Determinantes fenotípicos e genômicos da qualidade da carcaça e carne bovina

Abstract

Esta tese teve como objetivo investigar a base genética da qualidade da carne e da carcaça em bovinos Nelore e Nelore x Angus, por meio de análises físico-químicas da carne de 120 animais, 60 animais Nelore e 60 animais F1, e de análises genômicas de animais Nelore. Em laboratório, mensurou-se a umidade, proteína, colágeno total, gordura intramuscular, pH, luminosidade (L), teor de vermelho (a*), teor de amarelo (b*), perdas por expurgo, perdas por gotejamento, perdas por evaporação, perdas por coção e força de cisalhamento Warner-Bratzler, em três períodos de maturação distintos: 7, 14 e 21 dias. As novilhas Angus × Nelore apresentaram maior espessura de gordura subcutânea (p < 0,05) e teor de gordura intramuscular (5,11%). Interações entre Grupo Genético × classe Sexual (p < 0,05) foram observadas para luminosidade e perdas por evaporação, com maior luminosidade e menores perdas nas novilhas Angus × Nelore em todos os tempos de maturação. A maciez não apresentou diferença significativa entre as interações Grupo Genético e Classe Sexual. A maturação por 14 dias foi suficiente para obter valores de força de cisalhamento inferiores a 4,5 kg na maioria das amostras dos quatro tipos biológicos, equilibrando a maciez e as perdas durante a cocção. De modo geral, o grupo Novilhas Angus × Nelore produziu a carne com maior teor de gordura intramuscular, seguido pelo grupo Novilhas Nelore. Foi realizado um estudo de associacao genomica ampla (GWAS) em uma população de 660 bovinos Nelore genotipados para identificar variantes genéticas associadas a: Peso Vivo, Peso de Carcaça Quente, Rendimento de Carcaça, Espessura de Gordura Subsutânea, Área de Olho de Lombo, Força de Cisalhamento, Marmoreio, pH, Perdas Totais, Luminosidade, componente de cor a*, componente de cor b*, saturacao de cor Chroma, saturação de cor Hue, Capacidade de Retenção de Água, Perdas Por Cocção, perdas por Gotejamento e Evaporação, e identificar as regiões pleiotrópicas para essas 18 características avaliadas em laboratório. Através de análises de GWAS detectou-se 405,847 SNPs e 875 genes dentro das 10 regiões genômicas que mais explicaram a variância genética aditiva para cada característica sob estudo. A lista de genes candidatos foi submetida à análise de enriquecimento funcional: GO Biological Process identificou 274 genes, KEGG identificou 87 genes, sendo 34 genes comuns tanto à GO Biological Process quanto à KEGG. identificação de regiões genômicas com efeitos pleiotrópicos sobre características de carcaça e carne contribui para o aprofundamento do conhecimento sobre os mecanismos genéticos que influenciam a qualidade da carne em bovinos Nelore e fornece subsídios relevantes para estratégias de melhoramento genético voltadas à produção de carne de melhor qualidade.

This thesis aimed to investigate the genetic basis of meat and carcass quality in Nelore and Nelore x Angus cattle, through physicochemical analyses of the meat of 120 animals (60 Nelore and 60 F1 animals) and genomic analyses of 660 genotyped Nelore animals. In the laboratory, moisture, protein, total collagen, intramuscular fat, pH, luminosity (L), redness (a*), yellowness (b*), purge losses, drip losses, evaporation losses, cooking losses, and Warner-Bratzler shear force were measured at three distinct ageing periods: 7, 14, and 21 days. Angus × Nelore Heifers showed greater subcutaneous fat thickness (p < 0.05) and intramuscular fat content (5.11%). Interactions between Genetic Group × Sexual Class (p < 0.05) were observed for lightness and evaporation losses, with higher lightness and lower losses in Angus × Nelore heifers at all maturation times. Tenderness did not show a significant difference in Genetic Group × Sexual Class interaction. Ageing for 14 days was sufficient to achieve shear force values below 4.5 kg in most samples across the four biological types, balancing tenderness and cooking losses. In general, the Angus × Nelore Heifer group produced meat with the highest intramuscular fat content, followed by the Nelore Heifer group. A genome-wide association study (GWAS) was conducted on a population of 660 genotyped Nellore cattle to identify genetic variants associated with: Body Weight, Hot Carcass Weight, Carcass Dressing, Subcutaneous Fat Thickness, Ribeye Area, Shear Force, Marbling, pH, Luminosity, a* colour component, b* colour component, Chroma colour saturation, Hue colour saturation, Water Holding Capacity, Cooking Losses, Drip Losses, Evaporation Losses and Total Losses, and to identify the pleiotropic regions for these 18 traits evaluated in the laboratory. Through GWAS analyses, 405,847 SNPs were detected, and 875 genes were detected within the 10 genomic regions that best explained the additive genetic variance for each trait assessed. The list of candidate genes was submitted to functional enrichment analysis: GO Biological Process identified 274 genes, KEGG identified 87 genes, and 34 genes were common to both. Identifying genomic regions with pleiotropic effects on carcass and meat traits deepens understanding of the genetic mechanisms that influence meat quality in Nellore cattle and provides relevant support for genetic improvement strategies to produce higher-quality meat.