Modelos de norma de reação genômica e análise de redes genéticas para explorar os efeitos das interações genótipo × ambiente sobre características de eficiência alimentar em bovinos da raça Nelore

A eficiência alimentar é um dos principais determinantes da rentabilidade e da sustentabilidade em sistemas de produção de bovinos de corte, uma vez que a alimentação representa a maior parcela dos custos de produção e melhorias na eficiência podem reduzir o uso de recursos e a intensidade de emissão de gases de efeito estufa por unidade de produto. No entanto, características indicadoras como o consumo de matéria seca (DMI) e o consumo alimentar residual (RFI) são custosas de mensurar e são fortemente influenciadas por manejo, nutrição e clima. Em sistemas tropicais de produção, essa heterogeneidade ambiental aumenta a probabilidade de ocorrência de interação genótipo × ambiente (G×E), podendo levar ao re-rank de candidatos à seleção e reduzir a previsibilidade do progresso genético. Nesse contexto, a integração da metodologia de normas de reação com informações genômicas constitui uma abordagem promissora para quantificar robustez genética e apoiar estratégias de seleção alinhadas ao sistema de produção. Assim, esta tese teve como objetivo caracterizar a arquitetura genética da eficiência alimentar em bovinos Nelore sob diferentes condições ambientais, integrando abordagens complementares: modelos de norma de reação para quantificar a G×E para DMI e RFI, utilizando diferentes definições ambientais relacionadas às condições de produção e manejo, com ênfase em variações nutricionais e clima; e análises de associação genômica ampla (GWAS) em um arcabouço de norma de reação genômica, acopladas à anotação funcional e à interpretação baseada em redes, para identificar regiões genômicas e processos biológicos associados tanto ao desempenho basal (intercepto) quanto à sensibilidade ambiental (inclinação). Em conjunto, os estudos demonstram que o controle genético da eficiência alimentar não é constante entre ambientes, com alterações nos componentes de (co)variância, parâmetros genéticos e reclassificação de reprodutores sob condições nutricionais e climáticas mais desafiadoras. As análises genômicas também indicam a participação de mecanismos ligados ao metabolismo energético, regulação endócrina, função imune e respostas celulares ao estresse, reforçando a natureza complexa e ambiente dependente dessas características. De forma geral, esta tese contribui para o aprimoramento de ferramentas quantitativo-genômicas que apoiam a seleção de bovinos Nelore mais eficientes e, ao mesmo tempo, mais robustos frente à variabilidade ambiental, favorecendo ganhos genéticos mais consistentes e sustentáveis em sistemas tropicais de produção.

Resumo (inglês)

Feed efficiency is a major determinant of profitability and sustainability in beef cattle production systems, as feed accounts for the largest share of production costs and improvements in efficiency can reduce resource use and greenhouse gas emission intensity per unit of product. However, indicator traits such as dry matter intake (DMI) and residual feed intake (RFI) are expensive to measure and are strongly affected by management, nutrition, and climatic conditions. In tropical production systems, this environmental heterogeneity increases the likelihood of genotype-by environment (G×E) interactions, potentially leading to re-ranking of selection candidates and reduced predictability of genetic progress. In this context, integrating reaction norm methodology with genomic information represents a promising approach to quantify genetic robustness and to support selection strategies aligned with specific production systems. Therefore, this thesis aimed to characterize the genetic architecture of feed efficiency in Nellore cattle under contrasting environmental conditions by integrating complementary approaches: reaction norm models to quantify G×E for DMI and RFI using alternative environmental descriptors related to production conditions and management, with emphasis on nutritional variation and climate; and genome-wide association studies (GWAS) within a genomic reaction norm framework, coupled with functional annotation and network-based interpretation, to identify genomic regions and biological processes associated with both baseline performance (intercept) and environmental sensitivity (slope). Collectively, the studies demonstrate that the genetic control of feed efficiency is not constant across environments, with changes in (co)variance components, genetic parameters, and sire re-ranking under more nutritionally and climatically challenging conditions. Genomic analyses further indicate the involvement of mechanisms related to energy metabolism, endocrine regulation, immune function, and cellular stress responses, reinforcing the complex and environment-dependent nature of these traits. Overall, this thesis contributes to advancing quantitative-genomic tools that support the selection of Nellore cattle that are not only more feed-efficient, but also more robust to environmental variability, promoting more consistent and sustainable genetic gains in tropical beef production systems.

Palavras-chave

Bovinos genética , Eficiência alimentar , Bovinos nelore , Alimentação animal

Idioma

Inglês

Citação

SILVA NETO, J. B. - Modelos de norma de reação genômica e análise de redes genéticas para explorar os efeitos das interações genótipo × ambiente sobre características de eficiência alimentar em bovinos da raça Nelore - 2026, 287f - Tese (Doutorado em Ciência Animal) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2026.