Estudos de meta-análise para a identificação de marcadores genéticos em regiões gênicas associados ácidos graxos e correlação genética entre clusters de perfil de ácidos graxos e características de carcaça e qualidade de carne em populações de bovinos Nelore

Este estudo teve como objetivo identificar os principais mecanismos genéticos e funcionais que determinam o perfil de ácidos graxos em bovinos e investigar as relações genéticas entre diferentes perfis lipídicos da carne e características de qualidade da carne e da carcaça, visando subsidiar estratégias de seleção genética para a produção de carne bovina com maior valor nutricional. Para alcançar esse objetivo, foram empregadas duas abordagens complementares. A primeira consistiu em uma meta-análise baseada em uma revisão sistemática da literatura, integrando estudos genômicos, transcriptômicos e proteômicos relacionados ao perfil de ácidos graxos em bovinos de corte. Foram avaliados genes diferencialmente expressos e marcadores moleculares identificados por meio de estudos de associação genômica ampla (GWAS), com suas posições genômicas atualizadas para o *assembly* ARS-UCD2.0. Genes candidatos foram submetidos a análises de anotação funcional e enriquecimento metabólico utilizando os bancos de dados KEGG e Ensembl VEP. A segunda abordagem envolveu análises de genética quantitativa de 7.893 machos jovens da raça Nelore, provenientes de programas brasileiros de melhoramento genético. Os animais foram agrupados em três *clusters* fenotípicos com base nos perfis de ácidos graxos da carne, utilizando o método K-médias; posteriormente, parâmetros genéticos e correlações entre perfis lipídicos e características de qualidade da carne foram estimados por meio de modelos de múltiplas características sob a metodologia ssGBLUP. A meta-análise identificou 460 SNPs localizados em 48 genes diferencialmente expressos associados ao perfil de ácidos graxos, destacando genes com relevância funcional para o metabolismo lipídico, como *FASN*, *SCD*, *PLA2G6*, *ALK*, *SMURF2* e *CNNM2*. As vias metabólicas enriquecidas incluíram AMPK, sinalização Ras, endocitose e organização do citoesqueleto celular, ressaltando a natureza multifatorial da regulação da deposição de lipídios intramusculares. A análise fenotípica revelou três perfis lipídicos biologicamente distintos: o *Cluster* 1, enriquecido em ácidos graxos poli-insaturados (PUFA), considerado nutricionalmente mais favorável; o *Cluster* 2, com perfil intermediário caracterizado por maiores concentrações de ácido linoleico conjugado (CLA); e o *Cluster* 3, enriquecido em ácidos graxos saturados e monoinsaturados. As estimativas de herdabilidade para os *clusters* foram moderadas (0,44; 0,33 e 0,29), indicando potencial de resposta à seleção genética, particularmente para o perfil enriquecido em PUFA. Adicionalmente, observaram-se correlações genéticas desfavoráveis entre o perfil nutricionalmente desejável e características relacionadas à deposição de gordura, evidenciando desafios significativos para programas de seleção que buscam conciliar a qualidade nutricional com as características tradicionais de carcaça. De modo geral, os resultados demonstram que o perfil de ácidos graxos possui uma base genética consistente e pode ser incorporado como um fenótipo complexo aos programas modernos de melhoramento de bovinos.

Resumo (inglês)

This study aimed to identify the key genetic and functional mechanisms determining the fatty acid profile in cattle and to investigate the genetic relationships between different meat lipid profiles and meat and carcass quality traits, with the goal of supporting genetic selection strategies for producing beef with higher nutritional value. To achieve this objective, two complementary approaches were employed. The first consisted of a meta-analysis based on a systematic literature review, integrating genomic, transcriptomic, and proteomic studies related to the fatty acid profile of beef cattle. Differentially expressed genes and molecular markers identified through genome-wide association studies (GWAS) were evaluated, with their genomic positions updated to the ARS-UCD2.0 assembly. Candidate genes underwent functional annotation and metabolic enrichment analyses using the KEGG and Ensembl VEP databases. The second approach involved quantitative genetic analyses of 7,893 young Nellore males from Brazilian genetic improvement programs. The animals were grouped into three phenotypic clusters based on meat fatty acid profiles using the K-means method; subsequently, genetic parameters and correlations between lipid profiles and meat quality traits were estimated using multi-trait models under the ssGBLUP methodology. The meta-analysis identified 460 SNPs located within 48 differentially expressed genes associated with the fatty acid profile, highlighting genes with functional relevance to lipid metabolism, such as FASN, SCD, PLA2G6, ALK, SMURF2, and CNNM2. Enriched metabolic pathways included AMPK, Ras signaling, endocytosis, and cellular cytoskeleton organization, underscoring the multifactorial nature of the regulation of intramuscular lipid deposition. Phenotypic analysis revealed three biologically distinct lipid profiles: Cluster 1 enriched in polyunsaturated fatty acids (PUFA), considered nutritionally more favorable; Cluster 2 intermediate profile characterized by higher concentrations of conjugated linoleic acid (CLA); and a Cluster 3 enriched in saturated and monounsaturated fatty acids. Heritability estimates for the clusters were moderate (0.44, 0.33, and 0.29), indicating potential for response to genetic selection, particularly for the PUFA-enriched profile. Additionally, unfavorable genetic correlations were observed between the nutritionally desirable profile and traits related to fat deposition, highlighting significant challenges for selection programs aiming to reconcile nutritional quality with traditional carcass traits. Overall, the results demonstrate that the fatty acid profile has a consistent genetic basis and can be incorporated as a complex phenotype into modern cattle breeding programs.

Palavras-chave

Qualidade da carne , Expressão gênica , Bovinos carcaça

Idioma

Inglês

Citação

SALATTA, B. M. - Estudos de meta-análise para a identificação de marcadores genéticos em regiões gênicas associados ácidos graxos e correlação genética entre clusters de perfil de ácidos graxos e características de carcaça e qualidade de carne em populações de bovinos Nelore - 2026, 44f - Relatório de Pós Doutorado - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2026.