O documento discute várias técnicas de biotecnologia aplicadas ao melhoramento animal, incluindo inseminação artificial, transferência de embriões, sexagem de sêmen, fertilização in vitro, clonagem, produção de animais transgênicos e uso de marcadores genéticos. As técnicas permitem a ampliação da reprodução, disseminação de genes superiores e controle do sexo na produção de animais.

1. Biotecnologia no
Melhoramento Animal
Dionéia Magda Everling
Doutoranda em Zootecnia
Melhoramento Genético

2. O que é isso???
É qualquer técnica que utilize
organismos vivos ou suas partes,
para fazer ou modificar produtos,
melhorar plantas ou animais ou
desenvolver microorganismos para
usos específicos.

3. Amplificação reprodutiva
• Reprodução animal: Limitação na
capacidade natural na reprodução
• Capacidade de serviço
• Produção e qualidade de sêmen
• Número de progênie por reprodutoras

4. Inseminação Artificial
• Processo de espermatogênese:
 Bovinos 61 dias;
 Eqüinos 55 dias;
 Ovinos 47 dias e
 Suínos 39 dias;
• Fatores que afetam a produção de espermatozóides
 Idade
 Ambiente
 Níveis hormonais
 Tamanho do testículo

5. Etapas da Inseminação Artificial
• Seleção de machos
» Informações sobre os animais ( DEP)
• Coleta do sêmen
» Vagina artificial
» Eletro ejaculação
» Métodos manuais
• Avaliação do sêmen
» Motilidade
» Concentração
» Morfologia
» volume
• Diluição do sêmen
• Utilização do sêmen
» Fresco
» Refrigerado
» Congelado

7. Usos da Inseminação Artificial
• Melhoramento genético
• Diminuir a relação macho/fêmea
• Organização de Testes de progênie
• Acasalamento em diferentes raças
• Absorção de raças que se deseja criar
• Conservação de raças em perigo de extinção
• Controle de doenças
• Eliminação de custos de produção e manutenção de
machos no estabelecimento
• Facilidade de coletas de dados sobre paternidade
• Disseminação de genes superiores de animais
corretamente avaliados que levam ao aumento de
produção

8. Transferência de embrião (TE)
• Definição: Implantar em fêmeas
receptoras embriões produzidos por
fêmeas doadoras (0 até 30 Embriões)
• No que consiste a TE???
» Estimulação hormonal – superovulação
» Inseminação Artificial ou fecundação Natural
» Coleta e armazenamento de embriões
» Preparação das receptoras e transferência

9. ETAPAS DA TE
• Seleção de doadoras para TE
– Machos e fêmeas com genótipo comprovadamente
superiores
– Escolha das características a serem melhoradas
– Escolha das receptoras
– Aspectos sanitários
• Superovulação
– Resposta das doadoras ( 10 -15 % não respondem)
– Hormônio mais utilizado FHS

10. ETAPAS DA TE
• Inseminação Artificial
– 7 dias após o inicio da superovulação;
– Utiliza-se sêmen congelado.
• Coleta de embriões
– 6-7 dias após a IA;
– Recuperação de embriões (transcervical)
– PBS a 25°C, Ph 7,2
– Sonda de coleta, fixada num dos cornos
– Taxa embrião x corpo lúteo : 70 %

11. Etapas da TE
• Isolamento e classificação de embriões
– Avaliação morfológica: microscopia óptica
– Observa-se
» Tamanho;
» Forma ;
» Cor ;
» Citoplasma;
» Membrana pelúcida e vesículas
– 6 categorias ( excelente e não fecundado)

12. Etapas da TE
• Estocagem de embriões
– Objetivo: Manter a viabilidade dos embriões
por varias horas ou dias fora do trato
reprodutivo da fêmea
– A fresco: fêmeas aptas a transferência.
– Congelado (Crio preservação): glicerol,
etileno-glicol, ISOCRIOGEN.
– Técnicas de descongelamento: Banho maria,
re-hidratação

13. Etapas da TE
• Sincronização do ciclo estral das
receptoras
– Objetivo: conseguir que as fêmeas estejam
em cio no momento desejado tanto para a IA
como TE.
– Melhora as chances de implantação, melhora
a taxa de prenhes
– Hormônios utilizados: prostaglandina,
progestagenos.

14. Etapas da TE
• A transferência do embrião (inovulação)
– Objetivo: Posicionar o embrião no útero da receptora
– Técnica: Não cirúrgica ( inovulação trans-cervical)
– Local da introdução do pailletes: corno uterino com
deposição do embrião na junção útero-tubárica.
– Resultado: 2 a 3 meses após a TE realiza-se o
diagnostico de gestação nas vacas receptoras, que 9
meses após a TE darão origem a animais
geneticamente semelhantes a progênie das vacas
doadoras de embriões e aos touros utilizados na IA.

15. FATORES QUE AFETAM A
EFICÁCIA TE:
• Resposta individual de cada vaca a estimulação
hormonal
• Nível técnico da equipe que conduz a TE;
• Escolha das técnicas da coleta e TE;
• Grau de sincronização do cio entre o ciclo estral das
fêmeas doadoras e receptoras;
• Fertilidade natural das doadoras;
• Qualidade do sêmen utilizado
• Qualidade dos embriões
• Nutrição e manejo dos animais
OBS: Embriões normais, equipe capacitada,animais
saudáveis e em época de ciclo adequados : taxa de
eficiência de 50 %.

16. USOS da TE
• Obtenção de maior número de progênie de
fêmeas de alto valor genético;
• Expansão rápida de núcleos de vacas
selecionadas;
• Controle na transmissão de doenças;
• Comércio de embriões;
• Teste de homozigose para genes dominantes.
• Conservação de raças em perigo de extinção,
pela crio-preservação

17. Limitações da TE
• Impacto menor no melhoramento genético
do que a IA;
• Tecnologia complexa e mais cara;
• Uso de mão de obra especializada.

18. SEXAGEM DE SEMÊN
• Determinação do sexo do espermatozóide: Y ou X
• Vantagens:
• Melhor programação das populações
• Maior ganho na produção de carne e leite
• Facilidade em direcionar reposição de matrizes
• Ganhos genéticos e redução de tempo na seleção de plantéis
• Garantia de acurácia acima de 85% na determinação do sexo
• Melhor direcionamento nos testes de progênies
• Poder de decisão passa para as mãos do pecuarista
• A aplicação comercial de sêmen sexado já existe no Brasil de 2004.
• Atualmente a acurácia fica em torno de 90 %.
• Devido ao alto custo, em relação ao sêmen não sexado,
recomenda-se utilização de fêmeas com bom histórico reprodutivo,
e em condições ideais de mineralização, vermifugação, vacinação e
conforto

19. Fertilização IN VITRO
• Definição : Embriões são produzidos fora do
corpo da fêmea
• Etapas:
• Coleta de ovócitos na fêmea: Laparosopia
• Maturação dos ovócitos in vitro;
• Capacitação dos espermatozóides;
• Desenvolvimento do embrião até blastocisto.
• Implantaçãoes de embriões nas femeas
receptoras.
OBS: Eficiência da técnica até 40% (embriões
viáveis / ovócito maduro)

20. Sexagem de embriões
• É a disponibilidade de embriões cujo o
sexo já esteja previamente determinado.
• Técnica: Amplificação enzimática dirigida
de DNA ( PCR), com kit comercial.
• Vantagem: Produção de machos ou
fêmeas de acordo com os objetivos da
produção
• Desvantagens: As técnicas ainda são
caras e sujeita a erros

21. CLONAGEM
• Definição: a clonagem é um processo de reprodução
assexuada, onde são obtidos indivíduos geneticamente
iguais (microorganismo, vegetal ou animal) a partir de
uma célula-mãe
• Ocorre de forma natural ano caso de gêmeos
univitelíneos
• É um meio de propagação comum em plantas, bactérias
e protozoários
• Ainda não existe comercialmente a venda de embriões
clonados
• Uso no melhoramento: Possibilidade da multiplicação de
animais geneticamente superiores em larga escala.
• Desvantagem no melhoramento genético: Perda da
variabilidade genética, no aspecto de resistência a
doenças, fatores climáticos

22. Animais trangênico
• Definição : Possui em seu genoma um DNA estranho
(de outra espécie geralmente), integrado de forma
estável, em que se transmite a sua descendência de
acordo com as leis de genética Mendeliana.
• Técnica: micro manipulação ou virus: introdução,
modificação ou inativação de um gene.
• Aplicação no melhoramento: aumento de produção:
carne, lã, resistência a doenças, e modificação de
produtos (maciez da carne, nível colesterol da carne,
lactose)
• Limitação: técnica ainda em desenvolvimento, aceitação
quanto ao consumo dos produtos, pouco connheimento
sobre os efeitos na saúde humana.

23. Estudo com animais trangênicos
• Suínos: bGH ( hormônio de crescimento bovino)
– Vantagens: aumento do crescimento; aumento na
conversão alimentar; mudança na composição da
carcaça; redução da espessura de gordura
subcutânea
– Efeitos adversos: aumento dos níveis circulantes do
plasma ( ulceras, artrites problemas cardíacos,
dermatites e IR: pouco tempo de vida)
• Bovino: lacto albumina ( proteína humana)
– Esse leite transgênico é mais nutritivo para humanos
que o leite natural, e poderia ser introduzido na
alimentação de crianças com carência de nutrientes
específicos .

24. Controle na produção de Animais
trangênicos
• Comissão do Codex alimentarius (Lei alimentar
ou Código alimentar, em latim), estabelecida
conjuntamente pela FAO (Organização das
Nações Unidas para a Agricultura e a
Alimentação) e pela OMS (Organização Mundial
da Saúde), está trabalhando em colaboração
com vários países, dentre eles o Brasil, com o
objetivo de criar normas de aplicação
internacional visando a segurança de alimentos
produzidos a partir desses animais.

25. MARCADORES GENÉTICOS
• Identificar ou etiquetar alguma coisa
• 1923: feijão com ausência de cor escura no tegumento x
tamanho do semente : seleção de forma indireta
(tegumento claro = marcador
• Qualidade de um bom marcador
» Herdável
» Fácil observação
» Herdabilidade alta
» Intimamente relacionado ao aleloque desejamos selecionar
• OBS: Essas qualidades tornam mas eficientes a seleção
indireta
• Os marcadores genéticos podem ser morfológiocos e
moleculares.

26. MARCADORES MORFOLOGICOS
• Fenótipo de fácil identificação
• Normalmente determinada por único alelo.
• Exemplo 1: planta de milho jovem verde clara x
esterilidade masculina ( fenótipo importante na produção
de híbrido mas de difícil identificação = estão em lócus
bastante próximos e tem alta probabilidade de serem
herdados juntos)
• Exemplo 2: cor amarela do milho x teor de vitamina (o
mesmo alelo para ambas características: mais fácil
selecionara pela cor)
• Limitação dos marcadores morfológicos:
• Ocorrência em numero reduzido
• Muitas características de interesse econômico não tem marcador
morfológico
• Muitos marcadores que apresentam baixa herdabilidade

27. Marcadores moleculares
• Marcadores de proteínas ( Produtos direto
dos alelos);
• Marcadores que utilizam o próprio DNA
(são os próprios genes ou seqüências de
DNA situadas próxima ao gene de
interesse):
» RFLP
» PCR
» AFLP
» Microssatélites

28. Marcadores de proteínas
-bioquímicos
• Mais comuns: isoenzimas ( esterases,
fosfatases, peroxidases...)
• Procedimento consiste na extração e
identificação da proteína.
• Exemplo: Cevada izoenzima esterase x
resistencia um virus ( seleção indireta)
• Vantagem:
– menor custo
– Codominância: identifica homozigotos e heterozigotos
• Limitações:
– Reduzida variabilidade
– Marcadores em numero reduzido

29. Marcadores que utilizam o próprio
DNA
• São os próprios genes ou seus vizinhos, isto é
seqüências de DNA situadas próxima ao gene
que se deseja marcar
• Vantagens;
• Grande variabilidade entre indivíduos
• Numero de marcadores suficientes para marcar todos os
alelos de todos os genes que se deseja marcar.
• Desvantagens:
• Técnicas laboratoriais mais caras, que os bioquimicos e os
morfológicos

30. RFLP Significa polimorfismo de comprimentos de
fragmentos de restrição (obtidos por corte de fita dupla de
DNA).
• Isolamento do DNA dos indivíduos
• Enzimas de restrição que geram milhares de fragmentos
• Separação por eletroforese ( tamanhos das seqüências)
• Observa-se polimorfismo entre indivíduos diferentes
• Hibridização com DNA marcado radioativamante
(sonda), P radioativo
• Fotografia do fragmento identificado pela sonda
• Admitindo-se que o fragmento de DNA identificado pela
sonda esteja intimamante ligado a um alalo de interesse,
pode –se selecionar esse alelo por meio desse
fragmento. Assim o fragmento RFLP funciona como um
marcador ou etiqueta do alelo de interesse.

31. PCR
Polymerase Chain Reaction
• Reação de polimerização em cadeia
• É um método utilizado para amplificar, in vitro,
uma seqüência específica de DNA.
• Ao contrario do RFLP que marca um segmento
do DNA, ocorre a síntese especifica de certos
segmentos de DNA.
• Como ocorre?
• Utilização de um pequeno segmento: Primer
(iniciador) de um segmento desejado.
• Vários ciclos geram um número de seqüências
idênticas de DNA.

32. AFLP
• AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism)
Significa o Polimorfismo de Comprimento de
Fragmentos Amplificados.
O AFLP combina a especificidade, resolução e poder de
amostragem da digestão com enzimas de restrição e a
praticidade e velocidade do PCR.
• ETAPAS
– Clivagem com 2 enzimas de restrição;
– Ligação de adaptadores específicos;
– São sintetizados inicializadores complementares aos
adaptadores;
– Amplificação seletiva ( reação de PCR)
– Eletroforese.

33. Microssatélites
• Seqüências curtas (300 pb)
• Repetições em tandem (6 a 8
nucleotídeos = mais comuns TG/AC)
• Mais utilizada em mapeamento genético,
devido a sua grande

34. • P= G+A

35. VP = VG + VA

36. Uso de marcadores no estudo de
caracteres quantitativos
• Caracteres quantitativos
– Controlados por vários genes de pequeno efeito
– Sofrem maior influencia ambiental
– Não se sabe quanto ele contribui para o fenótipo
• QTL: Quantitative Trait Loci; Locos de um caractere
quantitativo identificado por marcadores moleculares.
• Finalidade: determinar quanto de um caractere
quantitativo é explicada por um ou mais marcadores
• Como os caracteres quantitativos são medidos por meio
de médias os variâncias, pode-se ter idéia da
porcentagem do fenótipo do caractere que é explicado
pelo marcador.

37. QTL
• São regiões cromossômicas relacionadas com
variação fenotípicas das características
quantitativas
• Limitações:
• Dificuldade de avaliação dos caracteres quantitativos aliados
a necessidade de ligação dos marcadores com os QTL
• Dificuldade de obtenção dos próprios marcadores
• Estudo difícil e trabalhoso
• Obs: Há necessidade de mais pesquisas para
tornar mais eficientes o emprego dos
marcadores moleculares no estudo das
características quantitativas