As ferramentas baseadas no Illumina BovineSNP50 BeadChip estão permitindo que a Three Trees Ranch gere gado Angus+ resistente ao calor e com alto valor de carcaça.

Junho de 2014

A procriação do melhor gado Angus começa com as melhores ferramentas genômicasUma ferramenta de genotipagem baseada no BovineSNP50 BeadChip fornece à Three Trees Ranch os dados genômicos que auxiliam na tomada das melhores decisões sobre procriação.

IntroduçãoDick Beck cresceu em uma fazenda de criação de gado na Pensilvânia, onde aprendeu muito sobre o assunto e sobre o negócio de sua família. O desejo que ele tinha por conhecimento o levou à Pennsylvania State University, onde teve êxito em decifrar a ciência por trás do gerenciamento de rebanhos mais adequado. Formado como aluno sênior de destaque na Faculdade de Agricultura, ele se tornou um forte defensor de tecnologias de análise de carcaça, como ultrassom, a fim de obter informações para auxiliar em decisões sobre procriação. As medições por ultrassom, usadas amplamente desde meados da década de 1980, fornecem informações sobre o gado maduro (tamanho do filé da costela, espessura da gordura e gordura intramuscular) e permitem que os pecuaristas façam previsões com relação à gordura e aos músculos em bezerros.

Agora vamos avançar para 2005. Após alguns anos trabalhando como gerente regional da American Angus Association, e após algumas décadas comercializando material genético para operações com gado, Dick tornou-se gerente geral da Three Trees Ranch1, sediada nas colinas de Coweta County, Geórgia. A operação multiestadual possui rebanhos na Geórgia e no Wyoming. Com mais de 3.500 cabeças de gado, as limitações da tecnologia ultrassom ficaram aparentes. Apesar de suas várias vantagens, o processo de ultrassom leva tempo e está sujeito a erros humanos e instrumentais. Em 2010, Dick começou a incorporar as ferramentas genômicas na Three Trees Ranch. Atualmente, a Three Trees Ranch usa a ferramenta Zoetis HD50K baseada no Illumina BovineSNP50 BeadChip2.

O iCommunity conversou com Dick sobre essa transição e sobre o que a Three Trees Ranch e seus clientes estão ganhando com uso das ferramentas genômicas para avaliação de procriação.

P: Qual é a história por trás da Three Trees Ranch?

Dick Beck (DB): O rebanho da Three Trees Ranch começou com Angus de raça pura. Desde então, introduzimos o gado Brangus em nosso rebanho. Os Brangus são um cruzamento entre as raças Brahman e Angus. A combinação proporciona a robustez e a resistência à doença do Brahman, com a fertilidade superior e qualidade de carne (traços de carcaça) do Angus.

Nosso gado Brangus é proveniente do rebanho da Camp Cooley Ranch, uma continuação do famoso rebanho de Brinks, criado por Glen Brinkman. Glen era um visionário e foi pioneiro da coleta de dados de ultrassom em animais vivos para medições da área de filé de costela e dispersão da gordura (marmoreio) na carne. O rebanho do Brinks tem 20 anos contínuos de dados de ultrassom de carcaças, mais do que qualquer outro rebanho bovino do mundo.

A Three Trees Ranch usa porcentagens variadas de Angus e Brangus para gerar gado tolerante ao calor e com alto valor de carcaça. Chamamos esse gado de Angus+, e ele é bastante procurado no sul dos EUA, com grande potencial de exportação.

P: Qual é a gravidade da seca que atinge o sudeste dos Estados Unidos?

DB: Embora não seja tão grave quanto a seca enfrentada no Texas e em Oklahoma, estamos em condição de seca há mais de cinco anos. Isso dá maior importância aos programas de material genético bovino, nos quais tentamos proporcionar ao gado o máximo de oportunidades para expressar sua genética.

Dick Beck é gerente geral da Three Trees Ranch, sediado em Sharpsburg, Geórgia.

Junho de 2014

P: Quando você começou a usar a seleção genética e por qual motivo?

DB: Trabalho com as tecnologias genômicas bovinas desde que elas ficaram disponíveis e atualmente uso a ferramenta Zoetis HD50K fabricada pela Illumina. A Three Tree Farms aumentou sua coleção de dados por volta de 2005. Enviamos nosso primeiro teste genômico para a American Angus Association em dezembro de 2010 usando a plataforma Igenity IG384. Na época, era a única plataforma genômica para procriadores de Angus de raça pura. Fomos um dos primeiros a usar os serviços de seleção genética da Pfizer, usando a ferramenta HD50K quando ela ficou disponível. Com certeza fomos a primeira fazenda na Geórgia a usar genômica em larga escala.

P: Foi rápida a transição para ferramentas de seleção genômica a fim de obter informações que auxiliassem na decisão sobre procriação?

DB: Implantamos as tecnologias genômicas incrementalmente. Nosso sistema de gerenciamento tem base no uso das tecnologias reprodutivas mais recentes, como transferência de embriões e fertilização in vitro (IVF), para multiplicar nosso gado com genética superior. Isso, por sua vez, levou à implementação da seleção genômica para aprimorar a base genética de nosso rebanho.

A primeira etapa foi avaliar nossos touros. Desde janeiro de 2011, não cruzamos uma vaca com um touro que não fosse testado pelo HD50K. A segunda etapa foi avaliar as fêmeas doadoras cuja genética exemplar estávamos multiplicando com a transferência de embriões. Nos últimos três a quatro anos, todas as vacas da Three Trees Ranch que passaram pelo processo de flushing (coleta de oócito/óvulo) foram testadas genomicamente. Durante os últimos anos, acrescentamos critérios de seleção, portanto algumas vacas foram testadas duas vezes.

Estamos tão comprometidos com a seleção genômica que se um pecuarista quiser nos vender o material genético (esperma ou óvulo) de um indivíduo de seu rebanho, ele deverá criar um perfil dele no HD50K; caso contrário, não temos interesse. Não estamos mais no negócio de jogos de azar. Estamos no negócio da previsibilidade e acreditamos que as ferramentas genômicas nos proporcionam isso.

P: Quais são os benefícios de usar as tecnologias genômicas e reprodutivas em conjunto?

DB: A genômica nos permite avaliar a genética de nosso gado em qualquer idade e comparar esses dados com a genética de toda a população de Angus, em vez de apenas com um grupo contemporâneo que possa distorcer os dados. Com dados aprimorados pela genômica de alta precisão, temos um nível de precisão de DEP* da maioria dos traços de uma novilha bebê ou de um touro bebê equivalente a uma vaca de dez anos ou um touro de quatro anos, respectivamente. Isso nos permite tomar decisões de seleção quando os bezerros estão com apenas algumas semanas.

Estamos coletando oócitos de novilhas com idade entre 10 e 15 meses e sêmen de touros com idade entre 10 e 15 meses, quando os pais de ambos os lados apresentam dados de DEP genômico aprimorados e de alta precisão. Usando IVF em vacas doadoras grávidas e em jovens fêmeas virgens, consideradas superiores por meio da genômica, podemos encurtar consideravelmente nosso intervalo de geração.

Implantar a genômica e a IVF juntas nos permitiu uma mudança mais rápida de geração e o acompanhamento do ritmo da mudança genética benéfica de nosso rebanho. O jogo mudou completamente.

P: Os dados de DEP são os principais indicadores para a avaliação do gado para procriação?

DB: DEP é a principal medida objetiva que usamos para procriação do gado. Atualmente possuímos 17 características diferentes e sete índices diferentes calculados pela American Angus Association que nos são fornecidos.

P: Os testes genômicos substituíram o ultrassom no fornecimento de dados sobre os animais em seu rebanho?

DB: Nos últimos três anos, todo touro que vendemos foi testado pelo HD50K, independentemente de esse touro ser usado para fins comerciais ou para linhagem. Não usamos mais a tecnologia ultrassom, pois ela se tornou algo falho. Para conseguir o peso fenotípico e obter bons dados de ultrassom, os pecuaristas precisam alimentar seus gados usando rações com alto valor energético. Isso pode ser prejudicial para a saúde reprodutiva e a robustez estrutural do animal a longo prazo.

Honestamente, eu estava cansado de alimentar touros para obter medições consideráveis de marmoreio e do tamanho do filé de costela por meio do ultrassom. Decidi que era muito mais razoável e prático alimentar esses animais a fim de obter o máximo de longevidade e desempenho reprodutivo e usar as ferramentas genômicas para conseguir informações sobre as características de suas carcaças. Há uma quantidade grande de pesquisas mostrando que alimentar touros e fêmeas jovens usando rações com alto valor energético pode afetar negativamente a reprodução. Gostamos da flexibilidade proporcionada pela genômica para gerenciar o gado do modo como achamos necessário, obtendo ainda dados genéticos consideráveis para comparação.

P: Você considera os dados genômicos mais objetivos do que a tecnologia ultrassom para a avaliação do gado?

DB: Depois de ter trabalhado na American Angus Association e fazer negócio com muitas pessoas diferentes, sei que a coleta tradicional de dados de ultrassom tem o potencial de apresentar uma enorme quantidade de erro humano. Uma vez que todos os dados de ultrassom são comparados com um grupo contemporâneo, os dados terão valor e precisão apenas se o grupo escolhido for um grupo contemporâneo realista. Por vezes, incentivos financeiros podem trazer à tona o pior da natureza humana, fazendo as pessoas escolherem um grupo que destaque uma característica específica de um indivíduo ou de um grupo de machos.

“Não estamos mais no negócio de jogos de azar. Estamos no negócio da previsibilidade e acreditamos que as ferramentas genômicas nos proporcionam isso.”

* DEP = diferença esperada de progênie

Junho de 2014

Por outro lado, a genômica gera dados seguros que não podem ser manipulados. Quando enviamos uma amostra genômica à American Angus Association, ela recebe uma identificação de código de barras. Essa amostra é enviada à Zoetis onde é avaliada com o BovineSNP50 BeadChip. Os resultados são enviados de volta para a American Angus Association, que usa o código de barras para associar os dados novamente ao animal.

Os resultados são uma comparação objetiva do meu animal com as 51.000 cabeças de gado que foram testadas até o momento com as ferramentas baseadas no BovineSNP50 BeadChip e que estão na iteração mais recente do banco de dados da American Angus Association. Isso é precioso a longo prazo. A genômica fornece um nível de comparação precisa, a qual só era possível em sonhos no passado.

P: O banco de dados de Angus é tão grande quanto alguns dos bancos de dados de gado leiteiro?

DB: As raças leiteiras têm uma vantagem enorme sobre nós, mas o banco de dados de Angus está crescendo. Aprendemos muito com os produtores de leite sobre como eles usaram os dados genômicos. Esperamos evitar alguns imprevistos e aprender os atalhos para progredir o máximo possível.

O banco de dados genômico American Angus é consideravelmente maior do que o de todas as outras raças bovinas combinadas. Inicialmente, ele foi desenvolvido para registrar a ascendência dos animais. Cerca de 25% da produção anual de Angus é documentada genomicamente, portanto o valor preditivo desse banco de dados está crescendo. Ele está se tornando mais do que um simples registro histórico. Ele está evoluindo rapidamente para uma ferramenta de previsão.

P: Em geral, como o uso da tecnologia genômica afetou a qualidade dos rebanhos de gado Angus?

DB: As tecnologias genômicas estão permitindo um progresso real no aprimoramento do gado, além de fornecer os dados para comprovar isso. Há cerca de 10 anos, pessoas instruídas do setor disseram que a meta de uma operação de gado de corte era produzir 70% do gado com classificação USDA Choice ou Prime. Isso significa que 30% do rebanho será USDA Select e não valerá um preço premium (Veja a Barra lateral). Com ferramentas genômicas, como

o BovineSNP50 BeadChip, essas mesmas pessoas estão dizendo hoje que a meta deve ser de 70% Premium Choice** ou USDA Prime, um nível de marmoreio que qualifica uma carcaça que atenda ao critério de couro preto como Certified Angus Beef.

Durante uma recente venda comercial de touros, a Gardiner Angus Ranch apresentou um cliente que havia vendido um curral com 100% Premium Choice e USDA Prime, algo nunca visto antes das ferramentas genômicas. As pessoas costumavam dizer que os pecuaristas não conseguiam oferecer uma qualidade alta de forma consistente. Acredito que as ferramentas genômicas mudaram isso, permitindo uma produção bastante previsível de carne.

P: Como as ferramentas genômicas, como o BovineSNP50 BeadChip, ajudaram você a garantir um produto previsível?

DB: As ferramentas genômicas proporcionam uma avaliação muito mais precisa em animais mais jovens. Agora, vamos entrar na próxima geração de ferramentas. A American Angus Association e a Certified Angus Beef4 oferecem uma ferramenta chamada GeneMax5, a qual é baseada em SNPs gerados pelo BovineSNP50 BeadChip. Ela foi projetada especificamente para os criadores de Certified Angus Beef e da American Angus Association usarem em gados comerciais a fim de avaliar o marmoreio e o desempenho em confinamento. Ela permite que os pecuaristas avaliem possíveis novilhas de substituição, para que possam continuar aprimorando seus rebanhos comerciais. Como nossos touros são testados com a ferramenta HD50K baseada no BovineSNP50, os clientes receberão gratuitamente os dados de ascendência que rastrearão esse animal comercial específico até seu touro. Essa informação agregada significa que meus clientes conhecem o impacto genético de nossos touros.

Em fazendas pecuaristas por todo o oeste americano, 20 a 30 touros podem chegar a um grupo enorme de vacas. Eles se espalharão por centenas de acres, impossibilitando o controle de descendentes. Hoje temos ferramentas com excelente custo-benefício que nos permitem rastrear cada animal e conhecer pelo menos seu touro reprodutor. Se for superior, poderemos propagar esse touro. Se for inferior, esse touro será substituído na população por outro melhor.

P: Em um rebanho com milhares de cabeças de gado, como você mantém o controle dos bois e das vacas?

DB: Todo animal nos rebanhos de procriação da Three Trees Ranch tem uma tatuagem permanente na orelha, aplicada quando são jovens. Usamos DNA para verificar a ascendência e termos certeza absoluta de que sabemos exatamente quem são o macho e a fêmea reprodutores. Temos nosso próprio banco de dados interno. Em nosso caso, 95% de nosso gado está no banco de dados da American Angus Association.

“A genômica fornece um nível de comparação precisa, a qual só era possível em sonhos no passado.”

**Choice médio a alto

Classificações de qualidade e rendimento da carne

A classificação de qualidade do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) é um conjunto de fatores que afeta a palatabilidade da carne (maciez, suculência e sabor)3. As classificações de qualidade da carne de acordo com o USDA, em ordem decrescente de qualidade, incluem:

• Prime• Choice• Select• Standard

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Illumina, Inc. • 1.800.809.4566 ligação gratuita (EUA) • Tel: +1.858.202.4566 • techsupport@illumina.com • www.illumina.com

SOMENTE PARA PESQUISA

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Há uma tecnologia interessante de identificação por radiofrequência (RFID) chegando em breve. As novas baterias, que apresentam um tamanho reduzido, podem alimentar a tecnologia RFID por um custo razoável. Foram desenvolvidas novas marcações de RFID que podem ser lidas a até 3 quilômetros de distância. Em algum momento, a tecnologia se tornará economicamente viável para implementação pelos criadores progressivos.

P: Você ainda precisa educar seus clientes sobre o valor da genética em relação à avaliação fenotípica?

DB: Esse é nosso maior desafio para os próximos cinco anos. Acredito que a tecnologia evoluiu e avançou muito mais rápido do que conseguimos educar as pessoas. Essas ferramentas podem tornar você um criador mais capacitado e isso pode melhorar seu resultado final. A educação continua sendo a grande responsável pelo uso disseminado dessa tecnologia de avaliação da população de Angus.

P: Em sua opinião, qual é o papel da genômica no futuro da Three Trees Ranch?

DB: Vejo a genômica como uma ferramenta fundamental para avançarmos. É assim que vamos posicionar e mostrar nosso produto. As coisas mudaram muito desde meados da década de 1980. Hoje, a Illumina nos fornece as ferramentas para avaliarmos com precisão e acelerar o aprimoramento de nossos rebanhos.

Nós evoluímos junto com a tecnologia. A indústria de laticínios, com alguns anos de experiência a mais do que nós, começou recentemente a buscar o mapeamento completo do genoma e a identificar haplótipos†, SNP (Single Nucleotide Polymorphism, Polimorfismo de nucleotídeo simples) e interação de genes que o teste de gene único não consegue identificar. Eles identificaram haplótipos associados à fertilidade excelente e outros à infertilidade. À medida que aumentamos o banco de dados de Angus, esperamos adicionar dados de haplótipos às características que não conseguimos identificar com marcadores únicos.

Precisamos de novos paradigmas para uma nova geração de consumidores que desejam garantias de que a carne que consomem foi criada de forma sustentável. O melhor das ferramentas Illumina BeadChip é que, algum dia, elas nos permitirão medir a resistência a doenças e eliminar rapidamente algumas das condições que colocam nosso rebanho em risco. As ferramentas genômicas podem ser projetadas para identificar o gado com tendência a certas doenças, como doença respiratória bovina. Assim, poderemos fazer cruzamentos de forma seletiva com base nesses marcadores a fim de evitá-los, em vez de precisar administrar antibióticos aos animais afetados. A tecnologia de genoma oferece uma solução sofisticada para esses problemas.

Referências1. Three Trees Ranch, http://www.threetreesranches.com/

(5 de junho de 2014)2. Illumina BovineSNP50 BeadChip, illumina.com/products/bovine_

snp50_whole-genome_genotyping_kits.ilmn3. Classificações de qualidade e rendimento da carne do USDA,

Texas A&M Agriculture and Life Sciences, meat.tamu.edu/beefgrading/ (5 de junho de 2014).

4. Certified Angus Beef, www.certifiedangusbeef.com (5 de junho de 2014)

5. GMX GeneMax, www.cabpartners.com (5 de junho de 2014)

Saiba maisAcesse www.illumina.com/applications/agriculture.ilmn para saber mais sobre as tecnologias genômicas aplicadas à agricultura.

†haplótipos = blocos de genes herdados em conjunto