Luiz Lehmann Coutinho.

Descrição: O Hologenoma é um conceito evolutivo de que tanto o hospedeiro quanto seus microrganismos associados (microbiota) formam uma entidade biológica coesiva conhecida como holobionte, cuja interação afeta o desenvolvimento e aptidão geral do chamado hologenoma, de tal forma que esse vem sendo considerado como um nível independente de seleção. Nos ruminantes em particular, além de permitir quebrar complexos polissacarídeos encontrados nas pastagens, a fermentação microbiana no rúmen produz metano como subproduto, um gás de efeito estufa com elevado impacto ambiental. Assim como a redução do custo e impacto ambiental, a melhoria da qualidade é fator fundamental para a conquista de novos mercados para a carne bovina brasileira. Em projeto temático anterior, produzimos dados genômicos estruturais e funcionais em uma população de referência da raça Nelore, revelando, com isso, os principais atores da regulação da expressão gênica e dos processos biológicos relevantes para características de qualidade da carne e eficiência alimentar. Na proposta atual, ampliaremos a análise de dados para integrar ainda mais os diferentes níveis de informação genômica e fenotípica, buscando mutações causais que expliquem as diferenças observadas na expressão gênica. Investigaremos também, além do genoma funcional do hospedeiro, a metagenômica e metabolômica do rúmen de uma nova amostra de bovinos da raça Nelore. A adição da camada meta-ômica à genômica funcional do hospedeiro permitirá responder questões cruciais sobre as inter-relações entre a diversidade funcional da microbiota e o ambiente do hospedeiro. Além disso, a construção de um banco de dados relacional deve facilitar a exploração desse conjunto ímpar de dados experimentais multi-ômicos de Bos indicus e sua futura integração a esforços internacionais para a compreensão do genoma funcional dos bovinos. Projeto Temático FAPESP: 19/04089-2

A galinha doméstica é um importante animal de produção com proteína de alto valor biológico para o consumo humano. Avanços tecnológicos têm permitido a identificação de variações genéticas de forma rápida e com custo relativamente baixo. Os chips densos de SNPs são um recurso valioso para estudos genéticos, tais como a seleção genômica e detecção de loci de características quantitativas. Além disso, com a utilização de milhares de SNPs/INDELs através de metodologias estatísticas apropriadas é possível identificar regiões que tenham sido submetidas à seleção positiva. O objetivo deste projeto é a identificação de regiões genômicas na galinha que controlam características de importância zootécnica. Para este fim realizaremos um estudo de associação global do genoma em 1.000 frangos de corte de uma população experimental com um chip denso de SNPs (600K); re-sequenciamento do genoma completo de quatro linhagens experimentais abatidas em 1999 e 2013 (corte, postura de ovos brancos com e sem seleção, postura de ovos castanhos); identificação, anotação e validação de variações genéticas por meio de Bioinformática; identificação de varreduras seletivas e a construção de um catálogo de variações genéticas para as linhagens brasileiras de galinhas que será comparado com outros bancos de dados. As informações geradas irão complementar os estudos de mapeamento de QTLs já conduzidos por nosso grupo e permitirão um avanço significativo na compreensão dos mecanismos genéticos envolvidos nos processos biológicos de interesse para a avicultura, além de contribuir para o desenvolvimento de ferramentas para a seleção genética de animais superiores e formação de recursos humanos.

O Brasil é um dos principais produtores e exportadores mundiais de carne bovina e sua vantagem competitiva deve-se principalmente ao custo de produção do bovino brasileiro, que é um dos mais baixos do mundo. Para ampliar sua importância no mercado, é necessário adequar sua produção de carne aos padrões estabelecidos pelos importadores. Entre os quesitos de qualidade, a maciez, quantidade e tipo de gordura intramuscular podem influenciar as características sensoriais e o valor nutricional da carne bovina. A seleção para qualidade da carne não tem sido efetiva em programas de melhoramento de gado de corte no Brasil. Metodologias para sequenciamento, genotipagem e análise de expressão do genoma em larga escala têm contribuído para o conhecimento das bases genéticas da variação e para a seleção precoce de bovinos. Um projeto anterior intitulado ?Estratégias genéticas para produção de carne bovina de qualidade? produziu 796 novilhos, descendentes de 34 touros selecionados para amostrar a diversidade da raça Nelore, os quais foram avaliados para eficiência alimentar e qualidade da carne, bem como submetidos à análise de associação genômica com um painel de SNPs (Illumina BovineHD chip). Esse projeto permitiu identificar regiões genômicas associadas a características de produção e qualidade de carne. O presente projeto tem por objetivo alcançar melhor compreensão dos mecanismos genéticos envolvidos na variação de caracteres quantitativos apontados pela análise de associação. Para tanto, propõe-se complementar as análises de associação genômica para incluir novos fenótipos, expandir as análises do genoma funcional (RNA, microRNA e proteínas), avaliar o significado de CNVs e capacitar recursos humanos nas áreas de bioinformática e genômica.

Os objetivos deste projeto são: a) construir um mapa consenso das populações F2 (TCTC e CTCT) da Embrapa Suínos e Aves; b) desenvolver um algoritmo capaz de mapear QTL utilizando duas populações simultaneamente; c) transformar esse algoritmo em linguagem computacional; d) mapear QTLs para características de desempenho e carcaça utilizando as duas populações simultaneamente.

A ovinocultura tem apresentado crescimento e importância nos sistemas agropecuários, especialmente na agricultura familiar. Isto ocorre porque esta atividade é adequada às pequenas áreas e, em geral, demanda pouco investimento de capital em animais. Além disto, possibilita a geração de produtos comercializáveis como a carne, leite, pêlo e couro, e seus derivados (queijos finos, embutidos e cosméticos). Independente do objetivo da criação, a exploração destes ruminantes tem muito a contribuir para o desenvolvimento sócio-econômico do País, particularmente para os estados da região Nordeste. Em razão de sua importância econômica e social, a ovinocultura requer medidas de manejo adequadas para que possa superar os desafios existentes, desenvolver-se e consolidar-se como atividade produtiva de mercado. Para que isso ocorra, medidas de manejo e controle sanitário devem ser implementadas visando superar as barreiras existentes, dentre elas, os aspectos relacionados à saúde dos rebanhos. Este problema tem sido apontado como um fator limitante para o desenvolvimento da ovinocultura, devido às perdas produtivas decorrentes das enfermidades, tais como as infecções causadas por nematódeos gastrintestinais. Esta proposta tem caráter multidisciplinar e propõe avaliar a influência da genética e da ingestão alimentar na função imunológica contra nematódeos através de avaliações da expressão gênica de citocinas em ovinos jovens. Ainda dentro deste contexto, como as infecções em ovinos por nematódeos são severas e envolvem mortalidade, pretendemos desenvolver um marcador fenotípico capaz de detectar e monitorar indivíduos resistentes. Dessa forma, juntamente com o exame de OPG, poderemos selecionar animais geneticamente resistentes, com base nos níveis de IgE no soro e marcadores moleculares e assim contribuir de forma efetiva com programas de seleção de animais resistentes a parasitas gastrintestinais. A equipe proponente (ESALQ, UNESP e Embrapa Caprinos) vem trabalhando em conjunt

O mercado consumidor tem exigido maior eficiência e maior eficácia do setor produtivo de carne bovina do País, que deve disponibilizar produtos de qualidade com preços acessíveis, para permanecer no negócio. Dentre os fatores que determinam a qualidade da carne estão os atributos organolépticos e, dentre esses, a maciez é o mais valorizado pelo consumidor. Dos fatores ante-mortem que atuam sobre a maciez da carne pode-se destacar o genótipo do animal e, em razão do clima predominante no Brasil, os criatórios do País dedicam-se basicamente à criação de zebuínos, principalmente Nelore, que, reconhecidamente, produzem carne menos macia do que os taurinos. Novas tecnologias de genomica e proteômica têm permitido avanços significativos na identificação de genes envolvidos em processos biológicos complexos. Neste projeto estarmos estudando a expressão de RNAm, microRNA e proteínas em animais com carne mais e menos macia com o objetivo de identificar marcadores moleculares associados com a maciez da carne. O produto final deste projeto será o desenvolvimento de um conjunto de marcadores moleculares para a seleção visando à qualidade da carne de animais da raça Nelore. Esse é um produto patenteável e passível de transferência para a iniciativa privada. Este projeto poderá gerar testes genéticos para determinar o potencial do animal em produzir carne macia. Este seria com certeza um teste mais fácil e barato do que a determinação da força de cisalhamento.

O objetivo deste trabalho é conduzir um estudo em quatro etapas: (1) Refinar o mapeamento de uma região onde foram mapeados importantes QTLs no cromossomo 1 da galinha, com o objetivo de determinar com maior precisão a posição dos QTLs. (2) Fazer o levantamento de possíveis genes candidatos por posição e selecionar dois deles. (3) Detectar polimorfismos nos genes candidatos selectionados. (4) Testar associações dos polimorfismos encontrados com característicsa de interesse para a avicultura. A EMBRAPA Suínos e Aves desenvolveu uma população experimental a partir do cruzamento de uma linhagem de corte e uma de postura. Nesta população experimental brasileira foram mapeados diversos QTLs nos cromossomos 1 a 8, 11 e 13 para características de desempenho e carcaça em trabalhos realizados em colaboração com a ESALQ-USP e mais recentemente FMVZ-UNESP. Importantes QTLs para peso aos 35, 41 e 42 dias de idade, peso de pulmão e coração ajustados para peso corporal foram mapeados no cromossomo 1, porém o intervalo de confiança abrangeu mais de 30 cM. Será realizado o mapeamento fino de QTLs dessa região no cromossomo 1, porém o intervalo de confiança abrangeu mais de LEI0071. Dez marcadores microssatélites foram utilizados em estudo anterior nesta região, envolvendo 653 animais F2, no presente estudo serão adicionados sete microssatélites e um SNP. Os microssatélites serão genotipados no sequenciador automático MegaBace, e o SNP pela metodologia TaqMan. O mapa genético será construído e o mapeamento de QTLs realizado. Dois genes candidatos por posição (um deles possivelmente o IGF-1, que já foi mapeado na região em estudo) serão escolhidos e investigados quanto a polimorfismos, e em sequida, realizados testes de associações entre os polimorfismos e características de interesse.

Title: Identification of Genetic Variation Affecting Endoparasite Resistance in Cattle.
Principal Investigator: Drs. Tad Sonstegard & Curt Van Tassell, Bovine Functional Genomics Laboratory, BARC
Problem: Gastrointestinal (GI) nematode infection is a serious health problem in cattle as infection can cause anemia and weight loss that leads to reduced reproductive and lactation performance. Antihelmintic drugs can be used to attenuate this problem when cattle are properly managed in modern production systems. However, proper treatment regimes can significantly narrow profit margins, which often leads to improper use of antihelmintics. Now, there are clear signs of drug resistant parasites in the U.S. and worldwide. As such, alternative strategies to control parasite infection in cattle based on host genetics are becoming increasingly important. Characterization of existing genetic variation in cattle that confers disease resistance to endoparasites will provide not only provide DNA-based selection tools for herd management, but also gene function information relative to identifying which immune response mechanisms differentiate a resistant and susceptible animal.
Importance: Costs to U.S. cattle industry related to endoparasite control and infection are estimated to be $2 billion annually. 
CRIS Relevance: This research falls under the established objectives of four CRIS projects: NP-101 CRIS 1265-31000-081, 086, and 090 and NP-103 CRIS 1265-32000-072. Specifically, this proposal addresses objectives for characterization of genetic variation that confers resistance to endoparasite infection through the use of bioinformatics, genome and EST sequence information, and QTL mapping results.
Off-Shore Importance: Our collaboration with Brazilian research groups has presented us with a unique opportunity to identify gene variants from a novel source of germplasm that is strongly associated with endoparasite resistance. This variation has arisen through

Este projeto visa a identificação de polimorfismos em 2 genes candidatos envolvidos no metabolismo da gordura e crescimento, que possam ser utilizados como marcadores na seleção genética para caracterísitcas de imporância para a avicultura nacional. Visa também a identificação de regiões do genoma (QTLs) associadas a caracteristicas de desempenho e qualidade da carcaça nos cromossomos 6, 7, 8 e 13. Para detalhes do projeto, equipe, publicações e instituições financiadoras, verificar a página abaixo: http://www.cnpsa.embrapa.br/genomafrango/genomafrango.html .

Identificação de genes envolvidos na resposta a endoparasitas gastrintestinais em bovinos - Agência financiadora: Fapesp

Qualidade da carne de frangos de corte: fatores de genética, estresse pré-abate e nutrição - Agência Financiadora: FAPESP

Desenvolvimento e capacitação técnica na produção de bovinos transgênicos por recombinação homóloga

O Agronegócio avícola é de extrema importância para o Brasil, respondendo por 1,5% do PIB, sendo responsável por 4 milhões de empregos diretos e indiretos. O país é o segundo maior produtor e exportador de carne de aves, fechando o ano de 2003 com 7,84 milhões de toneladas. Este setor é altamente competitivo e não há dúvidas de que novas descobertas na área de biotecnologia, genética molecular e genômica serão decisivas na sua competitividade em uma economia globalizada. A geração de conhecimentos que contribuam para decifrar parte do controle genético de características de interesse econômico serão imprescindíveis para uma seleção mais efetiva, principalmente para características difíceis de serem medidas ou de alto custo de avaliação. Enquadram-se neste grupo características como consumo de ração, conversão alimentar e deposição de gordura. A identificação de marcadores moleculares associados a essas e outras características possibilitará seu uso como complemento em programas de melhoramento, através da seleção assistida, visando eliminar algumas limitações da seleção baseada no fenótipo. Este projeto reúne competências de Unidades da Embrapa (Suínos e Aves, Gado de Leite, Pecuária Sul e CENARGEN), Universidades (ESALQ/USP e UNESP-Botucatu) e o setor privado (Agroceres Ross) para, com uma estratégia multidisciplinar, identificar novas ferramentas que aumentem a eficiência de crescimento e a qualidade de carcaça de aves. Famílias de F2, obtidas com o cruzamento de linhagens divergentes para ganho de peso e crescimento do tecido muscular, serão utilizadas para mapear regiões genômicas contendo QTL, do inglês: Quantitative Trait Loci (locos que controlam características quantitativas). Estas informações são extremamente valiosas por facilitar a identificação de genes responsáveis por características poligênicas. As estratégias empregadas serão: 1) mapeamento de QTL utilizando marcadores microssatélites. Este é o primeiro passo para identificação de genes candidatos.

O objetivo deste trabalho é identificar locos controladores de características quantitativas (QTL) associados a características de interesse econômico nos cromossomos 8 e 13 de aves. A partir de cruzamentos recíprocos de uma linhagem de aves corte (TT) e uma de postura (CC), desenvolveram-se populações referência. Sete machos CC foram acasalados com sete fêmeas TT e sete machos TT foram acasalados com sete fêmeas CC para produzir duas populações F1: CT e TC, as quais foram criadas como matrizes de corte. Um macho e três fêmeas de cada uma das 14 famílias de irmãos completos foram usados para gerar as aves F2, também em duas subpopulações. Cada macho F1 foi acasalado com três fêmeas F1 não-aparentadas para produzir 100 descendentes por família de mãe. Informações de um total de 2063 indivíduos da subpopulação F2 produzida a partir das aves F1 TC, serão incluídas neste estudo. Foram coletados dados fenotípicos de peso ao nascer, aos 35, 41 e 42 dias de idade, peso da carcaça, peso de partes (peito, coxas, costas, asas, cabeça, pés) e porcentagem de gordura na carcaça. Na genotipagem seletiva de indivíduos serão empregados dez e oito marcadores microssatélites distribuídos ao longo dos cromossomos 8 e 13, respectivamente. A distribuição das freqüências alélicas entre os indivíduos com alto e baixo peso vivo nas diferentes idades será testada usando Qui-quadrado. Os marcadores associados a diferenças no peso vivo serão empregados na etapa seguinte. Uma amostra abrangente, de pelo menos 500 indivíduos F2 pertencentes às famílias com maior número de marcadores informativos na genotipagem seletiva, será subseqüentemente genotipada para mapeamento de QTL. Com base nas informações de parentesco e genótipos dos marcadores, os mapas de ligação dos cromossomos 8 e 13 serão construídos. Em seguida, o mapeamento de QTL associados a desempenho e carcaça nas diferentes idades será efetuado pelo método de quadrados-mínimos.

Mapeamento de locos de características quantitativas associados a desempenho e carcaça nos cromossomos 11 e 13 de Gallus gallus.

A avicultura brasileira e mundial vêm alcançando expressiva evolução nos índices de desempenho devido ao melhoramento genético baseado em conceitos de genética quantitativa, onde ocorre a seleção de indivíduos com fenótipos desejáveis para serem os genitores da geração seguinte. Com o advento das técnicas moleculares de análise genética (marcadores moleculares), um novo horizonte abriu-se aos melhoristas, vislumbrando-se maiores possibilidades de ganhos à medida que o controle genético dos caracteres quantitativos sob seleção é desvendado, permitindo que novas informações sejam incorporadas aos métodos clássicos de melhoramento, por meio da identificação de genes que controlam tais caracteres. Grandes esforços vêm sendo realizados para a construção de um mapa genético de frango de corte com o uso de marcadores microssatélites, que servem de base para a realização de estudos para a identificação de QTL´s (quantitative trait loci) que estejam associados às características de interesse comercial. Atualmente, os métodos de análise genético-estatísticas envolvidas no mapeamento de QTL´s são muito complexos, envolvendo profundos conhecimentos nas áreas de Genética, Estatística e Computação. Com o uso desses métodos, é possível estudar a arquitetura genética dos caracteres quantitativos, pois os mesmos permitem determinar o número, a posição, os efeitos e as interações entre os QTL´s. Assim, os objetivos deste projeto de pesquisa serão; i) mapear QTL´s associados às características de desempenho zootécnico e de carcaça em uma população referência de frangos de corte (CT); ii) realizar estudos sobre a arquitetura genética de caracteres quantitativos nessa população, determinando localização e número de QTL´s envolvidos no controle destas características, o(s) tipo(s) de ação(ões) gênica(s) dos QTL´s que controla(m) tais características; iii) estudos detalhados da correlação entre tais caracteres.

A constante perda da diversidade biológica frente às pressões antrópicas tem concentrado atenções sobre a necessidade de se conhecer a diversidade genética das espécies que ainda restam como um primeiro passo para o desenvolvimento de estratégias de manejo. Técnicas de genética molecular fornecem uma estimativa do número de formas distintas numa área, bem como medidas de quão diferentes elas são. Dentre estas técnicas, o sequenciamento de DNA mitocondrial e nuclear, aliado à análise de sequências microssatélite, geram informações potencialmente capazes de evidenciar a variação contida entre indivíduos, sendo uma ferramenta excelente para ser utilizada em análise filogenética, diferenciação interespecífica e intraespecífica.

Organização de acervos de recursos genéticos para identificação de genes de resistência a endoparasitasa em ruminantes

1.3.3.	Marcadores genéticos associados às características de resistência a endo e ectoparasitas e ao estresse térmico em bovinos de leite Agência: Prodetab; Número de Processo: 063-02/99.

Este projeto teve como principal objetivo a identificação de genes bovinos com potencial de utilização no desenvolvimento de novos produtos e tecnologias a serem explorados comercialmente. Paralelamente, as informações geradas no andamento dos trabalhos tiveram um valor inestimável para a comunidade científica, notadamente para as áreas de zootecnia, biologia medicina veterinária e genética, entre outras. Para tanto, foram analisadas aproximadamente 100 mil sequencias expressas (ESTs), obtidas no sequênciamento de bibliotecas de cDNA, preparadas com o RNA mensageiro extraído de diferentes órgãos e tecidos corporais (como testículos, pele, tecido muscular e tecido adiposo). A produção de bibliotecas de cDNA seguiu a estratégia utilizada pelo projeto Sucest (Sugarcane EST Project), na qual os fragmentos de cDNA produzidos com o kit SuperScript Plasmid System (Gibco-BRL) são selecionados por tamano em coluna de sepharose e posteriormente clonados no vetor pSport-1 e 6, os quais foram transferidos para células de Escherichia coli (linhagem DH10B) pela técnica de eletroporação.

Este projeto visou a identificação de polimorfismos em genes candidatos relacionados ao desenvolvimento muscular, que possam ser utilizados como marcadores na seleção genética para caracterísitcas de importância para a avicultura nacional. Para detalhes do projeto, equipe, publicações e instituições financiadoras, verificar a página abaixo: http://www.cnpsa.embrapa.br/genomafrango/genomafrango.html .

Análise genômica funcional de frangos de corte para características de produção e qualidade de carne. Projeto Financiado: PRODETAB

Este projeto visou a identificação de polimorfismos em genes candidatos relacionados ao desenvolvimento muscular, que possam ser utilizados como marcadores na seleção genética para caracterísitcas de importância para a avicultura nacional. Visou também a identificação de regiões do genoma (QTLs) associadas a caracteristicas de desempenho e qualidade da carcaça nos cromossomos 1, 2, 3, 4 e 5. Para detalhes do projeto, equipe, publicações e instituições financiadoras, verificar a página abaixo: http://www.cnpsa.embrapa.br/genomafrango/genomafrango.html .

Uso de técnicas de biologia molecular na produção e melhoramento animal - Projeto Financiadopela AGROCERES - Projeto Financiado por: PRODETAB