Estimativas de endogamia e seus efeitos em características de crescimento, fertilidade e eficiência alimentar em bovinos Nelore - Bem, Ricardo Dutra do [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
A massiva utilização de um reduzido número de indivíduos de maior valor genético, maximizada pelas biotecnologias da reprodução, acarreta a criação de indivíduos que compartilham entre si, maiores proporções de alelos idênticos por descendência (IBD). A endogamia pode levar à fixação de alelos deletérios e à diminuição da diversidade genética, o que pode afetar a produtividade. Os objetivos do presente trabalho foram identificar e caracterizar as corridas de homozigose (ROH), avaliar as correlações entre os coeficientes de endogamia baseados no pedigree (FPED), na matriz genômica H (FH) e em corridas de homozigose (FROH), avaliar a evolução dos coeficientes médios de endogamia na população, e por fim, estimar os efeitos da endogamia global, calculada por diferentes metodologias, e cromossomo-específico (FROH_CHR) sobre características de crescimento: peso ao nascer (PN), peso ajustado para 210 dias (P210) e peso ajustado para 378 dias (P378); de fertilidade: perímetro escrotal (PE) e de eficiência alimentar: consumo alimentar residual (CAR), utilizando uma população fechada da raça Nelore. O arquivo de pedigree continha 12.568 animais, dos quais 2256 eram genotipados. Os animais genotipados em painéis de menor densidade foram imputados para o painel Illumina BovineHD BeadChip (770k, Illumina Inc.). As estimativas do efeito da endogamia para FPED, FH, FROH e FROH calculado para as classes de comprimento 1-2 Mb (FROH1), 2-4 Mb (FROH2), 4-8 Mb (FROH3), 4-16 Mb (FROH4) e > 16 Mb (FROH5), foram obtidas inserindo os coeficientes de endogamia como covariáveis no modelo animal. Foram encontradas 70,24±14,25 ROH’s por animal, com comprimento médio de 4,43 Mb. A endogamia média dos animais genotipados foi de 0,039±0,019 para FPED, 0,041±0,044 para FH e 0,128±0,031 para FROH. A correlação entre FPED e FROH foi de 0,60, enquanto a correlação entre FH e FROH foi de 0,69. Entre 1977 e 2020 os coeficientes de endogamia apresentaram taxas de aumento ao ano de 0,1% para FPED, e 0,2% para FH e FROH. Para PN o efeito de FPED, FH e FROH5 foram significativos, variando de -0,047±0,016 a -0,104±0,042 kg. Foi encontrado efeito significativo de FROH5 sobre as características de crescimento atingindo diminuição de -1,327±0,495 kg no P378. Outros quatro coeficientes (FPED, FH, FROH2, FROH) afetaram de maneira significativa o P378. Foi encontrado efeito negativo do FPED sobre o CAR (0,010±0,0002 kg MS/dia) e de FROH sobre PE (-0,056±0,022 cm). O FROH_CHR, calculado a partir do BTA3, BTA5 e BTA8 afetaram de maneira significativa as características de crescimento. Os coeficientes genômicos, além de possibilitar a diferenciação entre indivíduos de mesma ordem de parentesco, estiveram relacionados a efeitos desfavoráveis sobre as características avaliadas com maior frequência, em comparação ao FPED, e, portanto, devem ser utilizados como ferramenta de gestão da endogamia para manutenção da diversidade genética nas populações.

The extensive use of a reduced number of high genetic value individuals, optimized through reproductive biotechnologies, can result in the generation of a larger number of individuals sharing high proportions of alleles that are identical by descent (IBD). Inbreeding can lead to fixation of deleterious alleles and a decrease in genetic diversity, which can negatively impact animal productivity, health, and adaptation. The objectives of this study were to identify and characterize runs of homozygosity (ROH), assess the correlations between the inbreeding coefficient based on pedigree (FPED), genomic relationship matrix (FH), and runs of homozygosity (FROH), as well as evaluate the evolution of average inbreeding coefficients in the population. Finally, estimate the effects of global inbreeding calculated by different methods and chromosome-specific inbreeding (FROH_CHR) on growth traits: birth weight (PN), weight adjusted to 210 days (P210), weight adjusted to 378 days (P378), fertility: scrotal circumference (SC), and feed efficiency: residual feed intake (RFI), using a closed population of Nellore cattle. The pedigree data contained 12,568 animals, of which 2,256 were genotyped. Animals genotyped in lower-density panels were imputed to the Illumina BovineHD BeadChip (770k, Illumina Inc., San Diego, CA, USA). Estimates of inbreeding effects for FPED, FH, FROH, and FROH calculated for length classes of 1-2 Mb (FROH1), 2-4 Mb (FROH2), 4-8 Mb (FROH3), 4-16 Mb (FROH4), and > 16 Mb (FROH5) were obtained by including the inbreeding coefficients as a covariate in the animal model. An average of 70.24±14.25 runs of homozygosity per animal with a mean length of 4.43 Mb was found. The average inbreeding coefficients for genotyped animals were 0.039±0.019 for FPED, 0.041±0.044 for FH, and 0.128±0.031 for FROH. The correlation between FPED and FROH was 0.60, while the correlation between FH and FROH was 0.69. The inbreeding coefficients showed annual growth rates of 0.1% for FPED and 0.2% for FH and FROH. Regarding birth weight (PN), the effect of FPED, FH, and FROH5 was significant, ranging from -0.047±0.016 to -0.104±0.042 kg. A significant effect of FROH5 on growth traits was observed, with a decrease of up to -1.327±0.495 kg in P378. Four inbreeding metrics (FPED, FH, FROH2, FROH) significantly affected P378. A negative effect of FPED on RFI (0.010±0.0002 kg DM/day) and FROH on SC (-0.056±0.022 cm) was observed. FROH_CHR calculated from BTA3, BTA5, and BTA8 significantly affected growth traits. Genomic information, in addition to enabling more accurate estimates of relatedness among individuals of the same expected degree of relationship, were associated with adverse effects on the evaluated traits more frequently than FPED. Therefore, they should be used as a tool for managing inbreeding to maintain genetic diversity in populations.
Estimates of inbreeding anf their effects on growth, fertility, and feed efficiency traits in Nelore cattle
Keywords: Genética animal; Bovino de corte; Endogamia