo não sendo específicos para a população analisada. Utilizando-se marcadores mais informativos para a população analisada pode-se reduzir o número de marcadores utilizados, o que poderá diminuir o custo dos testes de paternidade. Para isso, um painel específico para zebuínos deve ser elaborado.

Embrapa Dairy has been developing for 25 years the National Program for Improvement of Dairy Gir - PNMGIL - which aims to promote the breeding Gir through the selection of top bulls. The program uses information from progeny of bulls on test, it is important to have information on paternity, since misidentification of membership can affect the genetic gain. This work used molecular markers to verify the pedigree of animals belonging to PNMGIL, check the frequency of paternity errors by farms and bull tested, verify the frequency of alleles in the analyzed population and the efficiency of markers used. Blood samples from 303 daughters were collected of 55 bulls from 74 different farms, 15 farms Gir pure and 59 of Gir x Holstein. 11 markers belonging to Kit StockMarks for Cattle® Bovine Paternity PCR Typing and five additional markers recommended by ISAG (International Society of Animal Genetics) were used. PCR products were analyzed on DNA sequencer MegaBACE 1000. The analysis of the fragments was done in the Fragment Profiler software and the application software POPGENE 1.32 was used to calculate observed and expected heterozygosity, allelic frequency and number of alleles. PIC values were calculated in the program PowerStats v1.2 and SAS ® software was used to estimate errors frequencies per farms. Paternity exclusion was seen when two or more markers were not shared between father and daughter. We found a total of 18.15% of paternity errors in all cases analyzed. Errors of 19.28% and 17.73% were found on Gir cattle farms and Gir x Holstein, respectively. The 55 tested bulls, in 22 were not errors observed and 33 presented at least one error of paternity. The bulls with semen for insemination of more widespread cows had a greater number of errors when compared to bulls with semen less widespread. The markers with highest number of alleles were ETH3, 11-3 and 28-2 with 17 alleles each and a marker with the lowest was the BM1824 with 9 alleles. The mean expected and observed heterozygosity of the markers were 0.7682 and 0.7136, respectively. The average PIC for all markers was 0.78, ranging from 0.59 (ETH3) to 0.86 (28-2), values which show high polymorphisms rate to markers. Combined power of exclusion for the markers used in this study was higher than 99.99%, showing that they were efficient to perform the paternity test while not specific to the population studied. Using the most informative markers for the population tested can reduce the number of markers used, which could reduce the cost of paternity testing. For this, a specific panel for zebu must be prepared.