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Uso de marcadores moleculares naprodução animal
Miguel H.A. [email protected]
Genética Básica (ZAB 1304)Terça-feira, 22 de Novembro– 2016
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Contexto histórico
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
DNA
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Nucleotídeos
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
O que são marcadores?
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Variação no número de cópias (CNV)
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Substituição de um nucleotídeo
Marcadores moleculares
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs)
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Projeto Genoma Humano
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Surgimento e evolução das plataformas de genotipagem
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Genômica
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Após o sequenciamento completo foi possível avaliar melhor as variações no genoma e utilizá-las na medicina moderna
Essas alterações poderiam ser responsáveis pelas diferenças fenotípicas (associação Genótipo x Fenótipo)
Identificação de vias metabólicas e genes
Multiplicaram estudos com doenças genéticas, câncer, obesidade, diabetes, etc...
Genômica Agropecuária
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Genômica animais domésticos
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
HistóricoMarcadores molecularesSNPs
Biologia e produção vegetal
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Aplicações na medicina veterinária
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
Identificação de doenças genéticasResistência à doençasEmbriologia molecularPreservação de genótipos rarosTransgênese animalClonagemDiagnósticos diferenciaisVacinogenômicaFarmacogenômicaEdição gênicaEtc...
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Aplicações na produção animal
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
Identificação de progenitores
Genes candidatos para fenótipos importantes
Rastreabilidade
Nutrigenômica
Seleção assistida por marcadores
Estudos de associação de amplo genoma
Seleção genômica
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Produção animal
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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“É a ciência que se dedica ao estudo da criação, produção e manejo de animais domésticos com ênfase econômica. “
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Diferenças entre os animais
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
Existem diferenças nas entre espécies, raças, linhagens....
Produção
Reprodução
Sanitário
Funcional
.....
DESEMPENHO!
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Exemplo de produto de origem animal
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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Qual sistema de produção?
AplicaçõesDiferenças na produção animal
O que a indústria deseja?
Exemplo de produto de origem animal
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
O que o consumidor deseja? O que o produtor deseja?
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Quais fatores afetam o desempenho?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Onde podemos usar os marcadores?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
Teste paternidadeSeleção assistida por marcadoresSeleção genômica
Genes candidatosDoenças genéticasFarmacogenômica
NutrigenômicaMetagenômica, Metabolômica...Estudos de associação (GWAS)
RastreabilidadePaternidade
AplicaçõesDiferenças na produção animal
Como encontrar os marcadores moleculares?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como encontrar os marcadores moleculares?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como encontrar os marcadores moleculares?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como encontrar os marcadores moleculares?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Possibilidades para os marcadores moleculares?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
--/--
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
O que é o melhoramento genético?
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Seleção dos progenitores
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Reprodutores e matrizes:
• São nossas máquinas de fornecer gametas• Para a produção da progênie• Adequados para o sistema de produção e
ambiente• Valem o valor dos seus gametas• Necessitamos conhecer esse valor
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como escolher os progenitores?
--/--
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como escolher os progenitores?
--/--
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como escolher os progenitores?
--/--
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Conceitos importantes
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
Modelo geral Fenótipo/Genótipo
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
O que é a avaliação genética?
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
Análise estatística dos dados (pedigree, progênie, fenótipo) para determinar o valor genético dos animais.
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Como escolher um reprodutor?
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Exemplo prático – peso ao abate
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Exemplo prático – peso ao abate
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
Calcular o impacto econômico da escolha do reprodutor:
Permanência no rebanho: 5 estações de montaNúmero de filhos: 30/anoPreço da @ SP 22/11/16: R$150,00Rendimento de carcaça: 50%
2250/2 = 1125 kg carcaça
1125/15 = 75 arrobas de carcaça
75 x R$150 = R$11.250,00 Adicional!
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Como medir o progresso genético?
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
O que é acurácia?
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Catálogo de reprodutores
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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Avanços em diversas áreas
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
• Biologia molecular
• Metodologias estatísticas
• Bioinformática
• Banco de dados
• Pesquisas fenotípicas
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Uso dos marcadores na seleção
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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O que os marcadores adicionam na avaliação genética?
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Impacto na acurácia
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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Impacto no progresso genético
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GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
Impacto na acurácia
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
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Seleção genômica
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Utilização das informações dos SNPs para a seleção
Escolha dos animais que possuem conjunto de alelos mais favorável
Não importa a localização dos SNPs e sim a soma dos efeitos sobre as características
Selecionar animais sem dados fenotípicos
Seleção genômica
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Estudos de associação (GWAS)
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Utilização dos SNPs para encontrar regiões genômicas e genes candidatos associados com um fenótipo de interesse
Relação Fenótipo x Genótipo
Descoberta de vias metabólicas importantes
Maioria dos fenótipos estudados na produção animal são complexos e poligênicos
Estudos de associação (GWAS)
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
GWAS gordura do leite em bovinos Holandeses
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
Gene DGAT1
Fonte: Lehnert et al. (2015) DOI: 10.1038/srep08484
Quais métodos estatísticos usar? (GWAS e GS)
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma
DOI: 10.1534/genetics.112.143313
Quais métodos estatísticos usar? (GWAS e GS)
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O que são?Motivos para seu uso?
Como descobrir e aplicar?
GenotipagemMelhoramento GenéticoSeleção genômicaEstudos de associação de amplo genoma