Association between somatotropic axis gene polymorphisms and reproductive efficiency of bovine females: a review / Associação entre polimorfismos de genes do eixo somatotrópico e eficiência reprodutiva de fêmeas bovinas: revisão de literatura

Reproductive characteristics directly reflect on productive performance, as they determine the number of calves born annually and the interval between generations, thereby affecting the selection intensity. This allows for the determination of the most important economic variables that directly affect the production system. The present study is a literature review of somatotropic axis gene polymorphisms that are associated with reproductive functions in heifers and cows (Bos taurus taurus and Bos taurus indicus). The following characteristics were analyzed from the various studies reviewed: number of services per pregnancy (Nº services/ pregnancy), age at first calving (AFC), calving interval (CI), and period of service calving conception interval (CCI). The research was conducted during the period from 2011 to 2021, and associations were found among all indicators of reproductive efficiency evaluated in heifers and cows, with 27 single nucleotide polymorphisms (SNPs): 18 in GHR, 5 in IGF-I, and 4 in STAT5A. This study revealed the relationships between SNPs and the reproductive efficiency indicators and demonstrated that molecular genetic techniques enhance the animal selection process, resulting in more profitable systems that are sustainable in the long term.

Características reprodutivas refletem diretamente no desempenho produtivo visto que são capazes de determinar o número de bezerros nascidos anualmente, além de afetar o intervalo entre gerações e, consequentemente, a intensidade de seleção, fazendo com o que tais atributos sejam apontados como variáveis econômicas das mais importantes que afetam diretamente o sistema de produção. O presente estudo propõe realizar uma revisão de literatura de polimorfismos de genes do eixo somatotrópico associados a funções reprodutivas em novilhas e vacas (Bos taurus taurus e Bos taurus indicus), indicadas pelos índices: número de serviços por gestação (Nº serviços/gestação), idade ao primeiro parto (IPP), intervalo de partos (IP) e período de serviço, como também denominado de intervalo parto-concepção (IPC). As pesquisas encontradas durante o período de 2011 a 2021 demonstraram associações entre todos os indicadores de eficiência reprodutiva analisados de novilhas e vacas com 27 polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs), sendo 18 em GHR, 5 em IGF-I e 4 em STAT5A. Dessa forma, este estudo mostrou relação entre os SNPs e os indicadores de eficiência reprodutiva, demonstrando que técnicas de genética molecular potencializam o processo de seleção dos animais, resultando em sistemas mais lucrativos e que se sustentam a longo prazo.

Características de carcaça, órgão vomeronasal, concentrações séricas de testosterona e IGF-I em machos Nelore com ductos incisivos bloqueados / Characteristics of carcass, vomeronasal organ, serum testosterone and IGF-I concentrations in Nellore males with blocked incisor ducts

Objetivou-se avaliar características quali - quantitativas da carcaça em machos Nelore, submetidos ao bloqueio dos ductos incisivos no período pré puberal. Além disso, objetivou-se avaliar as concentrações séricas de testosterona e do hormônio do crescimento semelhante a insulina do tipo I (IGF-I), e a arquitetura histológica do órgão vomeronasal (OVN). Trinta e quatro machos, no período pré puberal, foram divididos em três grupos experimentais: inteiros ­ animais controle sem qualquer procedimento (n = 11); bloqueados - animais com os ductos incisivos bilateralmente obstruídos (n = 10); castrados - animais com orquiepididectomia bilateral (n = 13). O OVN foi obtido no abate, ao final do experimento, para avaliação histomorfométrica. As coletas de sangue foram realizadas a cada três meses, em dois turnos (manhã e tarde), totalizando cinco avaliações. Observaram-se maiores (P<0,05) pesos corporais finais (inteiros = 494,1 ± 28,71; bloqueados = 500,6 ± 23,6 e castrados = 468,3 ± 21,8 Kg) nos inteiros e bloqueados. O acabamento da carcaça foi maior nos castrados (P<0,05) em relação aos inteiros e bloqueados, enquanto o rendimento de carcaça não apresentou diferenças entre os três tratamentos (P>0,05). Registrou-se redução da altura do epitélio neuro sensitivo do OVN nos bloqueados e castrados (P<0,05). Foi registrada menor concentração de testosterona nos bloqueados nas coletas quatro e cinco à tarde (P<0,05). Conclui-se que a obstrução dos ductos incisivos reduziu os estímulos sensoriais para o OVN, que por sua vez, promoveu alteração na concentração sérica de testosterona, sem alterar o ganho de peso dos animais, porém, não promoveu melhoria na qualidade da carcaça nas condições deste estudo.

A total of 34 prepuberal Nellore males were divided into three groups: control ­ animals without any procedure (n = 11); blocked - with bilaterally incisors ducts obstructed (n = 10); castrated - with bilateral orchiectomy (n = 13). This study aimed to evaluate the effect of blocking the vomeronasal organ (VNO) in qualitative and quantitative characteristics of the carcass. Also, this study aimed to evaluate testosterone and insulin-like growth factor (IGF-I) serum concentration, and the histological architecture of the OVN. Blood samples were taken every three months during two daily collections (morning and afternoon), totalizing five evaluations. It was observed higher (P<0.05) final body weight (control= 494.1 ± 28.71; blocked = 500.6 ± 23.6; castrated = 468.3 ± 21.8 kg) at the control and blocked groups. Carcass finishing was higher in castrated animals (P <0.05), while carcass yield did not differ between treatments (P> 0.05). It was observed a reduction (P<0.05) of the VNO sensory epithelium height in blocked and castrated groups compared with control group. It was registered lower (P<0.05) serum testosterone concentration in blocked group at the fourth and fifth blood collection (afternoon). It was concluded that the obstruction of the incisive ducts reduced the sensorial stimuli for the OVN, which, in turn, promoted a change in the serum concentration of testosterone, without altering the weight gain of the animals, but did not promote improvement in the quality of the carcass under the conditions of this study.

Características de carcaça, órgão vomeronasal, concentrações séricas de testosterona e IGF-I em machos Nelore com ductos incisivos bloqueados / Characteristics of carcass, vomeronasal organ, serum testosterone andIGF-I concentrations in Nellore males with blocked incisor ducts

Objetivou-se avaliar características quali - quantitativas da carcaça em machos Nelore, submetidos ao bloqueio dos ductos incisivos no período pré puberal. Além disso, objetivou-se avaliar as concentrações séricas de testosterona e do hormônio do crescimento semelhante a insulina do tipo I (IGF-I), e a arquitetura histológica do órgão vomeronasal (OVN). Trinta e quatro machos, no período pré puberal, foram divididos em três grupos experimentais: inteiros animais controle sem qualquer procedimento (n = 11); bloqueados - animais com os ductos incisivos bilateralmente obstruídos (n = 10); castrados - animais com orquiepididectomia bilateral (n = 13). O OVN foi obtido no abate, ao final do experimento, para avaliação histomorfométrica. As coletas de sangue foram realizadas a cada três meses, em dois turnos (manhã e tarde), totalizando cinco avaliações. Observaram-se maiores (P<0,05) pesos corporais finais (inteiros = 494,1 ± 28,71; bloqueados = 500,6 ± 23,6 e castrados = 468,3 ± 21,8 Kg) nos inteiros e bloqueados. O acabamento da carcaça foi maior nos castrados (P<0,05) em relação aos inteiros e bloqueados, enquanto o rendimento de carcaça não apresentou diferenças entre os três tratamentos (P>0,05). Registrou-se redução da altura do epitélio neuro sensitivo do OVN nos bloqueados e castrados (P<0,05). Foi registrada menor concentração de testosterona nos bloqueados nas coletas quatro e cinco à tarde (P<0,05). Conclui-se que a obstrução dos ductos incisivos reduziu os estímulos sensoriais para o OVN, que por sua vez, promoveu alteração na concentração sérica de testosterona, sem alterar o ganho de peso dos animais, porém, não promoveu melhoria na qualidade da carcaça nas condições deste estudo.(AU)

A total of 34 prepuberal Nellore males were divided into three groups: control animals without any procedure (n = 11); blocked - with bilaterally incisors ducts obstructed (n = 10); castrated - with bilateral orchiectomy (n = 13). This study aimed to evaluate the effect of blocking the vomeronasal organ (VNO) in qualitative and quantitative characteristics of the carcass. Also, this study aimed to evaluate testosterone and insulin-like growth factor (IGF-I) serum concentration, and the histological architecture of the OVN. Blood samples were taken every three months during two daily collections (morning and afternoon), totalizing five evaluations. It was observed higher (P<0.05) final body weight (control= 494.1 ± 28.71; blocked = 500.6 ± 23.6; castrated = 468.3 ± 21.8 kg) at the control and blocked groups. Carcass finishing was higher in castrated animals (P <0.05), while carcass yield did not differ between treatments (P> 0.05). It was observed a reduction (P<0.05) of the VNO sensory epithelium height in blocked and castrated groups compared with control group. It was registered lower (P<0.05) serum testosterone concentration in blocked group at the fourth and fifth blood collection (afternoon). It was concluded that the obstruction of the incisive ducts reduced the sensorial stimuli for the OVN, which, in turn, promoted a change in the serum concentration of testosterone, without altering the weight gain of the animals, but did not promote improvement in the quality of the carcass under the conditions of this study.(AU)

Características de carcaça, órgão vomeronasal, concentrações séricas de testosterona e IGF-I em machos Nelore com ductos incisivos bloqueados / Characteristics of carcass, vomeronasal organ, serum testosterone andIGF-I concentrations in Nellore males with blocked incisor ducts

Objetivou-se avaliar características quali - quantitativas da carcaça em machos Nelore, submetidos ao bloqueio dos ductos incisivos no período pré puberal. Além disso, objetivou-se avaliar as concentrações séricas de testosterona e do hormônio do crescimento semelhante a insulina do tipo I (IGF-I), e a arquitetura histológica do órgão vomeronasal (OVN). Trinta e quatro machos, no período pré puberal, foram divididos em três grupos experimentais: inteiros – animais controle sem qualquer procedimento (n = 11); bloqueados - animais com os ductos incisivos bilateralmente obstruídos (n = 10); castrados - animais com orquiepididectomia bilateral (n = 13). O OVN foi obtido no abate, ao final do experimento, para avaliação histomorfométrica. As coletas de sangue foram realizadas a cada três meses, em dois turnos (manhã e tarde), totalizando cinco avaliações. Observaram-se maiores (P0,05). Registrou-se redução da altura do epitélio neuro sensitivo do OVN nos bloqueados e castrados (P<0,05). Foi registrada menor concentração de testosterona nos bloqueados nas coletas quatro e cinco à tarde (P<0,05). Conclui-se que a obstrução dos ductos incisivos reduziu os estímulos sensoriais para o OVN, que por sua vez, promoveu alteração na concentração sérica de testosterona, sem alterar o ganho de peso dos animais, porém, não promoveu melhoria na qualidade da carcaça nas condições deste estudo.

A total of 34 prepuberal Nellore males were divided into three groups: control – animals without any procedure (n = 11); blocked - with bilaterally incisors ducts obstructed (n = 10); castrated - with bilateral orchiectomy (n = 13). This study aimed to evaluate the effect of blocking the vomeronasal organ (VNO) in qualitative and quantitative characteristics of the carcass. Also, this study aimed to evaluate testosterone and insulin-like growth factor (IGF-I) serum concentration, and the histological architecture of the OVN. Blood samples were taken every three months during two daily collections (morning and afternoon), totalizing five evaluations. It was observed higher (P 0.05). It was observed a reduction (P<0.05) of the VNO sensory epithelium height in blocked and castrated groups compared with control group. It was registered lower (P<0.05) serum testosterone concentration in blocked group at the fourth and fifth blood collection (afternoon). It was concluded that the obstruction of the incisive ducts reduced the sensorial stimuli for the OVN, which, in turn, promoted a change in the serum concentration of testosterone, without altering the weight gain of the animals, but did not promote improvement in the quality of the carcass under the conditions of this study.

Níveis periféricos de testosterona total em touros guzerá / Peripheral levels of total testosterone in guzerat bulls

Twenty-four Guzerat bulls were evaluated from 24 to 34 months of age, aiming to determinate the bulls serum testosterone concentration profile and their variation according to age, body weight and andrologic traits. The average of testosterone concentration was 1.36 ng/mL, with effect of time at harvest on circulating levels. The regression equation of testosterone according to body weight showed linear effect, suggesting that for each kilogram added to the body weight, an increase of 0.0082 ng/mL on serum testosterone concentrations occurs; and the regression of testosterone according to scrotal circumference (SC) also showed a linear effect. The results show that for each centimeter added to SC in Guzerat bulls, an increase of 0.2319 ng/mL on testosterone concentrations occurs. The regression of sperm concentration according to serum testosterone showed a linear effect, the results show that for each 0.1 ng/mL added to serum testosterone concentration, an increase of 9.29x106 spermatozoa/mL of semen occurs. The results indicate that circulating levels of testosterone may help on identification and selection of Guzerat bulls with major reproductive potential.

Foram avaliados 24 touros da raça Guzerá, de 24 a 34 meses de idade, com o objetivo de estudar o perfil da concentração sérica de testosterona e sua variação relativa à idade, peso corporal e características andrológicas. A concentração média de testosterona foi de 1,36 ng/mL, com influência do horário de coleta nos níveis circulantes. A equação de regressão da concentração sérica de testosterona em função do peso corporal dos animais apresentou efeito linear, sugerindo que, para cada quilograma a mais no peso corporal, ocorre acréscimo de 0,0082 ng/mL nas concentrações de testosterona. A regressão da concentração sérica de testosterona e a circunferência escrotal (CE) também apresentou efeito linear indicando que, para cada centímetro a mais na CE nos touros Guzerá, ocorreu aumento de 0,2319 ng/mL na concentração de testosterona. A regressão da concentração espermática do sêmen em função da concentração sérica de testosterona apresentou efeito linear, os resultados mostram que, para cada 0,1 ng/mL a mais na concentração de testosterona circulante, ocorreu aumento de 9,29 x 106 espermatozoides/mL de sêmen. Os resultados indicam que os níveis circulantes de testosterona podem auxiliar na identificação e seleção de touros Guzerá, com maior potencial reprodutivo.

Níveis periféricos de testosterona total em touros Guzerá

Twenty-four Guzerat bulls were evaluated from 24 to 34 months of age, aiming to determinate the bulls serum testosterone concentration profile and their variation according to age, body weight and andrologic traits. The average of testosterone concentration was 1.36 ng/mL, with effect of time at harvest on circulating levels. The regression equation of testosterone according to body weight showed linear effect, suggesting that for each kilogram added to the body weight, an increase of 0.0082 ng/mL on serum testosterone concentrations occurs; and the regression of testosterone according to scrotal circumference (SC) also showed a linear effect. The results show that for each centimeter added to SC in Guzerat bulls, an increase of 0.2319 ng/mL on testosterone concentrations occurs. The regression of sperm concentration according to serum testosterone showed a linear effect, the results show that for each 0.1 ng/mL added to serum testosterone concentration, an increase of 9.29x10(6) spermatozoa/mL of semen occurs. The results indicate that circulating levels of testosterone may help on identification and selection of Guzerat bulls with major reproductive potential.

Foram avaliados 24 touros da raça Guzerá, de 24 a 34 meses de idade, com o objetivo de estudar o perfil da concentração sérica de testosterona e sua variação relativa à idade, peso corporal e características andrológicas. A concentração média de testosterona foi de 1,36 ng/mL, com influência do horário de coleta nos níveis circulantes. A equação de regressão da concentração sérica de testosterona em função do peso corporal dos animais apresentou efeito linear, sugerindo que, para cada quilograma a mais no peso corporal, ocorre acréscimo de 0,0082 ng/mL nas concentrações de testosterona. A regressão da concentração sérica de testosterona e a circunferência escrotal (CE) também apresentou efeito linear indicando que, para cada centímetro a mais na CE nos touros Guzerá, ocorreu aumento de 0,2319 ng/mL na concentração de testosterona. A regressão da concentração espermática do sêmen em função da concentração sérica de testosterona apresentou efeito linear, os resultados mostram que, para cada 0,1 ng/mL a mais na concentração de testosterona circulante, ocorreu aumento de 9,29 x 10(6) espermatozoides/mL de sêmen. Os resultados indicam que os níveis circulantes de testosterona podem auxiliar na identificação e seleção de touros Guzerá, com maior potencial reprodutivo.

Níveis periféricos de testosterona total em touros guzerá / Peripheral levels of total testosterone in guzerat bulls

Twenty-four Guzerat bulls were evaluated from 24 to 34 months of age, aiming to determinate the bulls serum testosterone concentration profile and their variation according to age, body weight and andrologic traits. The average of testosterone concentration was 1.36 ng/mL, with effect of time at harvest on circulating levels. The regression equation of testosterone according to body weight showed linear effect, suggesting that for each kilogram added to the body weight, an increase of 0.0082 ng/mL on serum testosterone concentrations occurs; and the regression of testosterone according to scrotal circumference (SC) also showed a linear effect. The results show that for each centimeter added to SC in Guzerat bulls, an increase of 0.2319 ng/mL on testosterone concentrations occurs. The regression of sperm concentration according to serum testosterone showed a linear effect, the results show that for each 0.1 ng/mL added to serum testosterone concentration, an increase of 9.29x106 spermatozoa/mL of semen occurs. The results indicate that circulating levels of testosterone may help on identification and selection of Guzerat bulls with major reproductive potential.(AU)

Foram avaliados 24 touros da raça Guzerá, de 24 a 34 meses de idade, com o objetivo de estudar o perfil da concentração sérica de testosterona e sua variação relativa à idade, peso corporal e características andrológicas. A concentração média de testosterona foi de 1,36 ng/mL, com influência do horário de coleta nos níveis circulantes. A equação de regressão da concentração sérica de testosterona em função do peso corporal dos animais apresentou efeito linear, sugerindo que, para cada quilograma a mais no peso corporal, ocorre acréscimo de 0,0082 ng/mL nas concentrações de testosterona. A regressão da concentração sérica de testosterona e a circunferência escrotal (CE) também apresentou efeito linear indicando que, para cada centímetro a mais na CE nos touros Guzerá, ocorreu aumento de 0,2319 ng/mL na concentração de testosterona. A regressão da concentração espermática do sêmen em função da concentração sérica de testosterona apresentou efeito linear, os resultados mostram que, para cada 0,1 ng/mL a mais na concentração de testosterona circulante, ocorreu aumento de 9,29 x 106 espermatozoides/mL de sêmen. Os resultados indicam que os níveis circulantes de testosterona podem auxiliar na identificação e seleção de touros Guzerá, com maior potencial reprodutivo.(AU)

Efeito da obstrução dos ductos incisivos sobre as características reprodutivas e produtivas em machos nelore no período no pré puberal

A concentração sérica de testosterona influencia as características de carcaça, o comportamento e o desenvolvimento sexual de machos. O reflexo de flehmen é um comportamento facilitador na condução de feromônios sexuais para o órgão vomeronasal. Este órgão possui conexões com o sistema nervoso central influenciando a secreção de testosterona e o comportamento sexual em machos, no entanto, esse efeito depende da espécie e idade. A prevalência de estímulos olfatórios, sobretudo, o reflexo de flehmen, manifestados por animais machos Bos taurus indicus em testes de comportamento sexual, sugere que esse órgão é importante nesses animais. Assim, o estudo desse órgão e as influências de seu bloqueio são de relevância, por acarretar modificações fisiológicas e modular o desempenho produtivo em machos zebuínos

The serum testosterone levels influences carcass characteristics, behavior and sexual development of males. The Flehmen reflex is a behavior facilitator in conducting sex pheromones to the vomeronasal organ. This organ has connections to the central nervous system affecting the secretion of testosterone and sexual behavior in males, but depends of the species and age. The prevalence of olfactory stimuli mainly Flehmen reflect manifested by Bos taurus indicus males on tests of sexual behavior, suggests that this organ is important in these animals. Thus, the study of the vomeronasal organ and the influences of its blockade are of relevance, since it can results in physiological changes and modulating productive performance of zebu male