Atendendo solicitação do(a) autor(a), o texto completo desta tese/dissertação será disponibilizado somente a partir de 20/08/2023 At the author's request, the full text of this thesis / dissertation will not be available online until August 20, 2023 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CÂMPUS DE BOTUCATU FARELO DE GLÚTEN DE MILHO SECO NA DIETA DE BOVINOS NELORE EM TERMINAÇÃO: COMPORTAMENTO INGESTIVO, SAÚDE RUMINAL, PERFIL METABÓLICO SANGUÍNEO E EXPRESSÃO RELATIVA DE mRNA DE GENES TRANSPORTADORES DE ÁCIDOS GRAXOS RUMINAL HUGO LENNON CORRÊA ZOOTECNISTA BOTUCATU - SP AGOSTO – 2021 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA CÂMPUS DE BOTUCATU FARELO DE GLÚTEN DE MILHO SECO NA DIETA DE BOVINOS NELORE EM TERMINAÇÃO: COMPORTAMENTO INGESTIVO, SAÚDE RUMINAL, PERFIL METABÓLICO SANGUÍNEO E EXPRESSÃO RELATIVA DE mRNA DE GENES TRANSPORTADORES DE ÁCIDOS GRAXOS RUMINAL HUGO LENNON CORRÊA ZOOTECNISTA Orientador: Dr. Danilo Domingues Millen Coorientador (a): Dr. Mário De Beni Arrigoni Dra. Cynthia Ludovico Martins BOTUCATU - SP AGOSTO – 2021 Tese apresentada ao Programa de Pós-gradua- ção em Zootecnia da Universidade Estadual Paulista, como parte das exigências para ob- tenção do título de Doutor em Zootecnia. FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉC. AQUIS. TRATAMENTO DA INFORM. DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CÂMPUS DE BOTUCATU - UNESP BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: ROSEMEIRE APARECIDA VICENTE-CRB 8/5651 Corrêa, Hugo Lennon. Farelo de glúten de milho seco na dieta de bovinos nelore em terminação : comportamento ingestivo, saúde ruminal, perfil metabólico sanguíneo e expressão relativa de mRNA de genes transportadores de ácidos graxos ruminais / Hugo Lennon Corrêa. - Botucatu, 2021 Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Orientador: Danilo Domingues Millen Coorientador: Mário De Beni Arrigoni Coorientador: Cynthia Ludovico Martins Capes: 50405004 1. Bovinos de corte. 2. Expressão gênica. 3. Ruminação digestiva. 4. Metabolismo. 5. Glútens. 6. Farelo de milho. Palavras-chave: Bovinos de corte; Expressão gênica; Farelo de glúten de milho seco; Sáude ruminal; Terminação de bovinos. Ofereço A Deus pelas benções concedidas, por me guiar, proteger e fazer seguir em frente. O Se- nhor é a minha paz e com Você sempre quero estar. Dedico À minha família, minha mãe, Tânia de Jesus Corrêa, meu pai, Romison de Souza Tei- xeira e irmãos, Louane Tainá Corrêa Teixeira e Lucas Matheus Corrêa Teixeira pelo apoio e ajuda constante e amor incondicional. Vocês sempre estarão comigo! Agradecimentos A Deus por todas as oportunidades que tive em compreender, aprender e ensinar; À minha família que, em todos os momentos, sempre deram apoio incondicional e uma palavra de conforto para manter os planos; À Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia - Universidade Estadual Pau- lista ''Júlio de Mesquita Filho" pela oportunidade em cursar a pós-graduação; Ao Orientador, Professor Dr. Danilo Domingues Millen pelas orientações con- cedidas e oportunidades de compartilhamento de conhecimentos; Aos co-orientadores Dr. Mário de Beni Arrigoni e Drª Cinthya Ludovico Martins por todo apoio e confiança depositado, bem como por ajudar continuadamente nesta pes- quisa e em meu desenvolvimento pessoal e profissional; Ao professor Dr. Otávio Rodrigues Machado Neto por toda supervisão conce- dida ao longo do desenvolvimento desta pesquisa; À equipe de execução do projeto em campo, Wellington Luiz de Paula Ara- újo, Mateus Silva Ferreira, Bismarck Moreira Santiago e Tainá Eburnêo Martins, obri- gado pela oportunidade em compartilhar experiências e vivência diária no confinamento; A todos os estagiários: Ana Bárbara Sartor, Luiz Antônio Fogaça, João Victor Ishikawa, Camila Prado, Adelino Francischinelli, Ana Gabriela Sabadini, Monise Santos, Matheus Parra, Rafael Bitu e demais integrantes da Empresa Júnior NUTRIR – UNESP, entre outros que participaram indiretamente. Sem a ajuda e colaboração de vocês não teríamos concluído esse projeto com sucesso; Aos funcionários do setor do Confinamento de novilho precoce Carlos Eduardo, Wilson Bizantino e Sr. Benedito e aos demais funcionários da FMVZ por todo tipo de informação e experiência de vida concedida; A técnica Gisele Setznagl e Stefanilly Souza Leite pela ajuda no Laboratório de Bromatologia da FMVZ – UNESP; Ao professor José Roberto Sartori do Departamento de Melhoramento e Nutri- ção Animal, por disponibilizar o laboratório de imagens para as análises histológicas; Aos funcionários do Departamento de Melhoramento e Nutrição Animal, tanto os professores, funcionários administrativos e limpeza e entre outras repartições da UNESP que colaboraram na minha formação ao longo desses anos; Aos funcionários da seção técnica de pós-graduação da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, senhora Ellen Cassimiro e Claudia Cristina pela ajuda, colabo- ração e paciência durante esta etapa; À Universidade Federal de Lavras pela parceria institucional com a execução de análises moleculares; A empresa Nutron/Cargil representado por Dr. Pedro Veiga Paulino pela par- ceria em projeto de pesquisa com a UNESP. Ao professor Dr. Antônio Chalfun Júnior pela contribuição com as análises mo- leculares e autorização para que eu pudesse desenvolver atividade laboratorial e permitir a divisão de experiência com toda equipe do Laboratório de Fisiologia Molecular Vegetal – UFLA, MG; Aos supervisores Dr. Carlos Henrique Cardon e Dra. Kellen Kauanne Pimenta de Oliveira por toda ajuda e acompanhamento diário com as análises moleculares, além de todos aqueles que contribuíram indiretamente na execução desta pesquisa; Á minha querida companheira, namorada e amiga de todas as horas, Daiane Cris- tina Marques da Silva. Obrigado por todo o apoio e ajuda nos momentos de dificuldade, alegria, cansaço e felicidade encontrado nesta caminhada; Aos meus amigos da República Mato-Minas, Vitão (Victor Oliveira Maia), Bruno Frank (Bruno), Vinicius R. Arantes (Vini), Gean Monteiro (Gaúcho), Rafael Bibi- ano (Bibi), Júlio César (Trator), Jean Gil (Sequela), Luís Miguel (Insulina), Rodrigo Faria (Pepa) e ao mascote, Milo (PET) pela moradia, acolhimento, momentos de descontração, alegria e confraternizações; À República Lobo Mal e Villa Velha, em nome de Thiago Silva Ramos (Fu- maça), pela estadia, acolhimento e companheirismo durante o período de análises no mu- nicípio de Lavras-MG. À Usina São Manuel, pela doação do bagaço-de-cana; A todos os bovinos que participaram desta pesquisa, meus sinceros agradecimentos; À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo pelo bolsa concedida e apoio financeiro por meio da reserva técnica de bolsa (Processo 2018/18002-3). O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoa- mento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. MUITO OBRIGADO! “As opiniões, hipóteses e conclusões ou recomendações expressas neste material são de responsabilidade do(s) autores(s) e não necessariamente refletem a visão da FAPESP” SUMÁRIO Página CAPÍTULO 1 .................................................................................................................. 7 Considerações iniciais .................................................................................................... 10 1. Introdução ................................................................................................................... 10 2. Panorama da bovinocultura ........................................................................................ 11 3. Farelo de glúten de milho seco ................................................................................... 12 3.1 Generalidades, formas de obtenção e composição ................................................... 12 3.2 Farelo de glúten de milho na alimentação de bovinos.............................................. 16 4. Saúde ruminal de bovinos confinados ........................................................................ 20 5. Consumo e comportamento alimentar ........................................................................ 26 6. Expressão relativa de mRNA de genes associados a processos digestivos ................ 28 Objetivo .......................................................................................................................... 36 Referências bibliográficas .............................................................................................. 37 CAPÍTULO 2 ................................................................................................................ 56 Resumo ........................................................................................................................... 58 Abstract ........................................................................................................................... 60 1. Introdução ................................................................................................................... 61 2. Materiais e Métodos ................................................................................................... 62 2.1 Local, clima e período experimental ........................................................................ 62 2.2 cuidados na recepção, manejo alimentar e condução experimental ......................... 62 2.3. Ingestão de matéria seca e desempenho .................................................................. 64 2.4. Avaliação do comportamento alimentar ................................................................ 644 2.5. Avaliação do índice de seletividade da ração total .................................................. 65 2.6. Estimativa da energia para ganho de peso e custo de ganho ................................... 66 2.7. Perfil metabólico sanguíneo ..................................................................................... 67 2.8. Índice de rumenites e abcessos hepáticos ................................................................ 67 2.9. Morfologia das papilas ruminais ............................................................................. 68 2.10. Histologia das papilas ruminais ............................................................................. 69 2.12. Genes candidatos, primers e análise relativa da expressão gênica (RT – qPCR) .. 71 2.13. Delineamento experimental e análise estatística ................................................... 72 3. Resultados ................................................................................................................... 74 4. Discussão .................................................................................................................... 85 5. Conclusão ................................................................................................................... 91 6. Literatura Citada ......................................................................................................... 92 LISTA DE TABELAS 1 Tabela 1. Níveis de inclusão de ingredientes nas dietas experimentais ........................ 63 2 Tabela 2. Composição química do farelo de glúten de milho seco (FGMS) fornecido aos 3 animais durante o período experimental ......................................................................... 64 4 Tabela 3. Genes alvos e sequências de nucleotídeos iniciadores da RT- qPCR............ 73 5 Tabela 4. Consumo de matéria seca, desempenho produtivo e consumo de FDN e Amido 6 de bovinos nelores confinados e alimentados com níveis crescentes de inclusão de FGMS.7 ........................................................................................................................................ 74 8 Tabela 5. Comportamento ingestivo de bovinos nelores confinados e alimentados com 9 níveis crescentes de inclusão de FGMS ......................................................................... 76 10 Tabela 6. Distribuição e índice de seletividade de partícula da ração de bovinos nelore 11 confinados alimentados com níveis crescentes de inclusão de FGMS na dieta ............. 77 12 Tabela 7. Morfometria das papilas ruminais de bovinos nelore confinados alimentados 13 com níveis crescentes de inclusão de FGMS na dieta .................................................... 78 14 Tabela 8. Histologia das papilas ruminais de bovinos nelore confinados e alimentados 15 com níveis crescentes de inclusão de FGMS na dieta .................................................... 78 16 Tabela 9. Perfil metabólico hepático de bovinos nelore confinados e alimentados com 17 níveis crescentes de inclusão de FGMS na dieta ............................................................ 79 18 Tabela 10. Perfil metabólico sanguíneo de bovinos nelore confinados e alimentados com 19 níveis crescentes de inclusão de FGMS na dieta ............................................................ 80 20 21 22 23 24 25 26 27 28 LISTA DE FIGURAS 1 Capitulo 1 2 Figura 1. Fluxograma de obtenção do farelo de milho seco.......................................... 14 3 Capitulo 2 4 Figura 1. Expressão relativa de mRNA de genes (CLDN1 e DGS1) responsáveis pela 5 proteção da barreira epitelial nas papilas ruminais de bovinos nelore confinados e alimen-6 tados com níveis crescentes de inclusão de FGMS. ....................................................... 81 7 Figura 2. Expressão relativa de mRNA de genes (MCT1, MCT4, NHE3, NHE1, PAT1 e 8 UT-B) responsáveis pelo transporte de AGCC e controle de pH intracelular nas papilas 9 ruminais de bovinos nelore confinados e alimentados com níveis crescentes de inclusão 10 de FGMS ........................................................................................................................ 84 11 Figura 3. Expressão relativa de mRNA de genes (TNF-α, TLR4 e CD14) receptores de 12 respostas inflamatórias a LPS nas papilas ruminais de bovinos nelore confinados e ali-13 mentados com níveis crescentes de inclusão de FGMS. ................................................ 85 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CAPÍTULO 1 16 10 CONSIDERAÇÕES INICIAIS 1. INTRODUÇÃO Nas últimas décadas os sistemas de produção de ruminantes apresentou evolução considerável na melhoria da produtividade e qualidade do produto ofertado (CAETANO e JÚNIOR, 2017), e diante do crescimento da população mundial, os sistemas de produ- ção animal, principalmente aqueles destinados a produção de carne, tem sido estimulado a criar modelos de produção que englobam o a utilização de novas tecnologias com o objetivo de intensificar a produção e obter resultados mais eficientes (SILVA et al.,2009). Atualmente, a indústria animal brasileira tem contribuído diretamente com o cres- cimento econômico do país e, a criação de bovinos de corte é uma vertente com efeitos multiplicadores de renda e oportunidade de empregos em diversos nichos do agronegócio, intensificando a demanda por insumos, cuidados sanitários, melhoramento genético, aper- feiçoamento e modernização das técnicas de manejo produtivo e bem-estar animal. A integração desses fatores e a busca por alternativas tecnológicas e sustentáveis, permitem maior eficiência do sistema produtivo e determinam a permanência da atividade no mer- cado. O número de confinamentos comercias de bovinos de corte apresentou cresci- mento substancial nos últimos anos, devido principalmente ao aumento das exportações de boi gordo (OLIVEIRA e MILLEN, 2014). Em contrapartida, a busca pela melhoria da qualidade dos animais comercializados, bem como eficiência na utilização dos recursos, tem aumentado os custos despendidos com alimentação, em consequência principalmente do aumento do teor de grãos nas rações, uma vez que o grão de milho é o principal cereal utilizado para na alimentação animal, além de ser fonte de energia nas dietas de bovinos terminados em confinamentos. A utilização de subprodutos do processamento do milho tem sido foco em estudos com ruminantes, buscando resultados relacionados aos níveis de inclusão, potencialida- des no aproveitamento, parâmetros ruminais, desempenho animal e qualidade de carne, uma vez que podem atuar como fonte de energia substituindo parcial ou totalmente in- gredientes tradicionalmente utilizados em formulações de dietas. Além de ser uma opção de ingredientes altamente disponível, os subprodutos otimizam os custos operacionais dos confinamentos principalmente em épocas de baixa oferta e entressafra da cultura do milho e auxiliam a saúde ruminal devido à redução no teor de amido na ração (PEREIRA et al., 2007). 92 O maior nível de inclusão de FGMS contribuiu com o consumo e desempenho 1 produtivo sem alteração na morfologia e histologia das papilas ruminais, parâmetros me-2 tabólicos sanguíneos e hepáticos, bem como na expressão de genes relacionados a absor-3 ção e transporte de AGGC, proteção da barreira epitelial e receptores de respostas infla-4 matórias. 5 6 6. Literatura Citada 7 Abdoun K, Stumpff F, Rabbani I, and Martens, H. 2010. Modulation of urea transport 8 across sheep rumen epithelium in vitro by SCFA and CO2. American Journal of Physiol-9 ogy. Gastrointestinal and Liver Physiology 298, 190-202. 10 Allen DM and Grant R. 2000. 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DAS 02-42. 30 95 Jing XP, Peng QH, Hu R, Zou HW, Wang HZ, Yu XQ and Wang ZS. 2018. Dietary sup-1 plements during the cold season increase rumen microbial abundance and improve rumen 2 epithelium development in tibetan sheep. Journal of Animal Science 96, 293–305. 3 Kaneko JJ, Harvey JW, Bruss ML. 2008. Clinical biochemistry of domestic animals. 6.ed. 4 San Diego: Academic Press, 916. 5 Kampman KA and Loerch SC. 1988. Effects of dry com gluten feed on cattle feedlot 6 performance and fiber digestibility. Journal of Animal Science 67, 501-512. 7 Krehbiel CR, Stock RA, Herold DW, Shain DW, Ham GA and Carulla JE. 1988. Feeding 8 wet corn gluten feed to reduce subacute acidosis in cattle. Journal of Animal Science 73, 9 293-2939. 10 Leonardi C and Armentano LE. 2003. Effect of quantity, quality and length of alfalfa hay 11 on selective consumption by dairy cows. Journal of Dairy Science 86, 557-564. 12 Lofgreen GP and Garret WNA. 1968. 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