Associação entre polimorfismos de genes do eixo somatotrópico e eficiência reprodutiva de fêmeas bovinas: revisão de literatura

Resumo

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

Palavras-chave:
Genética molecular; IGF-I; Reprodução animal; SNPs; STAT5A

Abstract

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

Keywords:
Molecular genetics; IGF-I; Animal reproduction; SNPs; STAT5A

Introdução

As características reprodutivas de novilhas refletem diretamente no desempenho produtivo das mesmas, visto que tais características são capazes de determinar o número de bezerros nascidos anualmente(¹), além de afetar o intervalo de gerações e, consequentemente, a intensidade de seleção(²), fazendo com que tais atributos sejam apontados como variáveis econômicas que afetam substancialmente o sistema de produção. Conforme Grossi et al.(³) animais que demoram para iniciar a reprodução, e que consequentemente, não conseguem procriar regularmente, mostram-se inviáveis para qualquer sistema de produção, independentemente de serem animais de corte ou leite, tornando imprescindíveis a inclusão de características reprodutivas, no momento da seleção dos animais que irão compor os rebanhos.

Normalmente, características reprodutivas são de baixa herdabilidade(⁴) e altamente influenciadas pelo ambiente, o que dificulta a associação correta entre o fenótipo e os atributos reprodutivos, surgindo a necessidade de se investigar mais diretamente a relação destes com os aspectos genéticos. Recentemente, a seleção baseada no genótipo(⁵), ou seja, o uso de informações genômicas, têm contribuído com a resolução de algumas das limitações dos métodos tradicionais de seleção(⁶), colaborando ativamente para o progresso do melhoramento animal(⁷). Os marcadores moleculares são uma ferramenta que possibilita a identificação de variações genéticas no DNA, visto que a maior parte das características de interesse econômico são quantitativas, controladas por vários genes, cujos efeitos independentes contribuem para o fenótipo final(⁵), além de serem afetadas pelo ambiente e pela interação genótipo ambiente.

Adicionalmente, o estudo de polimorfismos e a associação destes com índices de produtividade, como parâmetros reprodutivos, auxiliam programas de melhoramento genético, contribuindo com a seleção precoce de animais, com base em características ligadas diretamente ao sucesso econômico da atividade. Desse modo, o presente estudo propõe realizar uma revisão de literatura de polimorfismos de genes do eixo somatotrópico associados a funções reprodutivas em novilhas e vacas (Bos taurus taurus e Bos taurus indicus), indicadas pelos parâmetros: número de serviços por gestação (Nº serviços/gestação), idade ao primeiro parto (IPP), intervalo de parto (IP) e período de serviço - determinado pelo intervalo parto-concepção (IPC) ou número de dias em aberto, dependendo da referência.

Melhoramento genético de bovinos

Historicamente, os programas de melhoramento genético clássico utilizam as informações fenotípicas na forma de Diferença Esperada na Progênie (DEP), que é a metade do valor genético predito, e representa o desvio esperado da média dos filhos de um dado indivíduo para uma determinada característica em relação à base genética da população avaliada. Quanto mais precisa for a DEP, maior será o progresso genético obtido ao se utilizar essas informações na seleção. Em outras palavras, quanto mais próximo for o valor predito em relação ao real (verdadeiro) mérito genético, maior o ganho alcançado. Além disso, quanto mais precoce for a obtenção das DEPs com elevada acurácia, mais rápido se dará o avanço genético de um rebanho/população por unidade de tempo, como resultado do uso mais intenso de animais jovens na reprodução (⁸). Obter elevada acurácia utilizando essa metodologia tradicional de informação para seleção genética demanda tempo visto que os animais necessitam apresentar descendentes para as avaliações, principalmente no tocante às características reprodutivas.

A partir dos anos 2000, com a rápida evolução e popularização das tecnologias da genética molecular, as quais permitem acessar e manipular o genoma, diversas abordagens para o uso desse conhecimento começaram a surgir no cenário do melhoramento genético, inclusive em gado de corte, com o objetivo de aumentar a acurácia das avaliações genéticas e possibilitar o uso de animais jovens mais rapidamente. Resultados em programas de melhoramento de gado de leite e de corte conduzidos na América do Norte e Europa mostraram que, se os dados genômicos forem utilizados de modo conjunto com os fenotípicos e genealógicos, os benefícios podem ser significativos. Portanto, a genômica trouxe um vasto grupo de conceitos novos para o cotidiano do melhorista/selecionador como os marcadores de polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs)(⁸).

Além disso, a maior dúvida e, provavelmente, a mais desafiadora, é como o conhecimento do genoma pode ser aplicado de forma viável e eficaz no processo de melhoramento genético de gado de corte e de leite(⁸). Atualmente, o sumário Programa de Melhoramento Genético de Zebuínos, conduzido pela Associação Brasileira dos Criadores de Zebu (ABCZ), por exemplo, disponibiliza informações genômicas para seleção de todas as características apresentadas no sumário e, para tal, utiliza informações de vários SNPs para cada característica utilizando modelos matriciais e matemáticos complexos(⁹).

Portanto, a maior limitação hoje não se refere mais a conhecer a sequência dos genes(¹⁰) ou apresentar os dados de forma prática sobre animais domésticos(¹¹), mas sim, a identificar quais são os principais genes responsáveis e que trazem maior impacto no controle das características de interesse zootécnico, como os genes que conferem resistência a doenças (endo e ectoparasitas), ao calor, à melhor conversão alimentar e à maior eficiência reprodutiva(¹⁰). Com a identificação e associação desses genes ou de SNPs, a seleção pode se tornar mais eficaz e atingir respostas maiores sob o ponto de vista prático em fazendas. Dessa forma, verifica-se que a utilização da seleção genômica apresenta como principal vantagem o aumento da acurácia na avaliação genética de animais(¹²) para características cuja expressão fenotípica é muito influenciada por fontes de variação não controladas, como as características reprodutivas, e de indivíduos não fenotipados e/ou que não apresentam (ou apresentam poucos) descendentes avaliados, como a IPP(⁹).

Marcadores de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

Avanços recentes em sequenciamento de DNA de alto rendimento, softwares e a aplicação de conhecimentos de bioinformática, facilitaram a identificação de marcadores de SNPs a partir de segmentos amplificados de DNA genômico(¹³), auxiliando na identificação e seleção de alelos favoráveis à diversos campos da produção animal. Sharifiyazdi, Mirzaei e Ghanaatian(¹⁴), ao investigarem mutações pontuais (A/G: posição -278) na região 5' do gene responsável pela expressão do receptor do hormônio folículo estimulante (FSHR) de gado leiteiro iraniano, encontraram associação entre tal mutação e parâmetros reprodutivos, onde vacas que não possuíam o alelo G (AA) apresentaram fertilidade mais desejável, comprovadas por menores médias de Nº serviços/ gestação (1,98±0,77 x 2,20±0,85) e número de dias em aberto (118,3±42 x 118,7±49,3).

Para bovinos de corte, Meyer et al.(¹⁵) associaram polimorfismos presentes no gene da prolactina (Prl) bovina e outras características fenotípicas, encontrando seis haplótipos para o gene Prl bovino, com destaque para o haplótipo CAG, onde animais que o apresentaram possuíram maiores taxas de nascimento (96% x 91; 90; 81; 86 e 81%) e dentre outros fatores, em decorrência de apresentarem maiores taxas de prenhez (43,4% x 42,7; 42,8; 42,8; 40,8 e 37,7 – p<0,05).

Em outra vertente, foram identificados dois polimorfismos no gene PPP3CA (proteína fosfatase 3 -subunidade catalítica, alfa isoenzima) e 13 no gene FABPA (proteína de ligação a ácidos graxos 4), onde dois SNPs localizados no gene FABP4 (rs109014985 e rs134173517), exercem efeito significativo quanto a probabilidade de prenhez precoce aos 16 meses (P16) em novilhas da raça Nelore (P <0,05)(¹⁶), demonstrando a contribuição desse gene, e consequentemente, do metabolismo de lipídeos para a reprodução. Tais aspectos descritos acima demonstram a crescente utilização da associação dos SNPs com as características de interesse zootécnico, sobretudo as reprodutivas.

Relações entre o eixo somatotrópico e SNPs nos genes GHR, IGF-I e STAT5A sobre a fisiologia reprodutiva

A regulação do crescimento é norteada pelo eixo hormônio do crescimento–fator de crescimento semelhante à insulina do tipo I (GH–IGF-I), também denominado eixo somatotrópico (Figura 1).

Figura 1
Modelo anatomofisiológico do eixo somatotrópico.

O início da cadeia ocorre no hipotálamo, com a produção e secreção de hormônio liberador de hormônio do crescimento (GHRH), o qual age na hipófise anterior estimulando os somatotropos à produção de GH, ou somatotropina. Essa estimula órgãos e tecidos alvo, principalmente o fígado, à produção e liberação de IGF-I, ou somatomedina, o que medeia a retroatividade do sistema GH–IGF-I(¹⁷). Além disso, o GH promove a expressão gênica de IGF-I, por meio da ativação da Janus quinase intracelular e das famílias de transdutor de sinal e ativador de transcrição (STAT), como o STAT5A(¹⁸). Essa via é essencial para o crescimento celular, diferenciação e desenvolvimento em vários tecidos, especialmente na modulação e amplificação de ações das gonadotrofinas, hormônio folículo estimulante (FSH) e hormônio luteinizante (LH), durante o crescimento folicular no ovário(¹⁹).

Em bovinos, a expressão de genes do receptor de GH e IGF-I ocorre em vários tecidos, cuja regulação diferencial ocorre no fígado e em tecidos do sistema reprodutor(²⁰). No período pós-parto de vacas leiteiras de alta produção, o balanço energético negativo (BEN) está associado à perda da condição corporal, atraso no retorno das atividades ovarianas luteais cíclicas, resultando em falha de ovulação, e redução da taxa de concepção após a primeira inseminação(²¹). A ligação entre o BEN e as falhas reprodutivas desse período, tem sido justificada pelo desacoplamento entre as secreções de GH e IGF-I pelo fígado, devido a redução na liberação de insulina(¹⁹).

Os genes que codificam o GH e o IGF-I são os que compõem o eixo somatotrópico, assim como os receptores e diversas proteínas sinalizadoras presentes nas células, como o transdutor de sinal e ativador 5A (STAT5A), por este motivo o eixo somatotrópico se destaca como principal regulador tanto da fisiologia reprodutiva quanto do metabolismo dos mamíferos(¹⁷). Nesses genes, o polimorfismo tem relação direta e indireta com o fenótipo, principalmente em relação à composição e síntese do leite(²²), propriedades da produção de carne e de carcaça(²³) e atividades reprodutivas(²⁴).

Quanto a performance reprodutiva de vacas leiteiras, da raça holandesa, associada aos polimorfismos presentes em genes do eixo somatotrópico, Hax et al.(²⁵) não encontraram associação entre os polimorfismos descritos AluI (Gene GHR) e SnaBI (Gene IGF-I) e o desempenho reprodutivo, porém observaram que o SNP BstEII (+) (Gene STAT5A) associa-se ao menor intervalo parto-primeiro cio, podendo ser utilizado como marcador molecular, com o objetivo de potencializar o desempenho reprodutivo de rebanhos holandeses e, futuramente, ampliar o estudo para diferentes categorias, como novilhas e vacas de corte, e diferente subespécie.

Relação entre SNPs nos genes GHR, IGF-I e STAT5A e indicadores de eficiência reprodutiva

A pesquisa bibliográfica teve como principal sítio de busca o National Center for Biotechnology Information (NCBI), utilizando a plataforma PubMed, incluindo os nomes dos genes e os parâmetros reprodutivos, em inglês, como palavras-chave, e estabelecendo um período de busca de até dez anos, ou seja, de 2011 a 2021. Os dados selecionados dos artigos foram: raça; novilha ou vaca; genótipo; alelo polimórfico; frequência genotípica; frequência alélica; localização do polimorfismo; Nº serviços/gestação; IPP; IP; IPC. Após a seleção, os dados foram organizados em uma planilha do programa Microsoft Excel para posterior análise comparativa dos efeitos dos marcadores de GHR, IGF-I e STAT5A nas características de reprodução.

Nos anos de 2011, 2012, 2014, 2018, 2019 e 2020 foram publicados um artigo/ano, já nos anos de 2013 e 2017 ocorreram publicações de dois artigos, nos anos de 2015, 2016 e no ano de 2021 não houve nenhuma publicação sobre o assunto, sendo a publicação mais recente no ano de 2020 (Figura 2). O elevado custo da tecnologia e métodos utilizados para obtenção de dados pode limitar a realização deste tipo de pesquisa, implicando na disponibilidade de informações na literatura.

Figura 2
Evolução dos últimos 10 anos (2011-2021) das publicações científicas atualizadas, buscando associação dos polimorfismos presentes nos genes GHR, IGF-I e STAT5A ao desempenho reprodutivo de vacas e novilhas utilizando a plataforma PubMed.

As pesquisas encontradas durante esses 10 anos mostraram e correlacionaram os SNPs as características reprodutivas em novilhas e vacas, totalizando 27 SNPs, sendo 18 em GHR, cinco em IGF-I e quatro em STAT5A, observados nas Tabelas 1, 2 e 3, onde além da informação da localização dos SNPs, também se encontram os índices e/ou características avaliadas como o Nº serviços/gestação, o IP, IPC e IPP. Todos os trabalhos foram realizados com espécie taurina e voltados para novilhas e vacas no período da lactação, sendo que dos trabalhos analisados para o gene GHR todos os SNPs foram testados em vacas, já para o gene IGF-I quatro SNPs foram testados em vacas e um em novilhas, e para o gene STAT5A, três SNPs foram testados em vacas e um em novilhas.

Tabela 1
SNPs de GHR associados ao aumento, diminuição ou manutenção de características reprodutivas como intervalo de parto (IP), intervalo parto-concepção (IPC), idade ao primeiro parto (IPP) e número de serviços por gestação (Nº serviços/gestação)

SNP	Região Polimórfica	Subespécie	Novilha/ Vaca	Característica avaliada	Efeito da associação do SNP com a característica avaliada	Referência
GHR/AluI	Região regulatória	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação; IP; IPC	Manteve	Hax et al.(25)
GHR/AluI	Região regulatória	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/gestação	Diminuiu	Schneider et al.(24)
GHR rs41 639262	Inespecífico	Bos taurus taurus	Vaca	IPC	Diminuiu	Leyva-Corona et al.(26)
GHR1.1	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR2.6	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR4.1	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR4.2	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR6.1	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR9.1	Região não codificadora 5′	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
AF126288: g.149	Promotor do Éxon 1ª	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
GHR19.1	Íntron 2-3	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
F279Y	Éxon 8	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
N528T	Éxon 10	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
A536T	Éxon 10	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
H545	Éxon 10	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
S555G	Éxon 10	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Waters et al.(27)
g.914T>A	Éxon 8	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Fedota et al.(28)
g.257A>G	Promotor do Éxon 10	Bos taurus taurus	Vaca	IP	Diminuiu	Fedota et al.(28)

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Intervalo de parto (IP); Intervalo parto-concepção (IPC); Idade ao primeiro parto (IPP).

Tabela 2
SNPs de IGF-I associados ao aumento, diminuição ou manutenção de características reprodutivas como intervalo de parto (IP), intervalo parto-concepção (IPC), idade ao primeiro parto (IPP) e número de serviços por gestação (Nº serviços/gestação)

SNP	Região Polimórfica	Subespécie	Novilha/ Vaca	Característica avaliada	Efeito da associação do SNP com a característica avaliada	Referência
IGF-I/SnaBI	Éxon 1	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação;IP; IPC	Manteve	Hax et al.(25)
IGF-I/SnaBI	Região promotora	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação; IPC	Diminuiu	Silveira et al.(29)
Transição T→ C	Éxon 4-5	Bos taurus taurus	Novilha	Nº serviços/ gestação; IPP; IP	Manteve	Abdolmohammadi et al. (30)
IGF-I rs109763947	Inespecífico	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/gestação	Diminuiu	Leyva-Corona et al.(26)
IGF-I/SnaBI	Região Promotora	Bos taurus taurus	Vaca	IPC	Manteve	Nicolini et al. (31)

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Intervalo de parto (IP); Intervalo parto-concepção (IPC); Idade ao primeiro parto (IPP).

Tabela 3
SNPs de STAT5A associados ao aumento, diminuição ou manutenção de características reprodutivas como intervalo de parto (IP), intervalo parto-concepção (IPC), idade ao primeiro parto (IPP) e número de serviços por gestação (Nº serviços/gestação)

SNP	Região Polimórfica	Subespécie	Novilha/ Vaca	Característica avaliada	Efeito da associação do SNP com a característica avaliada	Referência
STAT5A/BstEII	Éxon 8	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação; IP; IPC	Manteve	Hax et al.(25)
STAT5A/BstEII	Éxon 8	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação; IPC	Diminuiu	Silveira et al.(29)
SNP12195	Éxon 8	Bos taurus taurus	Novilha	Nº serviços/ gestação; IPP; IPC	Manteve	Oikonomou et al.(32)
SNP12195	Éxon 8	Bos taurus taurus	Vaca	Nº serviços/ gestação; IPC	Manteve	Michel-Regalado et al.(33)

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Intervalo parto-concepção (IPC); Idade ao primeiro parto (IPP).

O GH promove meios fisiológicos em bovinos, os quais são envolvidos na produção de leite e no crescimento pós-natal(³⁴). Diversos estudos têm mostrado que o gene IGF-I desempenha papel importante na lactação, sendo um importante indicador do balanço energético no início da lactação, e da função ovariana(³⁵). Diante disso, Pryce et al.(³⁶) sugeriram que, se considerar esse gene para seleção genômica, as concentrações elevadas do hormônio IGF-I irão promover melhora nos índices reprodutivos, melhorando o desempenho dos animais nos programas de melhoramento genético de bovinos. Aggrey et al. (1999)(³⁷) identificaram como polimorfismo o GHR/AluI (troca de A para T, localizado na posição – 1182). Além disso, foi avaliado também os efeitos do SNP GHR/AluI na função reprodutiva de 94 vacas da raça holandesa, estudando dois indicadores reprodutivos, sendo eles o Nº serviços/gestação e o IPC (²³). Schneider et al.(²⁴), observaram redução linear no IPC e uma redução no número de IA/ concepção.

Leyva-Corona et al.(²⁶) estudaram o efeito entre SNPs do gene GHR (rs41639262) e o marcador do gene IGF-I (rs109763947) em características indicadoras de eficiência reprodutiva, utilizando 659 vacas holandesas criadas em clima quente-úmido (artificial), o indicador reprodutivo avaliado por esse estudo foi o IPC, sendo classificado como um marcador molecular sugerido para um programa de seleção para melhorar a fertilidade e produção do gado leiteiro, já que reduziram o IPC de forma significativa. Abdolmohammadi et al.(³⁰), buscaram avaliar a influência do alelo C (Transição T/C), em regiões médias e terminais do gene IGF-I, na performance reprodutiva de fêmeas holandesas iranianas. Todos os índices avaliados apresentaram bom desempenho zootécnico relacionados ao SNP, no entanto sem diferença significativa (p > 0,05). Sendo, assim, classificado como uma variante não funcional. Os valores de IP não sofreram alteração com a presença do polimorfismo.

Diante dos dados coletados, a pesquisa bibliográfica mostrou a relação numérica entre o efeito dos SNPs nos indicadores de eficiência reprodutiva IPC, IPP, IP, Nº serviços/gestação de vacas e novilhas. Os quais podem ser observados para comparação nas Tabelas 4, 5 e 6.

Tabela 4
Relação entre os SNPs e o aumento, diminuição ou manutenção do indicador de eficiência reprodutiva intervalo parto-concepção (IPC), para vacas e novilhas

Autor /Ano	SNPs	IPC / dias
		IA	TE	Efeito da associação do SNPcoma característica avaliada
Hax et al.(25)	GHR/AluI	111	-	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/AluI	105	-	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/AluI	112	-	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/AluI	132	232	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/AluI	118	231	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/AluI	133	235	Manteve
Leyva-Corona et al.(26)	GHR rs41639262	133	-	Diminuiu
Leyva-Corona et al.(26)	GHR rs41639262	133	-	Diminuiu
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	109	-	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	109	-	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	112	-	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	131	235	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	151	221	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	130	239	Manteve
Silveira et al.3	IGF-I/SnaBI	78	-	Diminuiu
Silveira et al.3	IGF-I/SnaBI	97	-	Diminuiu
Silveira et al.(29)	IGF-I/SnaBI	109	-	Diminuiu
Nicolini et al.(31)	IGF-I/SnaBI	91	-	Manteve
Nicolini et al.(31)	IGF-I/SnaBI	92	-	Manteve
Nicolini et al.(31)	IGF-I/SnaBI	87	-	Manteve
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	113	-	Diminuiu
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	111	-	Diminuiu
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	108	-	Diminuiu
Hax et al.(25)	STAT5A/B stEII	138	239	Diminuiu
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	141	238	Diminuiu
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	122	228	Diminuiu
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	94	-	Diminuiu
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	102	-	Diminuiu
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	101	-	Diminuiu
Michel-Regalado et al.(33)	SNP12195	67	-	Manteve
Michel-Regalado et al.(33)	SNP12195	69	-	Manteve
Mi chel-Regalado et al.(33)	SNP12195	74	-	Manteve

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Inseminação artificial (IA); Transferência embrionária (TE); Ausência de dados (-).

Tabela 5
Relação entre os SNPs e o indicador de eficiência reprodutiva idade ao primeiro parto (IPP) para vacas e novilhas

Autor / Ano	SNPs	IPP / dias
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	895,4
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	889,3
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	895,4
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	889,3
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	820
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	-
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	820

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Idade ao primeiro parto (IPP); Ausência de dados (-).

Tabela 6
Relação entre os SNPs e o aumento, diminuição ou manutenção do indicador de eficiência reprodutiva intervalo de parto (IP) para vacas e novilhas

Autor / Ano	SNPs	IP / dias	Efeito da associação do SNP com a característica avaliada
Hax et al.(25)	GHR/Alul	0,65	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/Alul	0,69	Manteve
Hax et al.(25)	GHR/Alul	0,64	Manteve
Waters et al.(27)	GHR1.1	0,4	Manteve
Waters et al.(27)	GHR1.1	0,4	Manteve
Waters et al.(27)	GHR2.6	0,24	Manteve
Waters et al.(27)	GHR2.6	0,24	Manteve
Waters et al.(27)	GHR4.1	0,19	Manteve
Waters et al.(27)	GHR4.1	0,19	Manteve
Waters et al.(27)	GHR4.2	0,31	Manteve
Waters et al.(27)	GHR4.2	0,31	Manteve
Waters et al.(27)	GHR6.1	0,16	Manteve
Waters et al.(27)	GHR6.1	0,16	Manteve
Waters et al.(27)	GHR9.1	0,42	Manteve
Waters et al.(27)	GHR9.1	0,42	Manteve
Waters et al.(27)	AF126288:g.149	0,13	Manteve
Waters et al.(27)	AF126288:g.149	0,13	Manteve
Waters et al.(27)	GHR19.1	0,03	Manteve
Waters et al.(27)	GHR19.1	0,03	Manteve
Waters et al.(27)	F279Y	0,89	Manteve
Waters et al.(27)	F279Y	0,89	Manteve
Waters et al.(27)	N528T	0,46	Manteve
Waters et al.(27)	N528T	0,46	Manteve
Waters et al.(27)	A536T	1,06	Manteve
Waters et al.(27)	A536T	1,06	Manteve
Waters et al.(27)	H545	0,78	Manteve
Waters et al.(27)	H545	0,78	Manteve
Waters et al.(27)	S555G	0,54	Manteve
Waters et al.(27)	S555G	0,54	Manteve
Fedota et al.(28)	g.914T>A	14,3	Diminuiu
Fedota et al.(28)	g.914T>A	14,5	Diminuiu
Fedota et al.(28)	g.914T>A	13,6	Diminuiu
Fedota et al.(28)	g.257A>G	14,1	Diminuiu
Fedota et al.(28)	g.257A>G	12,7	Diminuiu
Fedota et al.(28)	g.257A>G	14,7	Diminuiu
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaB1	66,9	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaB1	65,7	Manteve
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaB 1	64,8	Manteve
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	64	Manteve
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	71	Manteve
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	64	Manteve

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Idade ao primeiro parto (IPP).

O IPC está interligado com diversos fatores, como o período voluntário de espera (definido por cada propriedade), taxa de detecção de cio e concepção, técnicas de inseminação artificial (IA), estação de nascimento, raça, tamanho do rebanho, produção do rebanho, e também o número de lactações das vacas(³⁸). Conforme apresentado na Tabela 4, esse período vem sendo bem utilizado e tem obtido bastante sucesso em manejo reprodutivo, pois sabe-se que vacas com maior IPC também tem maiores problemas de saúde, maiores chances de serem descartadas, maiores riscos de ganharem muito peso até finalizar a lactação (produção de leite dessas vacas cai num ritmo maior do que a ingestão de matéria seca), fazendo com que acabem sendo superalimentadas, aumentando assim o custo na produção(³⁸).

Por outro lado, Shirasuna et al. (³⁹) e Hax et al.(²⁵) encontraram menores IPC em vacas com alelo G para o polimorfismo no gene STAT5A. O efeito desse alelo pode ser devido ao papel do gene na via de sinalização do GH, uma vez que as proteínas STAT são ativadas para regular a transcrição gênica, aumentando o nível do IGF-I. Esse hormônio aumenta a produção de estradiol no folículo, desencadeando a ovulação precoce(⁴⁰). Homer et al.(⁴¹) descobriram que vacas com alelo G para o gene STAT5A apresentam maior expressão de estro, o que pode ser devido ao maior aumento da produção de estradiol no folículo.

A IPP é considerada um método de seleção, pois está diretamente relacionada com a idade à puberdade, ou seja, quanto mais cedo ocorrer melhor será, pois a fêmea se tornará produtiva mais precocemente, fazendo com que a mesma possa melhorar no número de gestações durante a sua vida produtiva, e para produção de leite, refletirá em maior produção leiteira e número de bezerras nascidas, que além de servirem para reposição também podem ser vendidas aumentando o fluxo de caixa da propriedade(⁴²).

A transição T/C localizada na região promotora do gene IGF-I pode sugestionar a concentração sérica de IGF-I em vacas holandesas do Irã. Até então, a variante relatada nessa população de gado leiteiro do Irã não é funcional, é provável que a baixa associação do SNP, dada pelo valor significância, com essas características seja porque ocorre um desequilíbrio de ligação com outras variantes no IGF-I ou loci de traços quantitativos (QTL) que são relatados nessa localidade(³⁰) (Tabela 5).

Waters et al.(²⁷), genotiparam 13 SNPs correlacionando-os com a produção de leite, produção de gordura, produção de proteína/porcentagem de gordura, porcentagem de proteína, pontuação de células somáticas, sobrevivência, característica de crescimento e intervalo de parto (Tabela 6).

O IP pode ser definido como o período entre dois partos seguidos, mensura tanto a eficiência reprodutiva individual quanto do próprio rebanho, e para obter o máximo da produção de leite/dia de vida da vaca, deve-se manter as parições em intervalos contínuos de 12 a 14 meses. Por outro lado, IPs mais longos podem causar comprometimento, já que a próxima parição será atrasada, atrasando assim a próxima progênie e a próxima lactação, diminuindo a produção, por isso a importância de manter o foco nos indicadores zootécnicos (⁴²). Fedota et al.(²⁸) analisaram as características reprodutivas em vacas da raça A. angus e mostraram que o IP nas vacas que carregaram o genótipo CC do marcador g.2141C> G no gene GHR foi, em média, 2 meses mais curto do que o intervalo em vacas que carregavam outros genótipos, já o número de alelos C mostrou uma alta correlação com a diminuição do IP (r = 0,94, p < 0,05) (Tabela 6).

O Nº serviços/gestação é descrito por Bergamaschi et al.(⁴²) como o número de acasalamentos ou IA dividido pelo total de vacas que ficaram prenhas. Assim, sendo descrito na Tabela 7 pela quantidade de vezes que foi necessário realizar a IA para que as novilhas ou vacas concebessem. Analisando a relação dos SNPs GHR AluI, IGF-I/SnaBI e STAT5A/BstEII, Hax et al. (2017) (²⁵) não obtiveram diferença significativa em seu trabalho (Tabela 7), tendo uma média de 2,43 Nº serviços/gestação, e sugere que o uso desses marcadores seja melhor estudado dependendo do sistema produtivo e reprodutivo adotado na propriedade. Schneider et al.(²⁴), por sua vez, detectaram menor Nº serviços/gestação para vacas portadoras de pelo menos um alelo GHR AluI, e que a presença do GHR AluI está associada com concentrações aumentadas de IGF-I no plasma sanguíneo pós-parto.

Tabela 7
Relação entre os SNPs e o aumento, diminuição ou manutenção do indicador de eficiência reprodutiva número de serviços por gestação (Nº Serviços/gestação) para vacas e novilhas

Autor / Ano	SNPs	Nº Serviçosgestação	Associação
Hax et al.(25)	GHR/AluI	2,14	Aumentou
Hax et al.(25)	GHR/AluI	2	Aumentou
Hax et al.(25)	GHR/AluI	2,25	Aumentou
Hax et al.(25)	GHR/AluI	2,51	Aumentou
Hax et al.(25)	GHR/AluI	2,3	Aumentou
Schneider et al.(24)	GHR/AluI	2,75	Aumentou
Schneider et al.(24)	GHR/AluI	3,4	Aumentou
Schneider et al.(24)	GHR/AluI	2,3	Aumentou
Schneider et al.(24)	GHR/AluI	2,4	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	2,22	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	2,25	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	2,13	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	3,3	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	3,3	Aumentou
Hax et al.(25)	IGF-I/SnaBI	2,5	Aumentou
Silveira et al.(29)	IGF-I/SnaBI	1,4	Diminuiu
Silveira et al.(29)	IGF-I/SnaBI	2,7	Aumentou
Silveira et al.(29)	IGF-I/SnaBI	2,8	Aumentou
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	1,49	Diminuiu
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	1,35	Diminuiu
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	3,11	Aumentou
Abdolmohammadi; Zamani(30)	Transição T/C	2,82	Aumentou
Leyva-Corona et al.(26)	IGF-I rs 109763947	1,9	Aumentou
Leyva-Corona et al.(26)	IGF-I rs 109763947	0	-
Leyva-Corona et al.(26)	IGF-I rs 109763947	1,9	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,16	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,24	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,18	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,7	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,8	Aumentou
Hax et al.(25)	STAT5A/BstEII	2,4	Aumentou
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	2,6	Aumentou
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	2,6	Aumentou
Silveira et al.(29)	STAT5A/BstEII	2,5	Aumentou
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	0	-
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	0	-
Oikonomou et al.(32)	SNP12195	0	-
Michel-Regalado et al.(33)	SNP12195	3,1	Aumentou
Michel-Regalado et al.(33)	SNP12195	2,8	Aumentou
Michel-Regalado et al.(33)	SNP12195	3,3	Aumentou

• Polimorfismo de nucleotídeo único (SNPs); Ausência de dados (-).

Sabe-se que as características reprodutivas dos rebanhos estão diretamente ligadas à lucratividade do sistema, cabendo intensas investigações que elevem a produtividade. Kawashima et al.(⁴³) observaram que durante o período pós-parto, vacas que normalmente ovulam mais cedo, apresentam maiores concentrações de IGF-I e menores quantidades de GH do que vacas que ovularam mais tardiamente, apontando a relação entre o genótipo GHR e sua expressão gênica, e a concentração de IGF-I. Por esse motivo, a relação entre SNPs presentes em genes que codificam o eixo somatotrópico e o desempenho reprodutivo de bovinos devem ser estudados(²⁴), principalmente quanto a fêmeas que estão na primeira estação de monta, denominadas novilhas, visto que estas informações são ainda mais incipientes na literatura.

Diante do conhecimento entre associações com as variantes polimórficas dos genes envolvidos na reprodução e das características fenotípicas, é possível o uso de métodos e técnicas de seleção com uso de marcadores moleculares, para melhor aproveitamento da produtividade e eficiência animal(⁴⁴). A frequência dos alelos e genótipos estudados nos trabalhos citados e usados como base nesta revisão (³²,²⁷,³¹,²³,³⁰,²⁸,²⁴,²⁶,²⁹,³³) estão disponíveis para consulta no material suplementar.

Considerações finais

Além da adoção de cruzamentos baseados em fenótipos, que buscam o ganho genético e o aumento da produtividade, também devem ser utilizadas técnicas de genética molecular, que por sua vez, possibilitem selecionar precocemente esses animais, com base em seus genótipos alcançando os mesmos objetivos, e provavelmente, com eficiência superior. O uso de SNPs localizados em genes do eixo somatotrópico constituem em importante ferramenta na seleção de bovinos, pois propicia o ganho de tempo, a economia de recursos financeiros e a redução de gastos pelo fato de possibilitar a identificação do potencial genético dos indivíduos ainda no início da vida. Logo, essa informação potencializa o processo de seleção dos animais, resultando em sistemas mais lucrativos e sustentáveis.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Ago 2022
• Data do Fascículo
  2022

Histórico

• Recebido
  29 Mar 2022
• Aceito
  26 Maio 2022
• Publicado
  13 Jul 2022