Dissecção da variação no perfil de ácidos graxos do leite de raças zebuínas leiteiras

Abstract

As raças zebuínas (Bos indicus) são capazes de produzir leite com alto teor de gordura e sólidos totais de forma competitiva em sistemas a pasto. Na pecuária leiteira nacional as raças zebuínas que mais se destacam são as raças Gir e Guzerá, que são usadas como raça pura ou em cruzamentos com animais Bos taurus. A qualidade nutricional da gordura do leite bovino, principalmente em relação à qualidade do seu perfil de ácidos graxos (AG), tem sido extensivamente estudada, em especial, com foco na saúde humana. Diversos fatores, como manejo nutricional e fatores genéticos podem alterar o perfil de ácidos graxos da gordura do leite bovino. Os resultados mais comuns apontam que os ácidos graxos sintetizados de novo na glândula mamária estão sobre maior controle genético do que os ácidos graxos (AG) pré-formados. Polimorfismos encontrados no gene da estearoil Co-A dessaturase 1(SCD1) foram associados a parte da variação encontrada no perfil de AG da gordura do leite bovino. Assim, o objetivo geral desta tese foi caracterizar fenotípica e geneticamente o perfil de AG, os índices de qualidade nutricional da gordura do leite e os índices de insaturação do leite de vacas Gir e Guzerá, com vistas à seleção futura para a melhoria da composição e da qualidade do leite dessas raças focadas na saúde humana. No primeiro estudo foram estimados os parâmetros genéticos do perfil de AG da gordura do leite de vacas Gir e Guzerá. As médias a posteriori das estimativas de herdabilidade variaram de moderadas a altas. As médias a posteriori das correlações genéticas apresentaram padrões diferentes para cada raça, sendo que, para a raça Gir, a maioria das correlações estimadas foram nulas. Independentemente da raça, os ácidos graxos de cadeia curta e média apresentaram correlações positivas e altas entre si. No segundo estudo, foi realizado estudo de associação do polimorfismo encontrado no gene da SCD1 com o conteúdo dos ácidos graxos individuais e os índices de insaturação do perfil de AG da gordura do leite de vacas Guzerá. Nesse estudo, parte dos animais Guzerá apresentaram um padrão de picos nos cromatogramas, sugerindo a presença de uma INDEL no éxon 5 do geneda SCD1. O polimorfismo do gene da SCD1 teve efeito significativo sobre os AG monoinsaturados e sobre os índices de insaturação C14:1 e C18:1. Essa tese forneceu os primeiros resultados sobre a análise genética quantitativa do perfil de ácidos graxos do leite de vacas zebuínas e também o primeiro estudo de associação do polimorfismo do gene da SCD1 com o perfil de ácidos graxos na raça Guzerá. Os resultados deste estudo demonstram que as estimativas das herdabilidades para o perfil de AG das raças Gir e Guzerá são iguais ou maiores do que as herdabilidades das características de produção de leite, que são geralmente utilizadas nos programas de melhoramento, revelando a perspectiva de resposta à seleção direta e indireta para estas características. Ademais verificou-se o efeito significativo do gene da SCD1 sobre o perfil de AG insaturados da gordura do leite de vacas Guzerá. Palavras-chave: bos indicus; gado de leite; perfil lipídico; scd1; parâmetros genéticos; inferência bayesiana.Zebu breeds (Bos indicus) produce milk with high fat content and total solids competitively in pasture-based systems. In Brazilian dairy farming, the most prominent Zebu breeds are Gir and Guzerá. These breeds are used either as pure breeds or in crossbreeding with Bos taurus animals. The nutritional quality of bovine milk fat, particularly regarding its fatty acid (FA) profile quality, has been extensively studied, especially focusing on human health. Several factors, such as nutritional management and genetic factors, may modify the fatty acid profile of bovine milk fat. The most common findings suggest that the fatty acids synthesized de novo in the mammary gland are under greater genetic control than the preformed fatty acids (FA). Polymorphisms in the stearoyl Co-A desaturase 1 (SCD1) gene have been associated with part of the variation found in the FA profile of bovine milk fat. Thus, the general objective of this thesis was to characterize, phenotypically and genetically, the FA profile, the nutritional quality indexes of milk fat, and the unsaturation indexes of milk from Gir and Guzerá cows. It contributes to the future implementation of selection to improve the composition and quality of milk from these breeds, focusing on human health. In the first study, the genetic parameters for the FA profile of milk fat from Gir and Guzerá cows were estimated. The posterior means of the heritability estimates ranged from moderate to high. The posterior means of genetic correlations showed different patterns for each breed, with most of the estimated correlations being null for the Gir breed. Regardless of the breed, short- and medium-chain fatty acids showed positive and high correlations among themselves. In the second study, we evaluated the association of a polymorphism found in the SCD1 gene with the content of individual fatty acids and FA unsaturation indexes of Guzerá cows. Part of the evaluated Guzerá animals showed a pattern of peaks in the chromatograms, suggesting the presence of an INDEL in exon 5 of the SCD1 gene. The polymorphism in the SCD1 gene was significantly associated with monounsaturated FA content and with the unsaturation indexes C14:1 and C18:1. This thesis provided the first results on the quantitative genetic analysis of Zebu cow`s milk fatty acid profile, as well as the first association study of the SCD1 gene polymorphism with the fatty acid profile in Guzerá breed. The results of this study demonstrate that the heritability estimates for the FA profile of the Gir and Guzerá breeds are equal to or greater than the heritabilities for milk production traits, which are commonly used in breeding programs. Thus, it reveals the potential for direct and indirect selection responses for these traits. Additionally, we observed a significant effect of the SCD1 gene polymorphism on the unsaturated milk FA profile of Guzerá cows. Keywords: bos indicus; dairy cattle; lipidic composition; scd1; genetic parameters; bayesian inference.