Melhoramento Genético no Tambaqui: Estudo Integrado de Genética Quantitativa e Genômica para Características de Resistência Zootécnicas

MELHORAMENTO GENÉTICO ATIVIDADE AVALIATIVA P2 ATENÇÃO O texto técnico e o anexo será redigidos à mão e CANETA e entregue até Sextafeira 03 de fevereiro de 2023 às 8h30min Só a atividade entregue após este horário não terá a nota de 00 zero NÃO será aceito texto técnico e anexo digitados Os cálculos dos valores apresentados no texto técnico deverão ser apresentados como anexo Nome Data Um peixe com grande produção de alevinos altas taxas de crescimento resistência a baixas quantidades de oxigênio na água e comando hormonal genético conhecido com tambaqui Colossoma macropomum reúne essas características e é alvo de grande interesse em pesquisa e investimentos para aumento da sua produção pois apresenta altos índices de carne branca de excelente qualidade e alta aceitação no mercado nacional e internacional A espécie africana foi alvo de um grande programa de melhoramento genético no Brasil o que diferencia a que os pesquisadores como donos da potencial no mercado não apenas nativo dos rios amazônicos Parte da produção e pesquisa científica sobre o peixe nos últimos anos está relacionada ao projeto Estudo integrado de genética quantitativa e genômica para características de resistência zootécnicas em tambaquis formado de ya macropomum ocorrendo na Amazônia em regiões que não possuem a espécie particularmente da comissão científica de subespécies e regiões A identificação de 13 linhagens com fenótipo com ausência de espinhas nas alevias assim como a seleção de peixes fitotípicos para os padrões GBS ou geneticamente identificadas regiões do genoma um estudo por sua vez do grupo de pesquisa liderado pelo prof Dr José A Ribamar da Silva Nunes UFAM utilizou a técnica de sequenciamento e genotipagem aplicado em 10014 peixes atlânticos para atingir alta precisão das regiões do genoma por intermúsculares tendo bastante variado Tabela 1 colocando restrições ao desenvolvimento etário do peixe A pesquisa que já e está sendo realizada atualmente vêm colaborando para nova variante do fenótipo desenvolvida por reprodução seletiva Tabela 1 Número de espinhas intramúsculares analisadas nas progênies de diferentes reprodutores A B C D E Reprodutores A B C D E 68 61 60 71 67 54 59 76 66 67 79 58 61 67 67 61 70 71 72 65 70 73 63 69 63 Outro ponto a ser considerado em um programa de melhoramento genético animal é o manejo reprodutivo em diferentes regiões de produção Em regiões com temperaturas médias anuais mais baixas a maturação das gônadas e o estado do órgão produtor da matos celomicos é mais baixa dificultando a reprodução Estudos mostram que a taxonomia da Região das Várzeas de Ititeram a sua primeira maturação sexual no ano de vida Por outro lado com 3 a 4 anos de idade o tambaqui atinge a maturidade sexual na Região Amazônica Também a fecundidade absoluta das fêmeas de tambaqui apresenta uma relação com o peso total Tabela 2 onde a fecundidade média por desova é alta e os ovócitos maduros são pequenos diâmetro variando entre 085μm a 125 μm Além destas características esta espécie é migradora com fecundação externa e sem cuidado parental o que define comprometimento reprodutivo do tambaqui a sua sazonal Tabela 2 Relação do peso e fecundidade absoluta em diferentes matrizes agrupadas por pesos Peso g Peso de matriz Fertilidade absoluta n de ovócitos A 9100 934594 B 9000 945864 A 8850 989644 B 9000 986954 B 11800 1008543 B 13000 1008827 B 14000 1012435 C 15800 1038617 C 18000 1038500 9100 1040511 D 19500 1044204 D 19000 1025485 D 21253 1012541 D 21234 995041 25895 91030024 24594 O tambaqui até o presente momento é a principal espécie amazônica cultivada no Brasil A facilidade de produção de alevinos e seu cultivo dentro do ciclo de vida aquático por sua ampla popularidade de piscicultura brasileira fazem que o termo do seu cultivo seja considerado de risco de alta mortalidade durante os meses de inverno no estado do Amazonas e em áreas tropicais sul e sudeste particularmente em localidade da água potável atingirem temperatura abaixo dos 17ºC Com base no texto e com seus conhecimentos em Melhoramento Genético Animal redija um texto técnico e anexo os cálculos dos resultados apresentando no texto respondendo às seguintes perguntas 1 Quais as possíveis causas da variabilidade do fenótipo ausência das espinhas intramúsculares e da variação da quantidade de espinhas intramúsculares com ou sem espinhas intramúsculares e da variabilidade da fecundidade absoluta 2 Considerando que a amostragem de 398 matrizes relacionadas no texto tenha sido de populações naturais em equilíbrio HardyWeinberg as frequências alélicas do fenótipo presençaausência de espinha intramúscular seriam 3 Considerando os dados no texto explique o significado do valor de herdabilidade para o número de espinhas intramúscular 4 Calcule a fecundidade absoluta média para o tambaqui em processo de seleção genética apresentou uma fecundidade absoluta de 1098654 ovócitos no segundo ano de análise qual a produção provável de ovócitos 5 Considerando a relação existente entre o peso total e a fecundidade explique qual o peso ideal para seleção por fecundidade das matrizes de tambaqui A piscicultura é uma atividade de grande importância econômica e alimentar com potencial para contribuir significativamente para a segurança alimentar global No entanto a produção eficiente e sustentável de peixes requer uma compreensão profunda da genética e da biologia reprodutiva das espécies cultivadas Neste contexto o tambaqui Colossoma macropomum um peixe nativo dos rios amazônicos surge como uma espécie de grande interesse devido às suas características favoráveis como alta produção de alevinos altas taxas de crescimento e resistência a baixas quantidades de oxigênio na água A variação de fenótipos com ou sem espinhas intramusculares e a variação do fenótipo de fecundidade absoluta podem ser causadas por vários fatores por exemplo fatores genéticos A presença ou ausência de espinhas intramusculares pode ser determinada por genes específicos no caso do tambaqui o estudo mencionado identificou genes possivelmente associados à ausência dessas espinhas Portanto a variação nesse fenótipo pode ser resultado de diferenças genéticas entre os indivíduos Um outro fator também seria o ambiente por exemplo as condições ambientais como a temperatura da água podem influenciar a expressão de certos genes e portanto afetar o fenótipo como informado no texto a maturação das gônadas do tambaqui é mais lenta em regiões com temperaturas médias anuais mais baixas Podemos ligar os fatores ambientais e relacionar em um aspecto conhecido como interação genótipoambiente A interação entre os genes de um organismo e seu ambiente pode levar a variações fenotípicas um exemplo seria a fecundidade absoluta das fêmeas de tambaqui que apresenta uma relação com o peso total que pode ser influenciado tanto por fatores genéticos quanto ambientais Como apresentado no estudo realizado em 358 tambaquis foram encontrado 13 tambaquis com fenótipo para ausência de espinha em Y com essa informação podemos chegar a cálculos genéticos levando em consideração uma população em equilíbrio 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎𝑞𝑢𝑖𝑠 𝑎𝑢𝑠ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 1 215 456 𝑋 13358 𝑡𝑎𝑚𝑏𝑎𝑞𝑢𝑖𝑠 𝑎𝑢𝑠ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 44 136 Em uma população de 1215456 animais seria esperado 44136 tambaquis com fenótipo para ausência de espinha em Y As frequências seriam as seguintes 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑢𝑠ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 44 136 𝑋 1001 215 456 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑢𝑠ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 3 63 e a frequência da espinha em Y pode ser calculada da seguinte forma 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 100 3 63 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑖𝑛ℎ𝑎 𝑒𝑚 𝑌 96 37 Uma outra estimativa que pode ser feito é considerando uma fêmea de tambaqui no seu segundo ano com 1089659 ovócitos a produção para seu quarto ano onde é esperado a maturidade sexual pode ser estimada por meio da tabela 2 apresentada observando a matriz A é possível notar que do seu segundo ano até a maturidade sexual ocorreu um aumento de aproximadamente 3 em seu número de ovócitos podemos levar isso como informação para calcular o número de ovócitos da maturidade sexual do tambaqui apresentado 1 089 659 3 1 122 348 ovócitos Sendo assim uma tambaqui no seu segundo ano com 1089659 vai chegar no quarto ano em sua maturidade com aproximadamente 1122348 ovócitos No contexto do número de espinhas intramusculares em tambaquis um valor de herdabilidade alto indicaria que a variação no número de espinhas entre diferentes indivíduos é em grande parte devido a diferenças em seus genes isso seria útil para os esforços de melhoramento genético pois sugere que a seleção de indivíduos com menos espinhas para reprodução poderia efetivamente reduzir o número de espinhas na população ao longo do tempo Por outro lado um valor de herdabilidade baixo indicaria que a variação no número de espinhas é em grande parte devido a diferenças ambientais ou a interações complexas entre genes e ambiente Ou seja simplesmente selecionar indivíduos com menos espinhas para reprodução pode não ser suficiente para reduzir o número de espinhas na população e outras estratégias de manejo ou melhoramento podem ser necessárias Um outro detalhe do estudo a mencionar é que o peso dos tambaquis está relacionado com a fecundidade absoluta número de ovócitos o peso ideal das matrizes seriam os seguintes matriz A 9900 gramas matriz B 14800 gramas matriz C 20210 gramas matriz D 21523 gramas Isso indica que a relação entre peso e fecundidade absoluta não é necessariamente linear Em conclusão o tambaqui Colossoma macropomum apresenta características promissoras para a piscicultura incluindo alta produção de alevinos altas taxas de crescimento e resistência a baixas quantidades de oxigênio na água Portanto é uma área com grandes oportunidades para especialistas em melhoramento genético já que muitas das características dos tambaquis são relacionadas a seus genes Dessa forma futuras pesquisas e investimentos nesta área são necessárias para otimizar a produção de tambaqui e explorar seu potencial como uma commodity brasileira no mercado global de piscicultura