Impact of maternal protein supplementation during mid or late gestation on skeletal muscle energy metabolism of beef calves / Impacto da suplementação proteica materna durante o terço médio ou terço final da gestação sobre o metabolismo energético do tecido muscular de bezerros de corte

ABSTRACT: This study evaluated the effect of maternal protein supplementation during mid or late gestation on energy metabolism of the skeletal muscle of beef calves. Sixteen pregnant cows were divided into 3 groups: CTRL (not supplemented); MID (supplemented from 30 to 180 days of gestation); and LATE (supplemented from 181 to 281 days of gestation). The supplement contained 30% crude protein. Thirty days after birth, blood and muscle samples of the calves were collected for analyses of gene expression, proteins, and metabolites. No differences (P ≥ 0.15) in birth weight, performance at weaning, or muscle expression of the genes evaluated (P ≥ 0.21) were observed. Calves born to CTRL cows had a lower ratio (P = 0.03) of p-AMPK/AMPK protein in the skeletal muscle. Calves born to MID cows had lower (P = 0.04) glucose concentration than those born to LATE cows. Changes in p-AMPK/AMPK protein, indicated a possible metabolic inflexibility in the skeletal muscle of calves born to CTRL cows. These results indicated that lack of protein supplementation in pregnant cows alter the energy metabolism of their calves and reflect in a metabolic inflexibility.

RESUMO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da suplementação proteica materna sobre o metabolismo energético do músculo esquelético de bezerros de corte. Dezesseis matrizes gestantes foram divididas em três grupos: CONTROLE (não suplementado); MÉDIO (suplementados entre 30 e 180 dias de gestação); e FINAL (suplementado entre 181 e 281 dias de gestação). O suplemento continha 30% de proteína bruta e foi fornecido em quantidades totais iguais aos tratamentos. Trinta dias após o nascimento, amostras de sangue e músculo dos bezerros foram coletadas para análises de expressão gênica, abundância de proteínas e metabólitos. Não foram observadas diferenças (P ≥ 0,15) no peso ao nascimento ou parâmetros de desempenho ao desmame, bem como na expressão dos genes avaliados (P ≥ 0,21). Os bezerros nascidos de matrizes do tratamento CONTROLE apresentaram menor proporção (P = 0,03) de proteína p-AMPK/AMPK no músculo esquelético. Os bezerros nascidos de matrizes do tratamento MÉDIO apresentaram concentração de glicose menor (P = 0,04) do que aqueles nascidos de matrizes do tratamento FINAL. Os resultados observados indicam que a ausência de suplementação proteica em matrizes gestantes pode alterar o metabolismo energético da progênie e refletir em uma inflexibilidade metabólica, a qual pode ocasionar limitações quanto à eficiência energética do tecido muscular esquelético e consequentemente, limitar o desempenho da progênie ao longo da fase pós-natal.

DNA methylation level of gene SIRT1 in ram spermatozoa and relationship with fertilizing ability according to breed and age

Background: Effect of the epigenetic factors on the male fertility is well proofed. Sperm acts as a carrier of genetic material, and its DNA methylome can affect maternal pregnancy rate and offspring phenotype. However, the research on the DNA methylation in the spermatozoids of livestock males, in particular rams, is still limited. To best of our knowledge the data about as a global as well as gene specific DNA methylation in ram spermatozoa from different breeds and ages are missed in the scientific literature. The present study was designed to analyze the relationship between methylation levels of the important for spermatogenesis gene SIRT1 in spermatozoa and fertilizing ability of sperm in rams from different breeds and ages. Materials, Methods & Results: The ejaculates of 16 rams from Lacaune, East Friesian and Assaf breeds at age between 18 to 96 months were evaluated. The kinematic parameters of 2 semen samples from each animal were estimated by CASA. The separated spermatozoa were used for DNA extraction followed by bisulfite conversion. The DNA methylation of SIRT1 was detected through quantitative methylation-specific PCR using 2 sets of primers designed specifically for bisulfite-converted DNA sequences to attach methylated and unmethylated sites. The breed and age effect on the gene SIRT1 methylation by ANOVA was estimated. Experimental females included 393 clinically healthy milk ewes (Lacaune, n = 131; East Friesian sheep, n = 100 and Assaf, n = 162) in breeding season. Reproductive performances (conception rate at lambing, lambing percentage and fecundity) of ewes, inseminated by sperm of the investigated rams, were statistically processed. ANOVA showed that the animal breed influences significantly on the level of DNA methylation of gene SIRT1 in ram spermatozoa (P = 0.002) An average value of DNA methylation of SIRT1 in ram sperm from Lacaune breed was significantly higher than in Assaf and East Friesian (81.21 ± 15.1% vs 36.7 ± 14.2% and 38.3 ± 18.6 respectively, P < 0.01). The highest percent of SIRT1 methylation was observed in old animals compared to the young and middle-age. Moderate and strong correlations (r from 0.44 to 0.71, P < 0.05) between the methylation level of the SIRT1 gene in rams' sperm and reproductive parameters of inseminated ewes in all breeds were established. Discussion: Our data are the first message about the effect of breed on the specificity of DNA methylation of gene SIRT1 in ram spermatozoa. These results demonstrated an existence of the sheep breeds with high and low level of DNA methylation of gene SIRT1 in ram sperm. Although the effect of age on the methylation level in sperm is still discussable, our results showed a moderate correlation between age and methylation level of SIRT1 in spermatozoa of rams. Taking into account that DNA methylation in sperm is stabilized with puberty onset and is a heritable epigenetic modification, it can be a promising marker of sperm quality in animal breeding. In all investigated breeds the rams with relatively high level of DNA methylation of gene SIRT1 in spermatozoa (50-68%) demonstrated a high conception rate at lambing (> 70%). In conclusion, the DNA methylation level of the SIRT1 gene in ram spermatozoa is determined by both the breed and the age of the animals and correlates with fertilizing ability of sperm.

Efeito do hipotireoidismo materno na expressão espaço-temporal de mediadores imunológicos e população de células natural killers na decídua e na glândula metrial de ratas / Effect of maternal hypothyroidism on the spatiotemporal expression of immunological mediators and population of Natural Killers cells in decidua and metrial gland of rats

Estudou-se o efeito do hipotireoidismo materno na expressão espaço-temporal de mediadores imunológicos e na população de células natural killers (NK) na decídua e na glândula metrial de ratas durante a gestação. Avaliou-se a detecção imunoistoquímica de interferon γ (IFNγ), do fator inibidor de migração (MIF), da interleucina 15 (IL15), do óxido nítrico sintase induzível (iNOS), a marcação com lectina DBA para evidenciação das células NK uterinas DBA+ e a expressão gênica de Ifnγ e Nos2. O hipotireoidismo aumentou o iNOS aos sete dias, a IL15 e o MIF aos 10 e 12 dias, o IFNγ e o MIF aos 14 DG e a expressão dos transcritos gênicos para iNos aos 12 e 19 dias e para Ifnγ aos 14 DG. O hipotireoidismo reduziu a imunomarcação de MIF e lectina DBA aos sete dias, lectina DBA aos 10 e 14 DG, IFNγ aos 12 dias, e a expressão de Ifnγ aos 10 e 19 DG e de iNOS aos 12, 14 e 19 DG, bem como reduziu seus transcritos gênicos aos 10 e 14 DG. Conclui-se que o hipotireoidismo compromete o perfil imunológico na interface materno-fetal ao longo da gestação, particularmente por reduzir o fator anti-inflamatório iNOS e a população de células uNK DBA+.(AU)

The goal of this study was to evaluate the effect of maternal hypothyroidism on the spatiotemporal expression of immunological mediators and population of Natural Killers cells in decidua and metrial gland of rats. Interferon gamma (IFNγ), migration inhibitory factor (MIF), interleukin 15 (IL15), inducible nitric oxide synthase (iNOS), and DBA-Lectin labeling for evidence of uNK DBA+ cells in decidua and genetic expression of Ifnγ and iNos by real-time RT-PCR were evaluated. Hypothyroidism increased protein expression of iNOS at 7 days, IL15 and MIF at 10 and 12 days, IFNγ and MIF at 14 DG in the decidua and/or metrial gland and the gene transcripts for iNOS at 12 and 19 days and for Inf at 14 DG. In addition, hypothyroidism reduced the protein expression of MIF and DBA-Lectin at 7 days, DBA-Lectin at 10 and 14 DG, IFNγ at 12 days, and the gene transcript to Ifnγ at 10 and 19 DGs. Hypothyroidism also reduced the protein expression of iNOS at 12, 14 and 19 DG and reduced its gene transcripts at 10 and 14 DGs. It is concluded that hypothyroidism compromises the immunology profile at the maternal-fetal interface throughout pregnancy, particularly by reducing the anti-inflammatory factor iNOS and population of uNK DBA+ cells.(AU)

Efeito do hipotireoidismo materno na expressão espaço-temporal de mediadores imunológicos e população de células natural killers na decídua e na glândula metrial de ratas / Effect of maternal hypothyroidism on the spatiotemporal expression of immunological mediators and population of Natural Killers cells in decidua and metrial gland of rats

Estudou-se o efeito do hipotireoidismo materno na expressão espaço-temporal de mediadores imunológicos e na população de células natural killers (NK) na decídua e na glândula metrial de ratas durante a gestação. Avaliou-se a detecção imunoistoquímica de interferon γ (IFNγ), do fator inibidor de migração (MIF), da interleucina 15 (IL15), do óxido nítrico sintase induzível (iNOS), a marcação com lectina DBA para evidenciação das células NK uterinas DBA+ e a expressão gênica de Ifnγ e Nos2. O hipotireoidismo aumentou o iNOS aos sete dias, a IL15 e o MIF aos 10 e 12 dias, o IFNγ e o MIF aos 14 DG e a expressão dos transcritos gênicos para iNos aos 12 e 19 dias e para Ifnγ aos 14 DG. O hipotireoidismo reduziu a imunomarcação de MIF e lectina DBA aos sete dias, lectina DBA aos 10 e 14 DG, IFNγ aos 12 dias, e a expressão de Ifnγ aos 10 e 19 DG e de iNOS aos 12, 14 e 19 DG, bem como reduziu seus transcritos gênicos aos 10 e 14 DG. Conclui-se que o hipotireoidismo compromete o perfil imunológico na interface materno-fetal ao longo da gestação, particularmente por reduzir o fator anti-inflamatório iNOS e a população de células uNK DBA+.(AU)

The goal of this study was to evaluate the effect of maternal hypothyroidism on the spatiotemporal expression of immunological mediators and population of Natural Killers cells in decidua and metrial gland of rats. Interferon gamma (IFNγ), migration inhibitory factor (MIF), interleukin 15 (IL15), inducible nitric oxide synthase (iNOS), and DBA-Lectin labeling for evidence of uNK DBA+ cells in decidua and genetic expression of Ifnγ and iNos by real-time RT-PCR were evaluated. Hypothyroidism increased protein expression of iNOS at 7 days, IL15 and MIF at 10 and 12 days, IFNγ and MIF at 14 DG in the decidua and/or metrial gland and the gene transcripts for iNOS at 12 and 19 days and for Inf at 14 DG. In addition, hypothyroidism reduced the protein expression of MIF and DBA-Lectin at 7 days, DBA-Lectin at 10 and 14 DG, IFNγ at 12 days, and the gene transcript to Ifnγ at 10 and 19 DGs. Hypothyroidism also reduced the protein expression of iNOS at 12, 14 and 19 DG and reduced its gene transcripts at 10 and 14 DGs. It is concluded that hypothyroidism compromises the immunology profile at the maternal-fetal interface throughout pregnancy, particularly by reducing the anti-inflammatory factor iNOS and population of uNK DBA+ cells.(AU)

PAPEL DA KISSPEPTINA E SEU POTENCIAL TERAPÊUTICO NA DISFUNÇÃO FETO-PLACENTÁRIA DE RATAS HIPOTIREOIDEAS: AVALIAÇÃO DE FATORES DE CRESCIMENTO PLACENTÁRIO E MEDIADORES DE ESTRESSE CELULAR E DO INFLAMASSOMA

Alterações no nível plasmático e/ou placentário de kisspeptina (Kp) estão associadas 9 com doenças gestacionais. No entanto, embora estudos tenham sugerido que Kp 10 apresenta efeito antioxidante e imunomodulatório na interface materno-fetal e outros 11 tenham demonstrado que o hipotireoidismo causa disfunção gestacional e estresse 12 placentário, ainda não há informações sobre o papel da kisspeptina na disfunção 13 placentária causada pelo hipotireoidismo materno. Por isso, o objetivo deste trabalho 14 foi avaliar o papel da kisspeptina e seu potencial terapêutico na disfunção feto- 15 placentária de ratas hipotireoideas. Foram utilizadas Ratas Wistar adultas e o 16 hipotireoidismo foi induzido pela administração diária de propiltiouracil (PTU) 17 (4mg/Kg/dia). No Experimento 1, os animais foram divididos nos grupos controle 18 (N=18) e hipotireoideo (N=20) e foram avaliados o desenvolvimento feto-placentário e 19 a expressão gênica e proteica de Kiss1 e seu receptor (Kiss1R) na decídua e placenta 20 aos 14 e 18 dias de gestação (DG). O hipotireoidismo reduziu o peso fetal e 21 uteroplacentário, além de reduzir a expressão de mRNA de Kiss1 na decídua e 22 placenta aos 14 e 18 DG, respectivamente. Para Kiss1R, o hipotireoidismo não 23 somente reduziu a imunomarcação no triângulo Metrial e camada de células gigantes 24 aos 14 DG, como reduziu a expressão gênica na decídua e placenta no mesmo 25 período gestacional. Considerando que teve redução do sistema Kiss1/Kiss1R na 26 interface materno-fetal das ratas hipotireoideas, no Experimento 2 foi avaliado o 27 potencial terapêutico de Kisspeptina-10 (Kp10) na disfunção feto-placentária desses 28 animais. Os animais foram divididos nos grupos controle (N=8), hipotireoideo (N=8) e 29 hipotireoideo tratado com Kp10 (8µg/Kg/dia) dia sim/dia não (KpT1) (N=8) ou 30 diariamente (KpT2) (N=8). O tratamento iniciou no 8º DG e no 18º DG foram avaliados 31 o desenvolvimento feto-placentário, a histomorfometria placentária e a expressão 32 gênica e/ou proteica de fatores de crescimento (VEGF, PLGF, IGF1, IGF2 e GLUT1), 33 mediadores inflamatórios (TNF, IL10 e IL6), mediadores de estresse oxidativo (HIF, 34 SOD1, Cat, GPx1), mediadores de estresse de retículo endoplasmático (ATF4, 35 GRP78 e CHOP) e mediadores do inflamassoma (NLRP3, IL1, IL18) e piroptose 36 (Caspase1, Gasdermina D). O tratamento diário com Kp10 aumentou o peso fetal e 37 reverteu o crescimento fetal assimétrico causado pelo hipotireoidismo materno. 38 Ambos os tratamentos reestabeleceram parcialmente a morfologia da zona juncional 39 e aumentaram a vascularização no labirinto placentário. O tratamento diário com Kp10 40 aumentou a expressão gênica de fatores de crescimento (Plgf, Igf1) e de transporte 41 (Glut1) na placenta dos animais hipotireoideos, além de aumentar a expressão 42 proteica e de mRNA de enzimas antioxidantes (SOD1, Cat, GPx1). Embora o 43 tratamento diário com Kp10 não tenha alterado a maior expressão gênica e/ou 44 proteica de VEGF, HIF1, IL10, GRP78 e CHOP causada pelo hipotireoidismo, 45 especialmente na zona juncional, reduziu a imunomarcação desses mediadores na 46 zona do labirinto quando comparado ao grupo hipotireoideo. Além disso, o tratamento 47 com Kp10 bloqueou o aumento da expressão gênica placentária de mediadores do1 inflamassoma (Nlrp3, Il18) causado pelo hipotireoidismo materno. No entanto, o 2 tratamento com Kp10 aumentou a imunomarcação placentária de TNF e a expressão 3 gênica de Il1 e Caspase1 em relação aos grupos controle e hipotireoideo, enquanto 4 não foi observado diferenças na expressão placentária de Gasdermina D entre os 5 grupos experimentais. Conclui-se que a restrição de crescimento feto-placentária 6 observada em ratas com hipotireoidismo materno está associada com uma redução 7 do sistema kisspeptina/Kiss1R na interface materno-fetal. Além disso, o tratamento 8 diário com Kp10 em ratas gestantes hipotireoideas não somente melhora o 9 desenvolvimento feto-placentário e a vascularização placentária, como aumenta a 10 expressão de fatores de crescimento e enzimas antioxidantes e bloqueia a ativação 11 do inflamassoma causado pelo hipotireoidismo. 12

Changes in the plasma and / or placental level of kisspeptin (Kp) are associated with 9 pregnancy disorders. However, although studies have suggested that Kp has an 10 antioxidant and immunomodulatory effect at the maternal-fetal interface and others 11 have shown that hypothyroidism causes gestational dysfunction and placental stress, 12 there is still no information on the role of kisspeptin in placental dysfunction caused by 13 maternal hypothyroidism. Therefore, the objective of this work was to evaluate the role 14 of kisspeptin and its therapeutic potential in the fetal-placental dysfunction of 15 hypothyroid rats. Adult Wistar rats were used and hypothyroidism was induced by daily 16 administration of propylthiouracil (PTU) (4mg/Kg/day). In Experiment 1, the animals 17 were divided into the control (N=18) and hypothyroid (N=20) groups and the fetal- 18 placental development and the gene and protein expression of Kiss1 and its receptor 19 (Kiss1R) in the decidua and placenta were evaluated at 14 and 18 days of gestation 20 (DG). Hypothyroidism reduced fetal and uteroplacental weight, in addition to reducing 21 Kiss1 mRNA expression in the decidua and placenta at 14 and 18 DG, respectively. 22 For Kiss1R, hypothyroidism not only reduced immunostaining in the Metrial triangle 23 and giant cell layer at 14 DG, but also reduced gene expression in the decidua and 24 placenta in the same gestational period. Considering that there was a reduction in the 25 Kiss1/Kiss1R system in the maternal-fetal interface of the hypothyroid rats, in 26 Experiment 2 the therapeutic potential of Kisspeptin-10 (Kp10) in the fetal-placental 27 dysfunction of these animals was evaluated. The animals were divided into the control 28 (N=8), hypothyroid (N=8) and hypothyroid groups treated with Kp10 (8µg/Kg/day) 29 every other day (KpT1) (N=8) or daily (KpT2) (N=8). The treatment started in the 8th 30 DG and the fetal-placental development, the placental histomorphometry and the gene 31 and/or protein expression of growth factors (VEGF, PLGF, IGF1, IGF2 and GLUT1), 32 inflammatory mediators (TNF, IL10 and IL6), oxidative stress mediators (HIF, SOD1, 33 Cat, GPx1), endoplasmic reticulum stress mediators (ATF4, GRP78 and CHOP) and 34 inflammasome (NLRP3, IL-1, IL-18) and pyroptosis (Caspase1, Gasdermin D) 35 mediators were evaluated at 18 GD. Daily treatment with Kp10 increased fetal weight 36 and reversed asymmetric fetal growth caused by maternal hypothyroidism. Both 37 treatments partially reestablished the morphology of the junctional zone and increased 38 vascularization in the placental labyrinth. Daily treatment with Kp10 increased the gene 39 expression of growth factors (Plgf, Igf1) and transport (Glut1) in the placenta of 40 hypothyroid animals, in addition to increasing protein and mRNA expression of 41 antioxidant enzymes (SOD1, Cat, GPx1). Although daily treatment with Kp10 did not 42 alter the greater VEGF, HIF1, IL10, GRP78 and CHOP expression caused by 43 hypothyroidism, especially in the junctional zone, it reduced the immunostaining of 44 these mediators in the labyrinth zone when compared to the hypothyroid group. In 45 addition, treatment with Kp10 blocked the increase in placental gene expression of 46 inflammasome mediators (Nlrp3, Il18) caused by maternal hypothyroidism. However, 47 treatment with Kp10 increased the placental immunostaining of TNF and the gene 48 expression of Il1 and Caspase1 in relation to the control and hypothyroid groups, 49 while no differences were observed in the placental expression of Gasdermin D 50 between the experimental groups. It is concluded that the fetal-placental growth1 restriction observed in rats with maternal hypothyroidism is associated with a reduction 2 in the kisspeptin/Kiss1R system at the maternal-fetal interface. In addition, daily 3 treatment with Kp10 in hypothyroid pregnant rats not only improves fetal placental 4 development and placental vascularization but increases the expression of growth 5 factors and antioxidant enzymes and blocks the activation of the inflammasome 6 caused by hypothyroidism. 7

TRANSCRIPTOME PROFILE IN THE SKELETAL MUSCLE OF PROGENY FROM DAMS PROTEIN-SUPPLEMENTED DURING MID-GESTATION

A subnutrição e supernutrição maternas durante a gestação podem causar diferentes efeitos no desenvolvimento muscular e no desempenho da progênie. Este estudo teve como objetivo avaliar os genes diferencialmente expressos (DEG), redes de co-expressão gênica (WGCNA) e suas funções biológicas no músculo esquelético da progênie de vacas suplementadas ou não com proteína durante o terço médio da gestação. De 100 a 200 dias de gestação, dez vacas Tabapuã prenhes de bezerros machos foram alocadas em um de dois tratamentos: Controle [(CON) - fornecimento de dieta basal atingindo 5,5% de proteína bruta (PB); n = 6]; ou Suplementado [(SUP) - dieta basal mais suplemento com 40% de PB fornecido ao nível de 3,5 g / kg de peso corporal; n = 4]. Amostras de tecido muscular foram coletadas da progênie no início da fase de confinamento (260d de vida pós-natal) para análise de RNA-seq, WGCNA e processos biológicos (GO terms) enriquecidos. Um total de 310 DEG (q-valor <0,05) foram identificados para o efeito da dieta, sendo 187 e 123 genes regulados negativamente e regulados positivamente na dieta SUP, respectivamente. Entre os genes mais expressos no grupo SUP, estavam genes relacionados à via de sinalização do receptor de insulina (LOC107131843); regulação da apoptose (KRT18, KRT8 e KRT19); regulação negativa da atividade da lipoproteína lipase (ANGPTL4) e transporte transmembrana de íons potássio (KCNH3). O gene ENSBTAG00000032057, envolvido na síntese de ATP acoplado ao transporte de prótons, foi regulado negativamente no grupo SUP. Na análise de WGCNA, entre os genes identificados no módulo negativamente associado à dieta, foram encontrados ANGPTL4 e ANKRD6 (associado à via de sinalização da Wnt); enquanto nos módulos relacionados positivamente à dieta, foi encontrado o gene KLHL10 (homeostase do número de células de um tecido). A análise dos GO terms mostrou que os DEG foram enriquecidos principalmente no transporte transmembrana de íons de potássio, polimerização ou despolimerização de microtúbulos e regulação positiva da biogênese de componentes celulares. Em conclusão, a suplementação materna com proteína durante o terço médio da gestação modula a expressão de genes envolvidos em importantes processos biológicos relacionados à miogênese, lipogênese e metabolismo dos tecidos muscular e adiposo

Maternal undernutrition and overnutrition during gestation can cause different effects on muscle development and offspring performance. This study aimed to evaluate the differentially expressed genes (DEG), weighed genes co-expression networks (WGCNA), and their biological functions in skeletal muscle of offspring from dams supplemented or not with protein during mid-gestation. From 100 to 200 days of gestation, ten Tabapuã beef cows pregnant of male calves were assigned to one of two treatments: Control [(CON) - supply of basal diet achieving 5.5% of crude protein (CP); n = 6]; or Supplemented [(SUP) - basal diet plus a supplement with 40% of CP provided at the level of 3.5 g/kg of body weight; n = 4]. Muscle samples were collected from the progeny at the beginning of feedlot phase (260d of postnatal age) to RNA-seq, WGCNA and Gene Ontology (GO) enrichment analysis. A total of 310 DEG (q-value < 0.05) were identified for the effect of diet, being 187 and 123 genes down-regulated and up-regulated in the SUP diet, respectively. Within the SUP up-regulated genes, were genes related to insulin receptor signaling pathway (LOC107131843); apoptosis regulation (KRT18, KRT8 and KRT19); negative regulation of lipoprotein lipase activity (ANGPTL4) and potassium ion transmembrane transport (KCNH3). The ENSBTAG00000032057 gene, involved in the ATP synthesis coupled proton transport, were down-regulated in SUP diet. In WGCNA, within hub genes identified in the module negatively associated with diet were ANGPTL4 and ANKRD6 (associated with Wnt signaling pathway); whereas in the modules positively correlated was KLHL10 (homeostasis of number of cells within a tissue). The GO analysis showed that DEG were mainly enriched in potassium ion transmembrane transport, microtubule polymerization or depolymerization and positive regulation of cellular component biogenesis. In conclusion, maternal protein supplementation during mid-gestation modulates the expression of genes involved in important biological process related to myogenesis, lipogenesis, and muscle and adipose tissues metabolism.

Modelos de regressão aleatória para características de crescimento de bovinos da raça Nelore do estado de Mato Grosso / Random regression models to traits of growth in the Nellore breed in Mato Grosso state

Foram utilizados 138.976 registros de informações de pesos corporais variando de 60 a 610 dias de idade, provenientes de 27.327 animais da raça Nelore, oriundos de rebanhos do estado do Mato Grosso, com o objetivo de descrever a variabilidade genética e estimar parâmetros genéticos para o peso corporal em diferentes idades, utilizando-se modelos de regressão aleatória. O modelo empregado incluiu efeitos fixos de grupo de contemporâneos e idade da vaca ao parto como covariáveis, além de efeitos aleatórios genético aditivo direto, genético materno, ambiente permanente de animal, ambiente permanente materno e efeito de ambiente temporário. O modelo de regressão aleatória mais adequado foi o que empregou função de covariância com polinômios de quarta ordem para descrição da variabilidade de todos os efeitos e duas classes de variância residual. As estimativas de variância genética aditiva direta e de ambiente permanente de animal aumentaram com a idade dos animais. As variâncias genética materna e de ambiente permanente materno exibiram comportamento semelhante, com maiores valores na fase de aleitamento. Os coeficientes de herdabilidade estimados variam de 0,25 a 0,43, com maiores valores nas idades mais avançadas na trajetória de crescimento dos animais. Esses resultados indicaram presença de variabilidade genética suficiente para obtenção de ganho genético expressivo por meio da seleção, principalmente após desmama. Os resultados encontrados para a correlação genética aditiva direta exibiram baixas correlações entre pesos nas idades iniciais e finais, porém pesos altamente correlacionados entre idades mais próximas. As correlações genéticas estimadas entre os pesos da desmama com os pesos até 610 dias de idade foram altas e positivas e indicam que os genes responsáveis por maiores pesos nesse período, em sua maioria, são os mesmos.(AU)

In this study 138,976 records of live weight between 60 to 610 days of age, from 27,327 Nellore cattle breed, from herds in Mato Grosso State were used in order to describe the genetic variability and to estimate genetic parameters for the live weight at different ages, using random regression models. The model included the fixed effects of contemporary group and age of cow at calving as covariate, random effects of direct additive genetic, maternal genetic, animal and maternal permanent environmental and temporary environment effect. The most appropriate random regression model employed the covariance function with fourth order polynomials to describe the variability of all effects and two residual variance classes. Estimates of direct additive genetic variance and animal permanent environment increased with the age of the animals. Maternal genetic variances and maternal permanent environment exhibited similar behavior, with higher values in pre weaning. The estimated heritability coefficients ranged from 0.25 to 0.43, with higher values at older ages in the growth trajectory of the animals. These results showed the presence of sufficient genetic variability to obtain significant genetic gain through selection, especially after weaning. The results for the direct additive genetic correlation exhibited low correlations between weights in initial and final ages, however, highly correlated weights between nearest ages. Genetic correlation estimates between weaning with weights up to 610 days of age were high and positive and indicate that most of the genes responsible for higher weights in this period are the same.(AU)

EFFECTOF RUMEN-PROTECTED FAT ON PERFORMANCE, CARCASS CHARACTERISTICS AND BEEF QUALITYOF THE PROGENY FROM NELLORE COWS FED BY DIFFERENT PLANES OF NUTRITION DURING GESTATION

A nutrição materna pode melhorar o desenvolvimento dos tecidos muscular e adiposo fetais, que tem influencia sobre o desempenho, características de carcaça e da carne da progênie. Adicionalmente, o uso de gordura protegida no rúmen em dietas de terminação para a progênie de vacas com nutrição adequada durante a gestação pode ser uma fonte doadora de ácidos graxos para aumento da deposição de gordura intramuscular na carne. Diante disso, objetivou-se avaliar os efeitos da suplementação proteica de vacas Nelore em pastejo durante o segundo e terceiro trimestre de gestação sobre o desempenho, as características de carcaça, qualidade da carne e a expressão de genes miogênicos e lipogênicos da progênie terminada em confinamento com dietas com ou sem inclusão de gordura protegida no rúmen. Quarenta e oito novilhos Nelore imunocastrados com 341 ± 7,54 kg de peso corporal inicial e 21 ± 0,7 meses de idade foram distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 × 2 com os seguintes tratamentos: duas condições de manejo nutricional das vacas gestantes e duas dietas de terminação da progênie. Após 124 ± 21 dias de gestação até o parto, metade das vacas em pastejo receberam 1 kg/vaca/dia de suplemento proteico (SUPP; 36,9% de PB) e a outra metade apenas sal mineral (CTL). Novilhos nascidos de mães de ambos os grupos foram alocados em baias individuais (2 x 5 m) por 175 dias, incluindo 40 dias de adaptação às baias e as dietas. Metade de cada progênie foi alimentado sem (NFAT) ou com gordura protegida no rúmen (RPF; 6% de sais de cálcio), e ambas as dietas tinham 12,7% de bagaço de cana e 87,3% de concentrado. Peso corporal inicial e final dos novilhos, e peso das dietas e sobras foram registrados para medidas de desempenho em confinamento. Os novilhos foram abatidos em frigorifico comercial para avaliação das características de carcaça e amostragem do músculo longissimus thoracis para análises de expressão gênica. Além disso, foram coletadas amostras de carne do longissimus lumborum para analises qualitativas. De forma geral, a suplementação materna não afetou o desempenho em confinamento, características de carcaça e qualidade da carne (P > 0,05). Suplementação materna aumentou a expressão de MyHC I e CPT2 (P < 0,05) e tendeu a regular positivamente os genes FASN e ACACA (P < 0,10) da progênie. Alimentação com RPF diminuiu o consumo de matéria seca, peso corporal final, ganho médio diário e peso de carcaça (P < 0,05), sem efeito na eficiência alimentar (P = 0,60). Enquanto isso, a inclusão de RPF aumentou a expressão de MyHC I, MyHC IIx, IGFR1, COL3A1, FN1, ACACA (P < 0,05) e tendeu a regular positivamente o gene SREBF1 (P = 0,07). Em conclusão, a suplementação materna e o uso de RPF na dieta de terminação da progênie afetou a expressão de genes lipogênicos em músculo, sem efeitos fenotípicos sobre a carne. Adicionalmente, o manejo nutricional materno não afetou o desempenho nem características de carcaça da progênie. Em contraste, a alimentação de novilhos com RPF afetaram o ganho de peso em confinamento e peso das carcaças, sem efeito sobre a eficiência alimentar.

Maternal nutrition can improve the development of fetal muscle and adipose tissues, which has an influence on the performance, carcass and meat traits of the offspring. In addition, the use of rumen-protected fat in finishing diets for the offspring from dams with adequate nutrition during pregnancy can be a donor source of fatty acids to increase the deposition of intramuscular fat in meat. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of protein supplementation of Nellore cows grazing during the second and third trimester of gestation on the performance, carcass characteristics, meat quality and the expression of myogenic and lipogenic genes of offspring finished in feedlot on diets with or without inclusion of rumen-protected fat. Forty-eight immunocastrated Nellore steers with 341 ± 7.54 kg of initial body weight were distributed in a completely randomized design using a 2 × 2 factorial arrangement with the following treatments: two nutritional management conditions of the dams and two finishing diets of the progeny. After 124 ± 21 days of gestation until calving, half of the grazed cows received 1 kg/cow/day of protein supplement (SUPP; 36.9% of CP) and the other half only mineral salt (CTL). Steers born from dams of both groups were housed in individual pens (2 x 5 m) for 175 days, including 40 days of adaptation to the pens and diets. Half of each offspring was fed without (NFAT) or rumen-protected fat (RPF; 6% calcium salts), and both diets had 12.7% sugarcane bagasse and 87.3% concentrate. Initial and final body weight of steers and weight of feed and orts were recorded for measures of feedlot performance. Steers were slaughtered in a commercial slaughterhouse to assess the carcass traits and sampling of the longissimus thoracis muscle for gene expression analyzes. In addition, meat samples from longissimus lumborum were collected for qualitative analysis. In general, maternal supplementation did not affect feedlot performance, carcass characteristics and meat quality traits (P > 0.05). Maternal supplementation increased the expression of MyHC I and CPT2 (P < 0.05) and tended to up-regulate the FASN and ACACA genes (P < 0.10) in the offspring. Feeding with RPF decreased the dry matter intake, final body weight, average daily gain and carcass weight (P < 0.05), with no effect on feed efficiency (P = 0.60). Meanwhile, feeding with RPF increased the expression of MyHC I, MyHC IIx, IGFR1, COL3A1, FN1, ACACA (P < 0.05) and tended to up-regulate SREBF1 gene (P = 0.07). In conclusion, maternal supplementation and the use of the RPF in the finishing diet of offspring affected the expression of lipogenic genes in muscle, with no phenotypic effects on meat. Additionally, maternal nutritional management did not affect the performance or carcass characteristics of the offspring. In contrast, feeding RPF to steers affected feedlot weight gain and carcass weight, with no effect on feed efficiency.

IMPACTS OF PROTEIN SUPPLEMENTATION DURING MID GESTATION OF BEEF COWS ON MATERNAL PHYSIOLOGY, AND SKELETAL MUSCLE METABOLISM

Ainda há lacunas no conhecimento que precisam ser preenchidas sobre as formas como as matrizes adaptam-se fisiologicamente para evitar perdas durante a gravidez e como essas adaptações podem comprometer sua eficiência reprodutiva. Atualmente existem cerca de 56 milhões de vacas de corte no Brasil as quais podem ser beneficiadas com os avanços do conhecimento nessa área do conhecimento. Portanto, o objetivo desta pesquisa foi determinar o efeito da suplementação proteica (SP) durante o meio da gestação em vacas alimentadas com forragem de baixa qualidade sobre o desempenho, ingestão de alimentos, fisiologia, e metabolismo proteico no tecido muscular esquelético materno. Cinquenta e duas vacas, multíparas com 490 kg ± 17,8 de peso corporal (PC), 5,63 ± 0,52 de escore de condição corporal (ECC), da raça Tabapuã e portadores de bezerros machos e fêmeas foram distribuídos aleatoriamente em um dos dois tratamentos: Suplementação com 40% de proteína bruta (PB) ou 3,5g / kg de PC (SUP; n = 26) ou não suplementado 0% PB (CON; n = 26). Entre 100 a 200 dias de gestação, as vacas foram alojadas em baias individuais e submetidas a diferentes níveis de alimentação: sendo o CON conformado por uma dieta basal (silagem de milho + bagaço de cana, atingindo 5,5% PB mais mistura mineral) e o SUP conformado pela dieta basal + suplementação proteica. O PC e o ECC foram determinados a cada 30 dias até o pré-parto. O consumo de ração foi monitorado individualmente até o pré-parto, amostras de sangue, biopsias de tecido muscular esquelético e índice de pulsatilidade (IP) e resistência (IR) foram coletadas aos 200 e 270 dias de gestação. Os resultados serão publicados em dois artigos. No primeiro artigo a SP aumentou as reservas corporais representadas em maior PC materno, tecidos gestacionais, área de olho de lombo e garupa (P 0,01). Vacas CON perderam quase um ponto de ECC, enquanto SUP ganharam 0,59 pontos de ECC durante 100 dias. Porém, no periparto as vacas SUP mobilizaram maior quantidade de tecido materno (P 0,01). A suplementação aumentou a ingestão de forragem, de matéria seca total a digestibilidade total aparente dos nutrientes e a eficiência de síntese microbiana (P 0,01). Vacas CON apresentaram maior IR e IP (P 0,01) na metade da gestação. No segundo artigo vacas SUP tiveram aumentos concentrações plasmáticas de glicose, insulina e IGF-1, no entanto, os ácidos graxos não esterificados foram maiores (P 0,01) nas CON. Vacas SUP apresentaram aumentos de aproximadamente 50% na concentração de amino ácidos circulantes totais (P = 0,03), e aumentos entre 30 e 40% na expressão de mRNA de marcadores relacionados à síntese e degradação proteica durante a gestação. Os resultados sugerem que a SP a 3,5 g/kg do PC no meio da gestação pode ser útil para melhorar o estado energético das vacas, além de permitir um maior fluxo de nutrientes para o útero, permitindo um adequado crescimento e desenvolvimento fetal o que ajudará a preservar as reservas de tecido materno quando mantidas em pastagem de baixa qualidade.

There are still gaps in the knowledge that need to be filled about how the dams adapt physiologically to avoid losses during pregnancy and how these adaptations can compromise their reproductive efficiency. There are currently about 56 million beef cows in Brazil that can benefit from advances in knowledge in this area of knowledge. Therefore, this research aimed to determine the effect of protein supplementation (SP) during mid-gestation in cows fed low-quality forage on performance, food intake, physiology, and protein metabolism in maternal skeletal muscle tissue. Fifty-two multiparous cows with 490 kg ± 17.8 body weight (BW), 5.63 ± 0.52 body condition score (ECC), Tabapuã breed, and male and female calf carriers were randomly distributed in one of the two treatments: Supplementation with 40% crude protein (CP) or 3.5g / kg BW (SUP; n = 26) or not supplemented 0% CP (CON; n = 26). Between 100 to 200 days of gestation, the cows were housed in individual pens and subjected to different levels of feeding: the CON being conformed to a basal diet (corn silage + sugarcane bagasse, reaching 5.5% CP plus mineral mixture) and the SUP conformed by the basal diet + protein supplementation. CP and ECC were determined every 30 days until pre-delivery. Feed intake was monitored individually until pre-delivery, blood samples, skeletal muscle tissue biopsies, and pulsatility index (PI) and resistance (IR) were collected at 200 and 270 days of gestation. The results will be published in two articles. In the first article, SP increased the body reserves represented in higher maternal CP, gestational tissues, rib eye area, and croup (P 0.01). CON cows lost almost one point of ECC, while SUP gained 0.59 points of ECC for 100 days. However, in the peripartum SUP cows mobilized a greater amount of maternal tissue (P 0.01). Supplementation increased forage intake, total dry matter, and apparent total digestibility of nutrients, and efficiency of microbial synthesis (P 0.01). CON cows had higher RI and PI (P 0.01) in mid-gestation. In the second article, SUP cows had increased plasma concentrations of glucose, insulin, and IGF-1, however, non-esterified fatty acids were higher (P 0.01) in CON. SUP cows showed approximately 50% increases in the total circulating amino acid concentration (P = 0.03), and between 30 and 40% increases in mRNA expression of markers related to protein synthesis and degradation during pregnancy. The results suggest that SP at 3.5 g / kg of BW in the mid-gestation can be useful to improve the energy status of cows, in addition to allowing a greater flow of nutrients to the uterus, allowing for adequate fetal growth and development, which will help preserve maternal tissue reserves when maintained on low quality pasture.

Extracellular vesicles secreted by bovine embryos produced in vivo and in vitro: miRNAs content and molecular effects in endometrial and luteal tissues

BRIDI, A. Vesículas extracelulares secretadas por embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro: conteúdo de miRNAs e os efeitos moleculares sobre o endométrio e o corpo lúteo. 254 f. Tese (Doutorado) Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP, 2021. Perfis metabólicos, padrões de expressão gênica, desenvolvimento embrionário, capacidade de estabelecer e manter gestações precoces são diferenças encontradas quando embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro são comparados. Para que a gestação tenha sucesso é necessária uma perfeita comunicação entre o embrião e o organismo materno. Vesículas extracelulares pequenas (sEVs) fazem parte dessa comunicação e carregam moléculas bioativas, como miRNAs, que podem atuar em células-alvo dentro do sistema reprodutivo bovino. Com isso, nossa hipótese é que embriões bovinos produzidos in vivo e in vitro secretam sEVs contendo diferentes miRNAs que podem modular diferencialmente o padrão de expressão gênica endometrial e o perfil de miRNAs do corpo lúteo. Para isso, primeiramente, investigamos o conteúdo de miRNA em blastocistos eclodidos produzidos in vivo ou in vitro e, em sEVs secretadas por eles. Blastocistos eclodidos produzidos in vivo ou in vitro, no dia 9 de desenvolvimento, possuem diferentes perfis de miRNA. EVs pequenas secretadas por eles, do dia 7 até o dia 9 de desenvolvimento, contém miRNAs diferentes. Esses miRNAs diferentemente expressos são preditos por regularem vias envolvidas no desenvolvimento embrionário inicial e na receptividade endometrial. Por meio disso, as primeiras interações entre o embrião e o organismo materno podem ser modificadas, e isso pode afetar o sucesso da gestação. Em segundo lugar, investigamos as alterações no transcriptoma global do endométrio após o co-cultivo de explantes endometriais com um blastocisto produzido in vivo ou in vitro no dia 7 do desenvolvimento. Genes diferentemente expressos foram identificados no endométrio e estão associados com a presença e origem do embrião. Além disso, sEVs presentes nos meios condicionados (C.M.) por essas células embrionárias e endometriais contém diferentes miRNAs, que são preditos por modularem a via de sinalização da oxitocina. Finalmente, para compreender melhor se a comunicação entre o embrião, o endométrio e o corpo lúteo pode ser intermediada por sEVs, explantes luteais foram tratados com sEVs presentes nos C.M. por explantes endometriais cultivados sozinhos ou com um blastocisto bovino produzido in vivo ou in vitro no dia 7 do desenvolvimento. O perfil de miRNAs foi modificado nos explantes luteais tratados com essas sEVs e, nós podemos observar um efeito da presença e origem dos embriões nessas alterações. Juntos, esses resultados sugerem que sEVs intermedeiam a comunicação inicial entre o embrião, endométrio e o corpo lúteo, contribuindo para manter a viabilidade e funcionalidade luteal. Entretanto, futuros experimentos precisam ser realizados para avaliar efeitos biológicos específicos desses miRNAs carreados por essas sEVs no endométrio e no corpo lúteo. Além disso, a origem do embrião (in vivo ou in vitro) modifica as interações entre ele, o endométrio e o corpo lúteo, sugerindo fortemente que esses embriões tenham necessidades distintas para se desenvolverem.

BRIDI, A., Extracellular vesicles secreted by bovine embryos produced in vivo and in vitro: miRNAs content and molecular effects in endometrial and luteal tissues. 2021. 254 f. Tese (Doutorado) Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga-SP, 2021. Metabolic profiles, gene expression patterns, embryonic development, and the ability to establish and sustain early pregnancies are differences founded when in vivo- and in vitro- produced bovine embryos are compared. To the establishment of a successful pregnancy the perfect embryo- maternal communication is needed. Small extracellular vesicles (sEVs) are part of this crosstalk and carry bioactive molecules such as miRNAs that can act on target bovine cells within thereproductive system. Thereby, our hypothesis is that in vivo and in vitro bovine embryos secrete sEVs containing different miRNAs that can differentially modulate endometrial gene expression pattern and miRNAs profile in the corpus luteum (CL). To address this hypothesis, firstly, we investigated the miRNA content of in vivo and in vitro hatched blastocysts and in sEVs secreted by them. Day 9 in vivo or in vitro hatched blastocysts have distinct miRNA profiles. Small EVs secreted by them from day 7 up to day 9 of development contain different miRNAs. These miRNAs differently expressed are predicted to regulate pathways involved with early embryonic development and endometrial receptivity. Thereby, early embryo-maternal interactions can be modified and consequently can affect pregnancy success. Secondly, we investigated changes in the endometrial global transcriptome after the co-culture of endometrial explants with a day 7 in vivo or in vitro blastocysts. Differently expressed genes were identified in the endometrium and are associated with the embryo's presence or origin. Moreover, sEVs present in the conditioned media (C.M.) by these embryonic and endometrial cells contain different miRNAs, which are predicted to modulate the oxytocin signaling pathway. Finally, to understand if the communication among embryo, endometrium, and corpus luteum can be mediated by sEVs, luteal explants were treated with sEVs from C.M. by endometrial explants alone or cultured with a day 7 in vivo or in vitro blastocysts. MicroRNAs profile was modified in luteal explants treated with these sEVs, and we can observe an effect of the embryo presence and origin in these alterations. Together these results suggest that sEVs mediate early embryo-endometrium-corpus luteum communication, contributing to maintaining luteal viability and functionality. However, further experiments are needed to evaluate specific biological effects of these miRNAs carried by sEVs in the endometrium and in the corpus luteum. Moreover, the embryo origin (in vivo and in vitro) modify the interactions among embryo-endometrium-corpus luteum, suggesting strongly that these embryos have distinct needed to develop.

Evaluation of sexual, tissue and morphological development genes of Nellore cattle submitted to fetal programming

A produção de bovinos de corte brasileiro ocorre em grande parte no Cerrado e com animais da raça Nelore, sendo muito comum as pastagens do gênero Brachiaria e, neste cenário, a subnutrição de matrizes bovinas gestantes se mostra presente no país devido à maior exigência por nutrientes neste estágio fisiológico. Consequentemente, a progênie pode ser afetada em sua produtividade e desempenho ao longo da vida. Esse insulto ou estímulo nutricional pré-natal é denominado programação fetal. Dessa forma, esta dissertação teve por objetivo avaliar genes e fenótipos relacionados à precocidade sexual, o desenvolvimento corporal e a diferenciação tecidual de novilhos submetidos à programação fetal durante a fase de recria. Para isto, durante a gestação, 126 vacas da raça Nelore foram divididas em três planos nutricionais sendo que (FP, PP e NP, respectivamente): 13 das matrizes receberam suplementação proteico-energética por toda gestação, outro 13 das matrizes somente no terço final e 13 não receberam esse estímulo nutricional. Durante toda a fase de recria foram coletados dados fenotípicos (peso, medidas ultrassonográficas de carcaça e perímetro escrotal) e material biológico (músculo Longissimus e sêmen) para avaliar o efeito das diferentes estratégias de suplementação pré-natal sobre os 64 novilhos analisados. No primeiro capítulo, foi realizado a avaliação da precocidade sexual, características morfológicas e físicas do sêmen e um estudo nutrigenético para avaliar a resposta dos animais ao estímulo nutricional pré-natal. Neste capítulo foi possível observar os efeitos do fenótipo frugal sobre as características reprodutivas e que a programação fetal não exerce efeito sobre a precocidade sexual em novilhos da raça Nelore. Ainda, foi encontrado interação genótipo-ambiente e alguns genes associados com SNPs (polimorfismo de nucleotídeo único) que explicaram mais de 1% da variância genética dos animais entre os diferentes tratamentos. No capítulo 2, foi avaliado a influência da programação fetal sobre os fenótipos (espessura de gordura subcutânea e da picanha, peso, ganho médio diário, área de olho de lombo, área celular muscular e número de células musculares na área de olho de lombo) durante a fase de recria. Neste capítulo foi possível observar que a programação fetal influenciou no peso dos novilhos ao longo da fase de recria, entretanto nas idades avaliadas não mostrou efeito sobre as espessuras de gordura e avaliações histológicas. Além disso, a suplementação proteico-energética pré-natal durante toda gestação mostrou tendência à um melhor ganho médio diário e área de olho de lombo nos novilhos ao longo da fase de recria. No terceiro capítulo, o transcriptoma de 15 novilhos foi analisado para expressão gênica diferencial com o objetivo de avaliar se a programação fetal apresentou influência sobre a expressão gênica muscular dos animais; e eQTL (loci de características quantitativas de expressão) para avaliar quais genes e processos metabólicos estavam relacionados ao background genético dos animais avaliados. Neste capítulo, não foi encontrado diferenças na expressão gênica diferencial entre os tratamentos, entretanto os eQTLs encontrados controlam características relacionadas à programação fetal, o que pode estar encobrindo os possíveis efeitos da nutrição pré-natal. Em suma, esta dissertação traz grandes contribuições para o campo da programação fetal, com estudos pioneiros, contribuindo para a descoberta de mecanismos associados à nutrição materna e os impactos sobre suas progênies.

The Brazilian beef cattle production occurs largely in the Cerrado and with Nellore animals, with Brachiaria pastures being very common and, in this scenario, the malnutrition of pregnant bovine dams is present in the country due to the greater demand nutrients at this physiological stage. As a result, progeny can be affected in their productivity and lifelong performance. This insult or prenatal nutritional stimulus is called fetal programming. Thus, this thesis aimed to evaluate genes and phenotypes related to sexual precocity, body development and tissue differentiation of young bulls submitted to fetal programming during the rearing phase. For this, during pregnancy, 126 Nellore cows were divided into three nutritional plans (FP, PP and NP, respectively): 13 of the dams received protein-energy supplementation for the entire pregnancy, another 13 of the cows only in the final third and 13 did not receive this nutritional stimulus. During the entire rearing phase, phenotypic data (weight, ultrasound measurements of the carcass and scrotal perimeter) and biological material (Longissimus muscle and semen) were collected to assess the effect of different prenatal supplementation strategies on the 64 analyzed bulls. In the first chapter, an assessment of sexual precocity, morphological and physical characteristics of the semen was carried out and a nutrigenetic study was carried out to assess the animals' response to prenatal nutritional stimulus. In this chapter it was possible to observe the effects of the frugal phenotype on reproductive characteristics and that the fetal programming has no effect on sexual precocity in Nellore bulls. Furthermore, genotype-environment interaction and some genes associated with SNPs (single nucleotide polymorphism) that explained more than 1% of the genetic variance of the animals between the different treatments were found. In chapter 2, the influence of fetal programming on the phenotypes (rump and backfat thickness, weight, average daily gain, ribeye area, muscle cell area and number of muscle cells in ribeye area) was evaluated during the rearing phase. In this chapter it was possible to observe that the fetal programming influenced the weight of the bulls during the rearing phase, however at the evaluated ages it did not show any effect on the fat thickness nor histological assessments. In addition, prenatal protein-energy supplementation throughout pregnancy showed a tendency towards better average daily gain and ribeye area in bulls throughout the rearing phase. In the third chapter, the transcriptome of 15 bulls was analyzed for differential gene expression in order to assess whether fetal programming had an influence on the animals' muscle gene expression; and eQTL (expression quantitative trait loci) to assess which genes and metabolic processes were related to the genetic background of the animals evaluated. In this chapter, no differences were found in the differential gene expression between treatments, however the eQTLs found control characteristics related to fetal programming, which may be masking the possible effects of prenatal nutrition. In short, this thesis brings great contributions to the field of fetal programming, with pioneering studies, contributing to the discovery of mechanisms associated with maternal nutrition and the impacts on their offspring.

Avaliação in vitro de condrócitos da cartilagem articular e da diferenciação osteogênica das células tronco da medula óssea extraídas da prole de ratas tratadas com etanol

Foram realizados dois estudos para avaliar os efeitos do consumo materno de etanol sobre os condrócitos da cartilagem articular e na diferenciação osteogênica das células tronco mesenquimais da medula óssea (CTM-MO) da prole. Foram utilizadas 13 ratas Wistar adultas distribuídas em dois grupos experimentais, grupo controle e o grupo tratado com etanol. As ratas do grupo etanol e controle, receberam por gavagem diária, a partir do nono dia de gestação, solução alcoólica 40% e água destilada, respectivamente até o trigésimo dia de lactação. No dia do parto, foram eutanasiados quatro neonatos por fêmea e, aos 30 dias de lactação, três filhotes por fêmea. O primeiro estudo avaliou, in vitro, o efeito do consumo materno de etanol sobre os condrócitos da cartilagem articular. Os condrócitos foram extraídos das cartilagens articulares e cultivados em meio condrogênico por sete, 14 e 21 dias. Foram realizados os testes de conversão do MTT, atividade de fosfatase alcalina, porcentagem de células por campo e porcentagem de áreas PAS+ em cultura 3D. Aos 21 dias, foi realizada a quantificação dos transcritos gênicos para agrecano, Sox-9, colágeno tipo II, colágeno X, Runx-2 e VEGF pelo RT-PCR em tempo real. O segundo estudo avaliou o efeito do consumo materno de etanol durante a gestação e lactação sobre a diferenciação osteogênica CTM-MO dos filhotes ao desmame. As CTM-MO foram extraídas dos membros pélvicos e cultivadas em meio osteogênico por sete, 14 e 21 dias. Foram realizados os testes de conversão do MTT, atividade de fosfatase alcalina e porcentagem de células por campo. Aos 21 dias, foram realizados a quantificação do tamanho médio dos nódulos mineralizados e a quantificação dos transcritos gênicos para osteopontina, osteocalcina, BMP-2, Runx-2 e colágeno tipo I por RT-PCR em tempo real. As médias foram comparadas pelo teste t de student e as diferenças foram consideradas significativas se p<0,05. Os neonatos das mães que receberam etanol foram menos pesados quando comparados aos neonatos controle. A cultura dos condrócitos do grupo etanol apresentou maior conversão de MTT, maior atividade de fosfatase alcalina e maior porcentagem de células relação ao grupo controle em todos os períodos. Não houve diferença entre ambos os grupos na porcentagem de áreas PAS+ em cultura 3D. Houve maior expressão de colágeno tipo II e menor expressão de Sox-9 no grupo etanol 15 em relação ao grupo controle. O peso dos filhotes, ao desmame, das mães que receberam etanol foi significativamente menor quando comparado ao controle. As CTM-MO do grupo etanol apresentaram menor conversão de MTT aos sete dias de diferenciação osteogênica porém maior atividade de fosfatase alcalina, maior porcentagem de células, maior tamanho médio dos nódulos mineralizados bem como maior expressão de BMP-2, osteopontina e osteocalcina. Conclui-se que o consumo materno de etanol durante a gestação e lactação altera, in vitro, o fenótipo e a atividade de síntese dos condrócitos dos neonatos bem como aumenta a diferenciação osteogênica das CTM-MO da prole ao desmame

Two studies were performed to evaluate the effects of maternal ethanol consumption on articular cartilage chondrocytes and on osteogenic differentiation of offspring bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSCs). Thirteen adult female Wistar rats were divided into two experimental groups, the control group and the ethanol-treated group. The rats of the ethanol and control group received by daily gavage, from the ninth day of gestation, 40% alcohol solution and distilled water, respectively until the thirtieth day of lactation. On the day of delivery, four newborns were euthanized per female and, at 30 days of lactation, three pups per female. The first study evaluated in vitro the effect of maternal ethanol consumption on articular cartilage chondrocytes. Chondrocytes were extracted from articular cartilage and cultivated in chondrogenic medium for seven, 14 and 21 days. MTT conversion tests, alkaline phosphatase activity, percentage of cells per field and percentage of PAS+ areas in 3D culture were performed. At 21 days, the quantification of gene transcripts for agrecan, Sox-9, collagen type II, collagen X, Runx-2 and VEGF was performed by real-time RT-PCR. The second study evaluated the effect of maternal ethanol consumption during pregnancy and lactation on BMMSCs osteogenic differentiation of pups at weaning. The BMMSCs were extracted from the pelvic limbs and cultured in osteogenic medium for seven, 14 and 21 days. MTT conversion, alkaline phosphatase activity and cell percentage per field tests were performed. At 21 days, the average size of the mineralized nodules was quantified and the gene transcripts were quantified for osteopontin, osteocalcin, BMP-2, Runx-2 and collagen I by real-time RT-PCR. Means were compared by Student's t-test and differences were considered significant if p <0.05. Neonates of mothers receiving ethanol were less heavy when compared to control neonates. The chondrocyte culture of the ethanol group showed higher MTT conversion, higher alkaline phosphatase activity and higher percentage of cells compared to the control group in all periods. There was no difference between both groups in the percentage of PAS+ areas in 3D culture. There was higher expression of collagen type II and lower expression of Sox-9 in the ethanol group compared to the control group. The weight of pups at weaning of mothers receiving ethanol was significantly lower when compared to control. BMMSCs ethanol group showed lower MTT conversion after seven days of osteogenic differentiation but 17 higher alkaline phosphatase activity, increased percentage of cells larger average size of mineralized nodules as well as increased expression of BMP-2, osteopontin and osteocalcin. In conclusion, maternal ethanol consumption during pregnancy and lactation alters, in vitro, the phenotype and chondrocyte synthesis activity of neonates, as well as increases the osteogenic differentiation of BMMSCs from weaning offspring

Estimativas de parâmetros genéticos para características de crescimento em ovinos da raça Suffolk no Brasil / Estimates of genetic parameters for growth traits in Suffolk sheep in Brazil

O objetivo do trabalho foi estimar os parâmetros genéticos das características de crescimento da raça Suffolk, a fim de fornecer subsídio para a definição de estratégias de seleção para programas de melhoramento genético. Os dados analisados, coletados entre os anos de 2007 a 2009, são referentes a ovinos da raça Suffolk oriundos de uma propriedade localizada no Estado de São Paulo, Brasil, participante do programa de melhoramento genético Ovigol, conduzido pela empresa Aries Reprodução e Melhoramento Genético Ovino Ltda. em parceria com a empresa AbacusBio Limited, da Nova Zelândia. As características avaliadas foram: peso ao nascer (PN), ganho de peso pré-desmame (GPP) e peso ao desmame (PD), com número de registro de 1.039, 636 e 649 animais, respectivamente. Para análise estatística, utilizou-se o procedimento GLM do programa computacional SAS; para a consistência do pedigree e para as estimativas dos parâmetros genéticos, os programas computacionais utilizados foram Relax2: pedigree analysis program e o WOMBAT, respectivamente. O modelo linear geral incluiu sexo, grupo de contemporâneos (tipo de parto e ano de nascimento), covariável idade ao desmame (GPP e PD) com efeito quadrático, efeito genético aditivo direto, efeito de ambiente permanente materno e efeito residual. As herdabilidades para PN, GPP e PD foram 0,06, 0,42 e 0,37, respectivamente. As correlações genéticas entre PN e GPP, PN e PD e GPP e PD foram -0,10, -0,03 e 0,97, respectivamente. Na população estudada, as características GPP e PD, apresentam altas respostas à seleção, ao contrário do PN. As características PN e GPP são suficientes para compor um índice de seleção, sendo aconselhável o monitoramento do PN na fase inicial do programa.(AU)

The aim of this study was to estimate genetic parameters for growth of Suffolk, in order to provide a basis for the definition of selection strategies for breeding programs. The data analyzed are for Suffolk sheep, collected between years 2007 to 2009, from a property located in the State of São Paulo - Brazil, a participant in the Ovigol breeding program conducted by the company (Aries Reproduction and Breeding Sheep Ltd.) in partnership with (AbacusBio) New Zealand Limited. The evaluated characteristics were: birth weight (PN), weight gain pre-weaning (GPP) and weaning weight (PD), with registration number 1039, 636 and 649 respectively. For statistical analysis we used the GLM procedure of SAS software, for the consistency of pedigree and genetic parameter estimates software Relax2: pedigree analysis program and WOMBAT, respectively, were used. The general linear model included sex, contemporary group (type of birth and year of birth), covariate age at weaning (GPP and PD) with a quadratic effect, direct genetic effect, maternal permanent environmental effect and residual effect. Heritability estimates for PN, PD and GPP were 0.06, 0.42 and 0.37, respectively. Genetic correlations between PN and GPP, and PN and PD and GPP were -0.10, -0.03 and 0.97, respectively. In the study population characteristics GPP and PD have a high response to selection, unlike the PN. The GPP and PN characteristics are enough to make a selection index, it is advisable to monitor the PN in the initial phase of the program.(AU)

Expressão de ISG15 em leucócitos de ovelhas suplementadas com progesterona no anestro estacional

O objetivo deste trabalho foi avaliar a expressão gênica de ISG15 em leucócitos e progesterona sérica, nos dias 10 e 16 da gestação inicial de ovelhas suplementadas com progesterona. As ovelhas foram alocadas aleatoriamente em dois grupos: Grupo Controle (GC) e Grupo P4 (P4G) e, durante o período de anestro estacional e na estação reprodutiva. Os grupos foram submetidos a um protocolo de manipulação do ciclo estral. Nos dois períodos, o P4G recebeu uma dose de progesterona injetável no dia 3 após o acasalamento (25 mg), enquanto o GC recebeu o mesmo volume de veículo. Durante o período não reprodutivo, no dia 10, o P4G apresentou menores concentrações de progesterona sérica quando comparadas ao GC. No dia 16, a concentração sérica de progesterona também diminuiu no P4G em relação ao GC. A expressão do ISG15 nos leucócitos no D10 não diferiu entre os grupos, P4G e GC (p> 0,05). Por outro lado, a expressão de ISG15 no dia 16 são maiores no GC, quando comparados ao P4G (p <0,05). Durante a estação reprodutiva, a progesterona sérica no D10 não diferiu entre os grupos, P4G e GC (p> 0,05). Ao contrário, P4G apresentou maiores concentrações de progesterona circulante quando comparadas ao GC no dia 16. Os resultados da expressão gênica de ISG15 não mostraram diferenças entre os grupos nos dias 10 e 16. Os resultados indicam que a suplementação de progesterona no início da gestação em ovelhas no anestro estacional não é eficaz em elevar a progesterona sérica nem no aumento da sinalização endócrina no reconhecimento materno da gestação, no entanto, aumenta a progesterona sérica durante a estação reprodutiva sem alterar a expressão relativa de ISG15 nos leucócitos.

The aim of this study was to evaluate the effect of supplementation with exogenous progesterone on the expression of ISG15 in leukocytes and concentration of serum progesterone, on days 10 and 16 of early pregnancy in ewes. The ewes were randomly allocated into two groups: Control Group (GC) and Group P4 (P4G), during seasonal anestrous period and breeding season. The groups were submitted to estrous cycle manipulation protocol. In both periods, P4G received a dose of injectable progesterone on day 3 after mating (25 mg), while the CG received the same vehicle volume. During the non-breeding season, the expression of ISG15 in leukocytes at day 10 did not differ between the groups, P4G and GC (p> 0.05). On the other hand, the expression of ISG15 on day 16 is higher in the CG, when compared to the P4G (p <0.05). During breeding season, the results of ISG15 gene expression did not show differences between groups on days 10 and 16. During non-breeding season, on day 10, the P4G showed lower concentrations of serum progesterone when compared to the CG. On day 16, serum progesterone concentration also decreased in P4G compared to CG. During the breeding season, serum progesterone at D10 did not differ between the groups, P4G and GC (p> 0.05). On the contrary, P4G showed higher concentrations of circulating progesterone when compared to GC on day 16. The results indicate that progesterone supplementation at the beginning of pregnancy in sheep in the seasonal anestrus is not effective in increasing endocrine signaling in maternal recognition of pregnancy or raising serum progesterone, however, it increases serum progesterone during the reproductive season without changing the relative expression of ISG15 in leukocytes.

Efeito do consumo de etanol durante a gestação e lactação sobre a histomorfometria óssea e a diferenciação osteogênica, in vitro, das células tronco mesenquimais maternas da medula óssea de ratas

O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do consumo materno de etanol durante a gestação e lactação sobre a massa óssea e sobre a diferenciação osteogênica in vitro das células tronco mesenquimais da medula óssea (CTM-MO) de ratas. Foram utilizadas 13 ratas Wistar adultas distribuídas em dois grupos: 1) controle e 2) tratado com etanol. As ratas do grupo etanol e controle, receberam diariamente, a partir do nono dia de gestação, solução alcoólica 40% (4g de etanol/kg) e água destilada, respectivamente até o trigésimo dia de lactação. As CTM-MO foram extraídas dos fêmures e tíbias direitas e cultivadas em meio osteogênico por sete, 14 e 21 dias. Foram realizados os testes de conversão do MTT em cristais de formazan, atividade de fosfatase alcalina e avaliação da porcentagem de células por campo. Aos 21 dias, foram realizadas as quantificações dos nódulos mineralizados por campo e dos transcritos gênicos para osteopontina, osteocalcina e BMP-2 por RT-PCR tempo real. As avaliações morfológicas e morfométricas da porcentagem de osso trabecular e espessura do osso cortical foram realizadas nos fêmures e tíbias esquerdas. As médias foram comparadas pelo teste t de student e as diferenças foram consideradas significativas se p<0,05. As CTM-MO das ratas que consumiram etanol durante a gestação e lactação, quando submetidas a diferenciação osteogênica, in vitro, apresentaram maior conversão de MTT em formazan, maior atividade de fosfatase alcalina, maior porcentagem de células por campo, maior expressão de BMP-2 e maior síntese de nódulos mineralizados quando comparadas às células das ratas controle. Entretanto, não houve diferença significativa entre grupos, na porcentagem de tecido ósseo trabecular e na espessura da cortical. Conclui-se que, o consumo de etanol durante a gestação e lactação não altera os tecidos ósseos trabecular e cortical do fêmur e tíbia em comparação ao de ratas gestantes e lactantes controles, apesar das CTM-MO apresentarem, in vitro, maior diferenciação osteogênica caracterizada pela maior síntese de matriz mineralizada.

The aim of this study was to evaluate the effect of maternal ethanol consumption during gestation and lactation on bone mass and the osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells of the bone marrow (BMMSCs) of rats. Thirteen adult Wistar rats were used. The rats were distributed in two groups: 1) control and 2) ethanol treated. The rats of the ethanol and control groups received daily, from the ninth day of gestation, 40% alcoholic solution and distilled water, respectively, until the thirtieth day of lactation. The BMMSCs were extracted from the right femurs and tibiae and cultured on osteogenic medium for 7, 14 and 21 days. The conversion of MTT to formazan crystals, alkaline phosphatase activity, and porcentage of cells per field were performed. The number of mineralized nodules per field and the quantification of the gene transcripts for osteopontin, osteocalcin and BMP-2 by real-time RT-PCR were performed at day 21. Morphometric evaluations of the percentage of trabecular bone and cortical thickness were performed in the left femur and tibia. The means were compared by the Students t test and the differences were considered significant if p < 0.05. The BMMSCs of the rats that consumed ethanol during gestation and lactation, when submitted to osteogenic differentiation in vitro, presented higher conversion of MTT to formazan, higher alkaline phosphatase activity, higher percentage of cells per field, higher expression of BMP-2 and higher synthesis of mineralized nodules when compared to that of control rat cells. However, there was no significant difference in the percentage of trabecular bone or cortical thickness between both groups. It is concluded that the consumption of ethanol during pregnancy and lactation did not alter the trabecular and cortical bone tissues of the femur and tibia compared with that of pregnant and lactating control rats that did not consume alcohol, despite in vitro BMMSCs showing greater osteogenic differentiation characterized by greater synthesis of mineralized matrix.

FECUNDAÇÃO IN VITRO APÓS MICROINJEÇÃO CITOPLASMÁTICA PARA A EXPRESSÃO EPISSOMAL TRANSIENTE DO GENE IGF2

Embriões bovinos produzidos in vitro por fecundação in vitro (PIV/FIV) e transferência nuclear (TN) apresentam diferenças bioquímicas, metabólicas, moleculares, histológicas e de desenvolvimento quando comparados aos seus equivalentes in vivo. Destacam-se anormalidades tanto pré-natais durante a placentação e mortalidade embrionária por subdesenvolvimento inicial, quanto pós-natais, caracterizados pela Síndrome do Neonato Anormal (AOS). Estudos evidenciam que há importantes alterações nos padrões de imprinting genômico embriões de PIV, especialmente no padrão de expressão de imprinting do sistema IGF, sendo o ligante IGF2, um gene de expressão paterna de caráter pleiotrópico e de efeito promotor de crescimento e diferenciação, e o receptor IGF2R, um gene de expressão materna que contrapõe os efeitos do gene IGF2. Assim, o presente estudo objetivou realizar a superexpressão epissomal transiente do gene IGF2 pela técnica de microinjeção citoplasmática em embriões bovinos no estádio de 1-célula produzidos por FIV visando o aumento da eficiência nos índices de desenvolvimento, cinética e qualidade embrionária in vitro até o Dia 7 de desenvolvimento. Após nove repetições, um total de 1.752 complexos cumulus-oócito (CCOs) bovinos foram maturados e fecundados in vitro e posteriormente segregados em seis grupos experimentais: um controle não-microinjetado, um controle microinjetado com tampão tris-EDTA, ou TE (0 ng/L), e quatros grupos de microinjeção com doses crescentes (10, 20, 40, 80 ng/L) do vetor de expressão epissomal do gene IGF2 acompanhado do gene da proteína GFP em TE. No Dia 2 de desenvolvimento, foram avaliadas as taxas de clivagem e sobrevivência pós-microinjeção, além do número de blastômeros, e no Dia 7 de desenvolvimento, após cultivo in vitro, avaliaram-se as taxas de blastocisto, estádio de desenvolvimento e qualidade embrionária, taxa de embriões fluorescentes e número total de células em blastocistos. A microinjeção citoplasmática de zigotos foi efetiva em dispor o vetor de expressão no ooplasma, independente dos grupos, com média de 58% de blastocistos com fluorescência positiva no Dia 7 de desenvolvimento. A dose de 10 ng/L de microinjeção do vetor promoveu uma menor taxa de blastocistos (10,4%), porém com blastocistos em estádios mais avançados de desenvolvimento (93,0%), com melhor qualidade morfológica (73% de Grau 1) e maior número de células (116,0 ± 3,0) em relação ao controle FIV não microinjetado (23,3%, 75,0%, 58,0%, e 75,0 ± 6,8, respectivamente). Em resumo, a microinjeção de embriões com um vetor de superexpressão do gene IGF2 promoveu uma taxa de desenvolvimento similar aos controles, com diferenças quando se utilizou a dose de 10 ng/L, com uma menor taxa de blastocistos, porém com maior cinética de desenvolvimento, qualidade morfológica e número de células totais, indicando um possível efeito promotor do crescimento do gene IGF2 no desenvolvimento de embriões bovinos de PIV, do estádio de 1-célula até blastocisto.

Bovine IVP embryos produced by in vitro fertilization (IVF) or nuclear transfer (TN) usually have significant biochemical, metabolic, molecular, histological and developmental differences through birth and beyond when compared to the in vivo counterparts. To note, prenatal abnormalities during placentation and embryonic mortality due to early underdevelopment, and postnatal clinical symptoms, collectively named the Abnormal Offspring Syndrome (AOS,) are common occurrences for IVP embryos. Studies show that important changes usually occur in the pattern of genomic imprinting in IVP embryos, especially in the imprinting pattern of the IGF system, with the IGF2 ligand being a pleiotropic paternally expressed gene with a growth promoting effect, and the receptor IGF2R being a maternal expressed gene that counteracts the effects of the IGF2 gene. Thus, the present study aimed to induce a transient episomal overexpression of the IGF2 gene in bovine IVP embryos following the cytoplasmic microinjection at the 1-cell stage for the increase in embryo development, kinetics and morphological quality up to Day 7 of development. After nine replicates, a total of 1,752 bovine cumulus-oocyte complexes (CCOs) were matured and fertilized in vitro and subsequently segregated into six experimental groups: a non-microinjected control group, a microinjected control group using only tris-EDTA buffer, or TE (0 ng/L ), and four microinjection groups at increasing doses (10, 20, 40, 80 ng/L) of the vector in TE for the episomal expression of the IGF2 and the GFP genes. On Day 2 of development, cleavage and post-microinjection survival rates were evaluated, in addition to the estimation of the number of blastomeres. On Day 7 of development, blastocyst rates and stage of development, embryo quality, GFP fluorescence and total cell numbers were evaluated in resulting blastocysts after in vitro culture. Cytoplasmic microinjection of zygotes was effective in delivering the expression vector into the ooplasm, irrespective of the groups, with 58% of positive GFP fluorescence in Day-7 blastocysts. Considering developmental rates and embryo kinetics, the 10 ng/L microinjection vector dose promoted a lower blastocyst rate (10.4%), but with blastocysts at more advanced stages of development (93.0%), better morphological quality (73% Grade 1) and higher number of cells (116.0 ± 3.0) than non-microinjected IVF controls (23.3%, 75.0%, 58.0%, and 75.0 ± 6.8, respectively). In summary, the microinjection of embryos with an IGF2 gene overexpression vector promoted a developmental rate similar to IVF controls, with differences only when the 10-ng/L dose was used, with a lower blastocyst rate, but with higher developmental kinetics, morphological quality and total number of cells, indicating a possible growth promoting effect of the IGF2 gene on development of bovine IVP embryos, from the 1-cell to the blastocyst stages.

Genotype-environment interaction for maternal effect traits in Nellore cattle from Maranhão, Mato Grosso and Pará States / Interação genótipo-ambiente para características sob efeito maternal na raça Nelore nos estados do Maranhão, Mato Grosso e Pará

This study was carried out to analyze genotype-environment interaction for maternal effect traits weights of Nellore cattle from Maranhão (MA), Mato Grosso (MT) and Pará (PA) States. It was used records of 37,032 animals provided by Genetic Improvement Program of Nellore (PMGRN-ANCP) collected between the years 1993 to 2010. The means and standard deviations for W120 to MA, MT and PA were 123.43 ± 17.06, 133.91 ± 19.62 and 130.07 ± 16.03kg and to W210 for the same States were 181.83 ± 34.15, 28.52 ± 194.73 and 189.76 ± 23.45kg, respectively. Genetic correlations estimative between the expected progeny difference for same sire were 0.42 (MA-MT), 0.38 (MA-PA) and 0.70 (MT-PA) for P120; 0.49 (MA-MT), 0.13 (MA-PA) and 0.40 (MT-PA) for P210. Lower genetic correlations in both traits were observed between Maranhão and Pará states, which presented greats environmental distinctions. These results showed genotype-environment interaction and reaffirm the current preoccupation with these interaction which can be effect the genetic evaluation of animals raised in this states.(AU)

Objetivou-se analisar a interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 120 e 210 dias de bovinos da raça Nelore, criados a pasto, nos Estados do Maranhão, Mato Grosso e Pará. O estudo foi realizado utilizando-se de dados de campo da raça Nelore cedidos pelo Programa de Melhoramento Genético da Raça Nelore (PMGRN-ANCP), totalizando 37.032 animais registrados desde 1993 a 2010. As estimativas médias e desvios padrão para pesos padronizados aos 120 dias (P120), e aos 210 dias (P210) de idade para os estados do MA, MT e PA foram de 123,43±17,06; 133,91±19,62; 130,07±16,03kg (P120), 181,83±34,15; 194,73±28,52; 189,76±23,45kg (P210), respectivamente. As correlações genéticas entre os desempenhos das progênies de um mesmo reprodutor nos diferentes estados variaram de 0,42 (Maranhão-Mato Grosso), 0,38 (Maranhão-Para) a 0,70 (Mato Grosso-Para) para P120; de 0,49 (Maranhão-Mato Grosso), 0,13 (Maranhão-Para) a 0,40 (Mato Grosso-Para) para P210. As menores correlações genéticas, em ambas as características estudadas, foram observadas entre Maranhão e Pará, estados com condições de ambiente mais contrastante. Estes resultados denotam a existência de interação genótipo-ambiente, tanto no peso aos 120 dias quanto no peso aos 210 dias de idade, o que influenciou diretamente a predição do valor genético dos reprodutores, resultando em classificação diferente de um mesmo touro em cada estado. Portanto, faz-se necessário mais bem estudar inclusão desta interação nos modelos de avaliação genética dos animais, pois a seleção e reprodução do melhor touro apresentarão impactos econômicos distintos em cada estado e influenciará a tomada de decisão dos criadores.(AU)

Genotype-environment interaction for maternal effect traits in Nellore cattle from Maranhão, Mato Grosso and Pará States / Interação genótipo-ambiente para características sob efeito maternal na raça Nelore nos estados do Maranhão, Mato Grosso e Pará

This study was carried out to analyze genotype-environment interaction for maternal effect traits weights of Nellore cattle from Maranhão (MA), Mato Grosso (MT) and Pará (PA) States. It was used records of 37,032 animals provided by Genetic Improvement Program of Nellore (PMGRN-ANCP) collected between the years 1993 to 2010. The means and standard deviations for W120 to MA, MT and PA were 123.43 ± 17.06, 133.91 ± 19.62 and 130.07 ± 16.03kg and to W210 for the same States were 181.83 ± 34.15, 28.52 ± 194.73 and 189.76 ± 23.45kg, respectively. Genetic correlations estimative between the expected progeny difference for same sire were 0.42 (MA-MT), 0.38 (MA-PA) and 0.70 (MT-PA) for P120; 0.49 (MA-MT), 0.13 (MA-PA) and 0.40 (MT-PA) for P210. Lower genetic correlations in both traits were observed between Maranhão and Pará states, which presented greats environmental distinctions. These results showed genotype-environment interaction and reaffirm the current preoccupation with these interaction which can be effect the genetic evaluation of animals raised in this states.

Objetivou-se analisar a interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 120 e 210 dias de bovinos da raça Nelore, criados a pasto, nos Estados do Maranhão, Mato Grosso e Pará. O estudo foi realizado utilizando-se de dados de campo da raça Nelore cedidos pelo Programa de Melhoramento Genético da Raça Nelore (PMGRN-ANCP), totalizando 37.032 animais registrados desde 1993 a 2010. As estimativas médias e desvios padrão para pesos padronizados aos 120 dias (P120), e aos 210 dias (P210) de idade para os estados do MA, MT e PA foram de 123,43±17,06; 133,91±19,62; 130,07±16,03kg (P120), 181,83±34,15; 194,73±28,52; 189,76±23,45kg (P210), respectivamente. As correlações genéticas entre os desempenhos das progênies de um mesmo reprodutor nos diferentes estados variaram de 0,42 (Maranhão-Mato Grosso), 0,38 (Maranhão-Para) a 0,70 (Mato Grosso-Para) para P120; de 0,49 (Maranhão-Mato Grosso), 0,13 (Maranhão-Para) a 0,40 (Mato Grosso-Para) para P210. As menores correlações genéticas, em ambas as características estudadas, foram observadas entre Maranhão e Pará, estados com condições de ambiente mais contrastante. Estes resultados denotam a existência de interação genótipo-ambiente, tanto no peso aos 120 dias quanto no peso aos 210 dias de idade, o que influenciou diretamente a predição do valor genético dos reprodutores, resultando em classificação diferente de um mesmo touro em cada estado. Portanto, faz-se necessário mais bem estudar inclusão desta interação nos modelos de avaliação genética dos animais, pois a seleção e reprodução do melhor touro apresentarão impactos econômicos distintos em cada estado e influenciará a tomada de decisão dos criadores.

Interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 205 e 365 dias de idade em bovinos da raça Nelore em diferentes regiões do Brasil / Genotype-environment interaction on the weights at 205 and 365 days of age in Nellore cattle in different regions of Brazil

Data of weaning weight (205BW) and at year (365BW) of Nellore cattle from 29 farms in several Brazilian states of three distinct regions: North, Southeast and Midwest, all participants of the program of Nellore breeding (Nellore Brazil), were used to assess the presence of genotype by environment interaction (GEI) as well as estimate direct heritability (205BW and 365BW) and maternal (205BW) by restricted maximum likelihood method with the aid of MTDFREML. The statistical model used included fixed effects of contemporary group, age of dam (covariate) and random direct genetic effects (205BW and 365BW) and maternal (205BW). The estimated genetic correlation for 205BW and 365BW in each of the regions, North (R1), Southeast (R2) and Midwest (R3), were respectively: 0.85±0.11, 0.96±0.07 and 0.95±0.07 for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, the evaluation of weaning weight, 0.72±0.09, 0.83±0.07 and 0.85±0.08, for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, in the evaluation year. These results indicate that, at weaning (205BW), the effect of GEI was not observed, but in the weight at year (P365), the combination involving North/Southeast effect was verified of the GEI.(AU)

Dados de pesos à desmama ajustados para 205 dias (P205) e ao ano ajustados para 365 dias (P365), de animais da raça Nelore provenientes de 29 fazendas de diferentes estados brasileiros distribuídos entre as regiões Norte, Sudeste e Centro-Oeste, participantes do Programa de melhoramento genético da raça Nelore (Nelore Brasil), foram utilizados para avaliar a presença da interação genótipo-ambiente (IGA), bem como estimar as herdabilidades direta (P365 e P205) e materna (P205) pelo método de máxima verossimilhança restrita com auxílio do programa MTDFREML. O modelo estatístico utilizado incluiu efeitos fixos de grupo contemporâneo, idade da vaca ao parto (covariável) e efeitos aleatórios genéticos direto (P205 e P365) e materno (P205). As correlações genéticas estimadas para as características P205 e P365 em cada uma das regiões, Norte (R1), Sudeste (R2) e Centro-Oeste (R3), foram, para P205: 0,85±0,11 entre R1 e R2; 0,96±0,07 entre R1 e R3; e, 0,95±0,07 entre R2 e R3, e para P365: 0,72±0,09 entre R1 e R2; 0,83±0,07 entre R1 e R3; e 0,85±0,08 entre R2 e R3. Esses resultados indicam que, na desmama (P205), o efeito da IGA não foi observado, porém para o peso ao ano (P365), na combinação envolvendo as regiões Norte/Sudeste foi verificado efeito da IGA.(AU)

Interação genótipo-ambiente sobre os pesos aos 205 e 365 dias de idade em bovinos da raça Nelore em diferentes regiões do Brasil / Genotype-environment interaction on the weights at 205 and 365 days of age in Nellore cattle in different regions of Brazil

Data of weaning weight (205BW) and at year (365BW) of Nellore cattle from 29 farms in several Brazilian states of three distinct regions: North, Southeast and Midwest, all participants of the program of Nellore breeding (Nellore Brazil), were used to assess the presence of genotype by environment interaction (GEI) as well as estimate direct heritability (205BW and 365BW) and maternal (205BW) by restricted maximum likelihood method with the aid of MTDFREML. The statistical model used included fixed effects of contemporary group, age of dam (covariate) and random direct genetic effects (205BW and 365BW) and maternal (205BW). The estimated genetic correlation for 205BW and 365BW in each of the regions, North (R1), Southeast (R2) and Midwest (R3), were respectively: 0.85±0.11, 0.96±0.07 and 0.95±0.07 for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, the evaluation of weaning weight, 0.72±0.09, 0.83±0.07 and 0.85±0.08, for R1/R2, R1/R3 and R2/R3, in the evaluation year. These results indicate that, at weaning (205BW), the effect of GEI was not observed, but in the weight at year (P365), the combination involving North/Southeast effect was verified of the GEI.

Dados de pesos à desmama ajustados para 205 dias (P205) e ao ano ajustados para 365 dias (P365), de animais da raça Nelore provenientes de 29 fazendas de diferentes estados brasileiros distribuídos entre as regiões Norte, Sudeste e Centro-Oeste, participantes do Programa de melhoramento genético da raça Nelore (Nelore Brasil), foram utilizados para avaliar a presença da interação genótipo-ambiente (IGA), bem como estimar as herdabilidades direta (P365 e P205) e materna (P205) pelo método de máxima verossimilhança restrita com auxílio do programa MTDFREML. O modelo estatístico utilizado incluiu efeitos fixos de grupo contemporâneo, idade da vaca ao parto (covariável) e efeitos aleatórios genéticos direto (P205 e P365) e materno (P205). As correlações genéticas estimadas para as características P205 e P365 em cada uma das regiões, Norte (R1), Sudeste (R2) e Centro-Oeste (R3), foram, para P205: 0,85±0,11 entre R1 e R2; 0,96±0,07 entre R1 e R3; e, 0,95±0,07 entre R2 e R3, e para P365: 0,72±0,09 entre R1 e R2; 0,83±0,07 entre R1 e R3; e 0,85±0,08 entre R2 e R3. Esses resultados indicam que, na desmama (P205), o efeito da IGA não foi observado, porém para o peso ao ano (P365), na combinação envolvendo as regiões Norte/Sudeste foi verificado efeito da IGA.