Análises Quantitativas e Genômicas de Características Relacionadas a Tolerância á Baixas Temperaturas em uma População Sintética de Tambaqui (Colossoma macropomum)

A tolerância ao frio representa um dos principais desafios para a expansão do cultivo de tambaqui (Colossoma macropomum) em regiões sujeitas a baixas temperaturas. No entanto, o conhecimento sobre a base genética dessa característica ainda é limitado, restringindo o desenvolvimento de estratégias de seleção. Este estudo teve como objetivo caracterizar a base genética da tolerância ao frio em uma população sintética de tambaqui por meio da integração de abordagens de genética quantitativa e genômica. Foram avaliados 808 animais submetidos a um desafio de quedas sucessivas de temperatura, sendo analisadas as características tempo até a morte (HTD) e sobrevivência binária. Os parâmetros genéticos foram estimados utilizando modelos mistos baseados em informações de pedigree e genômicas, enquanto análises de associação genômica ampla (GWAS) identificaram regiões genômicas associadas aos fenótipos. As estimativas de herdabilidade indicaram variabilidade genética moderada para as características estudadas, e a correlação genética entre HTD e sobrevivência binária foi alta e positiva (0,99 ± 0,05), demonstrando que ambos os fenótipos representam a mesma base genética da resposta ao frio. A utilização de informações genômicas proporcionou maior acurácia preditiva que os modelos baseados apenas em pedigree, evidenciando o potencial da seleção genômica para o melhoramento da espécie. As análises de GWAS revelaram arquitetura genética predominantemente poligênica, caracterizada pela contribuição conjunta de múltiplas regiões genômicas de pequeno a moderado efeito. Foram identificados SNPs sugestivamente associados aos fenótipos avaliados e genes candidatos relacionados à resposta ao estresse térmico, metabolismo energético, homeostase celular e resposta imune. Em conjunto, os resultados demonstram que a tolerância ao frio apresenta base genética suficiente para responder à seleção e que a incorporação de informações genômicas pode aumentar a eficiência dos programas de melhoramento genético do tambaqui. Esta tese amplia o conhecimento sobre a arquitetura genética da tolerância ao frio e fornece bases científicas para o desenvolvimento de estratégias de seleção genômica voltadas à obtenção de populações mais adaptadas às variações térmicas.

Resumo (inglês)

Cold tolerance is one of the main challenges limiting the expansion of tambaqui (Colossoma macropomum) farming into regions exposed to low temperatures. However, the genetic basis of this trait remains poorly understood, restricting the development of effective breeding strategies. This study aimed to characterize the genetic basis of cold tolerance in a synthetic tambaqui population by integrating quantitative genetics and genomic approaches. A total of 808 fish were evaluated under a progressive low-temperature challenge, and the traits hours to death (HTD) and binary survival were analyzed. Genetic parameters were estimated using mixed animal models based on pedigree and genomic information, while genome-wide association studies (GWAS) were performed to identify genomic regions associated with the evaluated phenotypes. Heritability estimates indicated moderate genetic variability for the evaluated traits, and the genetic correlation between HTD and binary survival was high and positive (0.99 ± 0.05), demonstrating that both phenotypes represent the same genetic basis underlying the response to cold stress. The incorporation of genomic information provided higher predictive accuracy than pedigree-based models, highlighting the potential of genomic selection for tambaqui breeding. Genome-wide association analyses revealed a predominantly polygenic genetic architecture, characterized by the joint contribution of multiple genomic regions with small to moderate effects. Suggestively associated SNPs and candidate genes related to thermal stress response, energy metabolism, cellular homeostasis, and immune response were identified. Overall, the results demonstrate that cold tolerance in tambaqui has sufficient genetic variability to respond to selection and that genomic information can improve the efficiency of breeding programs. This thesis expands the current knowledge of the genetic architecture of cold tolerance and provides a scientific basis for the implementation of genomic selection strategies aimed at developing populations better adapted to thermal variation.

Palavras-chave

Colossoma macropomum , Genética , Tambaqui

Idioma

Português

Citação

LATTANZI, G. R. - Análises quantitativas e genômicas de características relacionadas à tolerância a baixas temperaturas em uma população sintética de tambaqui (Colossoma macropomum). 2026, 108f - Tese (Doutorado em Aquicultura) Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2026.