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Universidade Federal do Piauí Caracterização da Diversidade Genética de Ovinos Santa Inês no Estado do Piauí Iolly Tábata Oliveira Marques Teresina 2014 Dissertação apresentada à Universidade Federal do Piauí como parte das exigências do Programa de Pós-graduação em Genética e Melhoramento, área de concentração em Genética e Melhoramento, para obtenção do título de “Mestre”.

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Universidade Federal do Piauí

Caracterização da Diversidade Genética de Ovinos Santa Inês no Estado do

Piauí

Iolly Tábata Oliveira Marques

Teresina

2014

Dissertação apresentada à Universidade Federal

do Piauí como parte das exigências do Programa

de Pós-graduação em Genética e Melhoramento,

área de concentração em Genética e

Melhoramento, para obtenção do título de

“Mestre”.

Iolly Tábata Oliveira Marques

Bióloga

Caracterização da Diversidade Genética de Ovinos Santa Inês no Estado do

Piauí

Teresina

2014

Dissertação apresentada à Universidade

Federal do Piauí como parte das exigências do

Programa de Pós-graduação em Genética e

Melhoramento, área de concentração em

Genética e Melhoramento, para obtenção do

título de “Mestre”.

Orientador:

Prof. Dr. Fábio Barros Britto

Caracterização da Diversidade Genética de Ovinos Santa Inês no Estado do

Piauí

Iolly Tábata Oliveira Marques

Aprovada em 30 / 05 / 2014

Comissão julgadora:

__________________________________________________________________

Profa. Dra. Cintia de Souza Clementino – UESPI

__________________________________________________________________

Prof. Dr. Marcos Jacob de Oliveira Almeida – EMBRAPA

__________________________________________________________________

Prof. Dr. Fábio Barros Britto - UFPI

(Orientador)

Dedico ao meu marido, Rodrigo Alves de Souza Galvão,

por ser meu principal incentivador para seguir a carreira acadêmica.

Aos meus pais, Eudes Gomes Marques e

Mª do Perpétuo Socorro de Oliveira Marques

pelo apoio incondicional.

AGRADECIMENTOS

À Deus, a Ele todas as honras e glórias, por ser minha fortaleza, meu refúgio,

minha redenção, minha verdade e minha vida.

À Universidade Federal do Piauí e ao Programa de Pós Graduação em

Genética e Melhoramento, por nos proporcionar um ensino de qualidade com

professores de alto gabarito.

À CAPES, pela bolsa concedida durante parte da realização do curso.

À Coordenadora Profa. Dra. Ângela Celis, por ser uma mãe para todos nós,

auxiliando, aconselhando e consolando nos momentos difíceis, e sempre nos

estimulando para alcançarmos nossos objetivos.

Ao meu orientador Dr. Fábio Barros Britto (o melhor de todos!) pela paciência

infinita, calma, atenção e confiança dedicadas a mim. Obrigada por aguentar minhas

paranoias, reclamações e prantos de maneira tranquila e sempre encontrar a melhor

saída para tudo.

Ao professor do Campus Cinobelina Elvas – Bom Jesus, José Lindenberg

Rocha Sarmento e ao aluno de pós graduação em Ciência Animal, Daniel Biagiotti

por fornecer o material biológico e parte dos reagentes fundamentais para a

realização desse trabalho.

Aos professores Dr. Fábio Diniz e Dra. Regina Lúcia Ferreira Gomes e ao

Márcio Costa, por fornecer reagentes necessários e em especial ao professor Dr.

Evando Aguiar, que além de material, disponibilizou tempo e atenção para

esclarecer as mais diversas dúvidas.

Às amigas de mestrado, Kátia Carvalho e Kaline Gonzalez, por me ensinarem

as técnicas que desenvolvi nesse trabalho e por me ajudarem na adaptação em

Bom Jesus.

Aos companheiros de Bom Jesus: Rafael Lino e Renan pela ajuda no

laboratório e Sarah Albuquerque, por me abrigar em sua casa, fazendo que com a

temporada que passei na cidade fosse mais fácil.

Aos colegas de turma, pela ajuda mútua nas dificuldades das disciplinas, em

especial aos amigos: Rafael Almeida, Rosimeire Xavier, Joseane Inácio, Polyanna

Bacelar e Larrone Silva.

Ao amigo que esse curso me deu, Sérgio Ewerton Menezes, pela amizade

sincera, pela ajuda abnegada, por todos os momentos em que dividimos as muitas

dificuldades e alegrias, dentro e fora do laboratório. Somos irmãos em Cristo e em

Maria, e nossa amizade durará para sempre.

Aos meus amigos do Encontro de Jovens com Cristo (EJC), pela força e

incentivo, que mesmo com a minha ausência no grupo, nunca deixaram de torcer e

rezar por mim.

Aos meus amigos e família pelo apoio.

“Eu vou e quem me impedirá?

Se ao meu lado está o autor da minha fé;

Eu vou! A força ele me dá, coragem pra enfrentar o que vier;

Eu vou e crendo levarei a salvação aos meus, à minha família;

E já não importa o grau a que eu cheguei;

Eu vou seguir decididamente o amado Rei.”

Decididamente - Walmir Alencar

SUMÁRIO

RESUMO..................................................................................................................VIII

ABSTRACT.................................................................................................................IX

LISTA DE FIGURAS....................................................................................................X

LISTA DE TABELAS...................................................................................................XI

1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................12

2. REVISÃO DE LITERATURA..................................................................................14

2.1. Ovinocultura no Brasil.........................................................................................14

2.2. Ovinos deslanados e a raça Santa Inês..............................................................16

2.3. A raça Santa Inês como um recurso genético.....................................................19

2.4. A biologia molecular como ferramenta na conservação de recursos

genéticos....................................................................................................................20

2.5. Caracterização molecular de populações...........................................................24

3. MATERIAL E MÉTODO.........................................................................................26

3.1. Amostragem........................................................................................................26

3.2. Extração de DNA................................................................................................27

3.3. Seleção e amplificação de Marcadores RAPD....................................................28

3.4. Genotipagem.......................................................................................................30

3.5. Análise dos dados...............................................................................................30

4. RESULTADOS.....................................................................................................33

4.1. Marcadores RAPD selecionados.........................................................................33

4.2. Diversidade genética...........................................................................................34

4.3. Análise de variância molecular (AMOVA) e Estrutura populacional....................35

5. DISCUSSÃO..........................................................................................................39

6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.............................................................43

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................44

VIII

RESUMO

MARQUES. I.T.O. Caracterização da Diversidade Genética de Ovinos Santa Inês no

Estado do Piauí. 2014. 53p. Dissertação para obtenção do título de Mestre na área

de concentração de Genética e Melhoramento - Universidade Federal do Piauí,

Teresina, Piauí, 2014.

A raça Santa Inês está entre os ovinos deslanados de maior destaque existentes no

Brasil. Esta raça apresenta vantagens em qualidade da carne, carcaça de

desenvolvimento considerável e o sistema de criação relativamente simples. Devido

a estas razões, uma crescente comercialização da raça foi observada entre os

produtores. No entanto, o manejo reprodutivo sem controle com cruzamentos

intercorrentes e poucos reprodutores pode levar à perda da diversidade genética.

Assim, são necessários estudos genéticos de populações, considerando à

conservação de germoplasma. Este estudo realizado com marcadores RAPD

avaliou a diversidade genética de ovinos Santa Inês em rebanhos do Piauí, Brasil.

Seis populações localizadas nos municípios de Cristino Castro, Bom Jesus,

Redenção, São Raimundo Nonato, Teresina e Campo Maior foram analisadas com

cinco primers. Trinta e seis locos polimórficos foram encontrados e um índice de

heterozigosidade (Hs) de 0,289. O coeficiente de endogamia (f) das populações foi

de 0,172, mostrando um nível médio de diferenciação entre as populações. Os

valores de Hs observados foram, respectivamente, 0,132 e 0,199, que revelam a

diferenciação genética significativa entre os locais pesquisados. A Análise de

Variância Moleucular mostrou que 80% da variabilidade é explicada pelo

componente "dentro das populações", e 8% pelas diferenças "entre os grupos", no

entanto a análise de cluster e teste de Mantel não mostrou relação entre as

diferenças genéticas e localização geográfica das amostras. Análise no software

Structure estabeleceu que as amostras poderiam ser organizadas em três grupos,

com certo fluxo gênico entre as localidades. A origem dos animais utilizados neste

estudo e a troca de reprodutores entre os locais podem ser responsáveis pelos

resultados encontrados neste trabalho.

Palavras-chave: Caracterização molecular, marcadores moleculares, ovinos

deslanados, estrutura populacional, RAPD.

IX

ABSTRACT

MARQUES. I.T.O. Characterization of Genetic Diversity of Santa Ines Sheep in the

state of Piaui. 2014. 53p. Dissertação para obtenção do título de Mestre na área de

concentração de Genética e Melhoramento - Universidade Federal do Piauí,

Teresina, Piauí, 2014.

Santa Inês is one of the most prominent hair sheep found in Brazil. This breed

present good quality on meat, considerable carcass development and a relative

simple rearing system. Due to these reasons, an increasing on the marketing

considering this breeding was observed among producers. However, the

uncontrolled reproductive management, with intercurrent crossing using few sires,

may lead to the loss of genetic diversity. Thus, studies on population genetics

considering the germoplasm conservation are necessary. This study was carried out

with RAPD makers and evaluated the genetic diversity of Santa Inês sheep in herds

located in Piaui state, Brazil. Six populations located in the municipalities of Cristino

Castro, Bom Jesus, Redenção, São Raimundo Nonato, Teresina and Campo Maior

were analyzed with five markers. Thirty-six polymorphic loci were found and showed

heterozygosity index (Hs) of 0.289. The mean inbreeding coefficient (f) of the

populations was 0.172, showing an intermediate level of inbreeding; θII and ΦST index

show the level of differentiation among populations. The values observed were

respectively 0.132 and 0.199, which reveal significant genetic differentiation among

locations surveyed. The Analysis of Molecular Variance showed that 80 % of the

variability is explained by the “within populations” component, and 8% by the

differences “among groups”, however cluster analysis and Mantel test showed no

relationship between genetic differences and geographical location of samples.

Analysis on the software Structure established that samples could be organized in

three groups, with certain gene flow among locations. The origin of the animals used

in this study and the exchange of reproducers among locations may be responsible

for the results found in this work.

Keywords: Molecular characterization, molecular markers, hair sheep, population

structure, RAPD.

X

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Fenótipo de representante da raça Santa Inês........................................18

Figura 2 - Variação de cor de pelagem entre animais da raça Santa Inês................18

Figura 3 - Mapa do Estado do Piauí destacando municípios onde foram realizadas

as coletas de pelos em ovinos Santa Inês.................................................................26

Figura 4 - Gel de agarose 0,8% mostrado resultados de extração de DNA de pelos

de ovinos Santa Inês com amostras numeradas do município de Teresina – PI......28

Figura 5 - Gel de Agarose a 1,5% mostrando padrão de bandas obtido pelo primer

RAPD UBC 180, com amostras numerdas de DNA de ovinos Santa Inês

provenientes de São Raimundo Nonato, PI. As setas indicam locos com presença de

polimorfismos.............................................................................................................34

Figura 6 - Dendrograma gerado pelos de valores de ΦST par a par entre as

populações, através do método UPGMA. SRN: São Raimundo Nonato, CM: Campo

Maior, RE: Redenção do Gurguéia, CC: Cristino Castro, BJ: Bom Jesus, TE:

Teresina......................................................................................................................36

Figura 7 - Representação gráfica do ΔK mais provável de acordo com Evanno;

Regnault e Goudet (2005).........................................................................................37

Figura 8 - Designação das populações de Ovinos Santa Inês usando a estrutura

baseada na alocação das amostras para K=3. Em A: Cristino Castro, B: Bom Jesus,

C: Redenção do Gurguéia, D: São Raimundo Nonato, E: Teresina e F: Campo

Maior......................................................................................................................... 38

XI

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Relação de municípios e quantidade de animais amostrados..................27

Tabela 2 - Lista de marcadores RAPD testados no experimento e suas

sequências................................................................................................................30

Tabela 3 - Primers de RAPD selecionados, com suas respectivas sequências,

número de fragmentos amplificados e polimórficos...................................................33

Tabela 4 - Estimativa da diversidade genética para cada uma das seis populações

de ovinos Santa Inês no estado do Piauí analisadas no presente estudo.................33

Tabela 5 - Análise de Variância Molecular (AMOVA) para as populações de ovinos

Santa Inês no estado do Piauí...................................................................................35

Tabela 6 - Distâncias genéticas par-a-par entre cada localidade estudada (ΦST; diagonal

superior) e distâncias geográficas em quilômetros (diagonal inferior). CC: Cristino castro, BJ:

Bom Jesus, RE: Redenção do Gurguéia, SRN: São Raimundo Nonato, TE: Teresina, CM:

Campo Maior..........................................................................................................................36

12

1. INTRODUÇÃO

As raças de ovinos trazidas para América do Sul tiveram procedência tanto

europeia quanto africana e, com o passar dos anos, estas foram se adaptando às

condições locais, adquirindo características próprias. Esse fato levou ao surgimento

de raças nativas que apresentam grande rusticidade, tendo como principal aptidão a

produção de carne, leite e peles para subsistência (EGITO et al., 2002; PAIVA et al.,

2005a).

No Brasil, a ovinocultura teve destaque inicialmente na produção de lã na

região Sul do país, onde durante décadas acumulou um contingente de maior

significado nacional. Já na região Nordeste encontrava-se um segundo agrupamento

de ovinos, característico da pecuária de corte de subsistência, formada por raças

nativas e mestiças (MORAIS, 2000). Com a crise do mercado da lã na década de

90, a ovinocultura de corte brasileira ganhou destaque (VIANA, 2008).

Os rebanhos do Nordeste têm como finalidade a produção de carne, com raças

deslanadas (IBGE, 2011), que representam uma importante fonte de proteína para

as populações locais, principalmente nos locais que enfrentam longos períodos de

estiagem. Tais raças deslanadas são adaptadas à região Nordeste, porém

apresentam baixos índices de produtividade (SOUSA e LEITE, 2000). Este fato está

diretamente relacionado à falta de um sistema de produção adequado, de modo que

se utilizem raças apropriadas para cada objetivo de produção (CARNEIRO et al.,

2007). Segundo Vieira et al. (2000) as raças que mais se destacam no Nordeste são

as naturalizadas Somalis Brasileira, Bergamácia Brasileira; e as nativas Morada

Nova Rabo Largo, Cariri e Santa Inês.

No estado do Piauí existe um efetivo de aproximadamente 1,4 milhões de

ovinos, formados tanto por raças nativas como raças exóticos, onde a raça Santa

Inês é a que mais se destaca, devido ao potencial genético, porte e adaptabilidade

(BIAGIOTTI et al., 2012). Os animais são rústicos, precoces e se ajustam a qualquer

sistema de criação e pastagem, em diversas regiões do país. Atualmente, encontra-

se em fase de expansão por ser o destaque entre as raças de ovinos (ABSI, 2012;

ARCO, 2012).

Em busca do aumento da produtividade, muitos produtores lançam mão de

cruzamentos de suas raças nativas com raças comerciais (ARANDAS et al., 2012;

GUIMARÃES et al., 2012), o que pode ocasionar à perda de variabilidade de

13

germoplasma nativo. Diante deste fato, a caracterização das populações da raça

Santa Inês torna-se importante para evitar a erosão genética e direcionar estratégias

de preservação (FARID et al., 2000; MENEZES et al., 2006). Com o aumento da

taxa de perda de raças e a limitação nos recursos disponíveis, o abandono dos

rebanhos nordestinos tem se tornado mais significativo, levando, em último caso, ao

risco de extinção (RODRIGUES, 2009).

A utilização de marcadores moleculares como técnica para caracterização

genética de raças tem ganhado espaço, servindo como uma ferramenta útil para a

identificação dos animais e a estimativa da distância genética (TENEVA, 2009;

SILVA et al., 2011).

Objetivou-se avaliar a diversidade genética de ovinos da raça Santa Inês em

rebanhos do Piauí, utilizando marcadores RAPD. Devido à velocidade e baixo custo

de obtenção de dados com marcadores RAPD, o presente trabalho apresenta os

resultados de uma análise preliminar da diversidade genética e da estrutura de

populações de ovinos da raça Santa Inês. Neste Estado, os dados técnicos são

escassos e os resultados gerados nortearão futuros estudos de conservação da

raça, visando o melhoramento da mesma sem perder o foco na diversidade genética

presente na mesma.

14

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1. Ovinocultura no Brasil

Evidências mostram que a domesticação dos animais consistiu num processo

lento e complexo, no qual envolveu não só a modificação do comportamento das

espécies, mas também sua morfologia e fisiologia. As ovelhas constam no primeiro

grupo de animais domesticados para fins de abate, datando por volta de 7000 anos

a.C. Naquele período, os animais não representavam somente alimento (carne e

leite), mas também fonte de matéria prima para agasalho, força de tração e

companhia (MARIANTE e CAVALCANTE, 2006).

Ovinos estão presente na América do Sul desde a época da colonização,

quando espanhóis e portugueses os trouxeram em seus navios, juntamente com

bovinos, caprinos, aves, cavalos e suínos; fazendo deste evento o ponto inicial de

disseminação de animais domesticados no continente (PRIMO, 2004; McMANUS et

al., 2010). Há indícios que as raças ovinas chegadas ao Brasil tenham origem tanto

europeia quanto africana, e que ao longo dos anos esses animais passaram por

processos de adaptação e seleção natural resultando em várias raças localmente

adaptadas em toda área territorial do país (PAIVA et al., 2005a). Tais raças ficaram

conhecidas como “locais”, “crioulas” ou “nativas” por terem agregado valores como a

rusticidade, o que promoveu a criação de ovinos para fins de subsistência, na

produção de carne, leite e peles (EGITO et al., 2002).

No Brasil, a ovinocultura teve destaque inicialmente na região Sul do país,

mais precisamente no estado de Rio Grande do Sul, onde a demanda de ovinos

melhorados advindos da Austrália, Europa e Estados Unidos foi bem significativa,

levando a essa região posição de destaque na exploração comercial (ARAÚJO,

2000). Apesar de algumas raças serem de corte, o forte da ovinocultura sulista foi o

comércio de lã, tanto que em 1942 foi criada a primeira associação do ramo, a

Associação Riograndense de Criadores de Ovinos (ARCO), que após alguns anos

veio a ser Associação Brasileira de Criadores de Ovinos (sem mudar a sigla), a qual

iniciou as primeiras avaliações objetivas para seleção de ovinos, no final da década

de 80, visando melhorar a produtividade e a qualidade da lã (OJEDA, 1999).

O declínio do promissor mercado de lã nacional se deu no início dos anos

1990, quando o mercado foi atingindo por uma profunda crise internacional (devido

ao início da comercialização de tecidos sintéticos no mercado) a qual atingiu

15

fortemente os produtores gaúchos, que ainda tentaram continuar com a manutenção

da raça Corriedale como uma forma de voltar para a produção de carne. Porém,

depois de uma ligeira recuperação, a crise voltou a um profundo agravamento,

concomitante ao aumento de áreas cultivadas com grãos, cultura que se mostrou

competitiva e lucrativa. A soma desses fatores fez com que muitos produtores

desistissem da ovinocultura (MORAIS, 2000; VIANA, 2008).

Foi nesse cenário que a ovinocultura de corte da região Nordeste, que até

então se tratava somente de subsistência, ganhou destaque no mercado brasileiro.

O número de rebanhos efetivos tem aumentado como um todo a cada ano no país,

sendo que dados da Produção da Pecuária Municipal de 2011 estimaram mais de 17

milhões de cabeças, apontando um aumento de 1,6% em relação aos dados

apresentados em 2010, porém a seca prolongada no Nordeste no ano de 2012

acarretou uma redução de 5% no efetivo de cabeças em relação ao ano anterior,

somando 16,789 milhões de cabeças (IBGE 2012). Desse total, mais de 9 milhões

estão concentrados no Nordeste brasileiro, representando 55,5% do total nacional.

Destacam-se os estados da Bahia, Ceará, Pernambuco e Piauí, os quais estão

respectivamente em 2º, 3º, 4º e 5º lugar na listagem nacional (IBGE, 2012). Esse

efetivo nordestino é composto de raças deslanadas, especializadas para corte e com

grande capacidade adaptativa às condições peculiares da região, além de

representar uma importante fonte de proteína para a população (SILVA, 2002).

Com o objetivo de incrementar a ovinocultura de corte, alguns produtores

importaram raças exóticas, que foram usadas em cruzamentos para produção de

animais “meio-sangue” (MORAIS, 2000). Porém, como essas raças foram

selecionadas em climas temperados, não obtiveram o mesmo sucesso adaptativo

das raças locais (EGITO, 2002; CARNEIRO, 2010) fazendo com que todas as

atenções se voltassem às raças deslanadas nativas.

Sinais de que a ovinocultura de corte tem ganhado espaço ao longo dos anos

no país são notados através das exigências dos consumidores por carcaças de

melhor qualidade, da regulamentação do Governo Federal na comercialização de

carnes e na constante ampliação de pesquisas no ramo; criando uma situação

favorável para expansão do comércio, o que consequentemente desperta o

interesse de produtores visando o aumento da qualidade dos animais (ROSANOVA,

2005; SIMPLÍCIO E SIMPLÍCIO, 2006; FARIA, 2008).

16

Diante disso, Faria e Silva (2006) relataram a crescente demanda por carne

de ovinos em cortes padronizados ou produtos processados, de maneira mais

industrializada (embalados e comercializados de forma resfriada ou congelada)

principalmente em áreas habitadas pelo segmento populacional detentor de maior

poder aquisitivo. Além disso, Carvalho e Souza (2008) destacam a modificação do

mercado consumidor nos centros urbanos do Nordeste, onde se observou um

aumento da procura por carne ovina e caprina, em consequência das campanhas e

propagandas relacionadas ao consumo de alimentos mais saudáveis, com baixos

teores de gordura, além do resgate da valorização dos hábitos alimentares

regionais, estimulada pelo turismo da região.

2.2. Ovinos deslanados e a raça Santa Inês

Com a crescente demanda de carne ovina, as raças deslanadas mostram-se

claramente como a melhor opção, tanto pelo tamanho da carcaça e qualidade da

carne (ZAPATA et al., 2001), quanto pelas características atribuídas aos animais

que são adaptados a altas temperaturas, resistentes a parasitas, além da rusticidade

e prolificidade (EGITO et al., 2002). Porém, por outro lado, estas raças apresentam

baixos índices de produtividade (SOUSA e LEITE, 2000). Este fato pode estar

diretamente relacionado à falta um sistema de produção adequado, de modo que se

utilizem raças apropriadas para cada objetivo de produção (CARNEIRO et al., 2007).

Pinheiro Jr. et al. (2010) destacam as exigências de uma exploração racional de

ovinos de corte, tais como: planejamento, infra-estrutura, mão-de-obra qualificada e

conhecimento de mercado. Já Simplício et al. (2007) falam da importância que a

nutrição, a saúde e o ambiente exercem sobre os animais e como isso reflete no

desempenho produtivo. Dessa maneira, uma relação custo/benefício rentável é

obtida através de animais geneticamente superiores, os quais podem ser

trabalhados em sistemas modernos e eficazes de produção, agregados aos manejos

corretos de nutrição, reprodução e sanitário, culminando no melhoramento

zootécnico (ROSANOVA et al., 2005).

Segundo Vieira et al. (2000) as raças mais presentes no Nordeste são:

Somalis Brasileira, Bergamácia Brasileira, Morada Nova,

Rabo Largo, Cariri e Santa Inês. Os representantes da raça Santa Inês

ganharam destaque em detrimento aos animais de outras raças, por apresentar alto

valor adaptativo e reprodutivo, potencial genético, resistência a parasitas

17

gastrointestinais, excelente qualidade de pele, além de um bom desenvolvimento

ponderal (SOUSA et al., 2003). A raça teve provável origem no estado da Bahia

(PAIVA et al., 2005b), sendo desenvolvida a partir de cruzamentos intercorrentes

das raças Bergamácia, Morada Nova, Somalis e outros ovinos sem raça definida.

Algumas características morfológicas corroboram com esta teoria, tais como: tipo de

orelhas, formato da cabeça e os vestígios de lã que correspondem à Bergamácia, a

condição deslanada e a pelagem se dá pela participação da raça Morada Nova. Já a

participação da Somalis é caracterizada pela presença de alguma gordura em torno

da implantação da cauda, quando o animal está muito gordo (ABSI, 2012; ARCO,

2012; VERÍSSIMO et al., 2009). Em contrapartida, Paiva et al. (2003) concluíram em

seus trabalhos de caracterização genética de Santa Inês que a raça é mais próxima

da raça Rabo Largo ao invés da raça Morada Nova, o que aumenta a dúvida em

relação à sua origem.

O fenótipo apresentado pelos animais pertencentes à raça é bem

determinado (Figura 1), podendo-se citar a presença de pelos curtos e sedosos, com

pelagens que podem variar entre castanha, vermelha, preta, malhada de preto e

branco ou malhada de vermelho e branco (Figura 2).

Os machos são de porte médio a grande, com peso variando de 80 a 120 Kg

e fêmeas pesando de 60 a 90 Kg. A cabeça tem tamanho médio, focinho alongado,

as orelhas são carnudas, em forma de lança; a fronte apresenta-se curta, larga e

reta. O pescoço é alongado nas fêmeas e curto e forte nos machos, o peito é largo,

arredondado e um pouco proeminente. O tronco dos animais é forte, com os quartos

dianteiro e traseiro grandes, com a garupa levemente inclinada; a cauda tem base

larga, estreitando ao longo do comprimento.

A raça também apresenta pele de altíssima qualidade com grande

elasticidade e excelente flexibilidade, maciez, resistência e textura fina, podendo

alcançar até 30% do valor total do animal, utilizada na indústria de vestiário e

calçados finos. Os animais são rústicos, precoces e se adaptam a qualquer sistema

de criação e pastagem nativa, em diversas regiões do país e estiveram em fase de

expansão por serem o destaque entre as raças de ovinos, sendo encontrados em

grade escala em fazendas do Centro-oeste, Sudeste e Sul (ABSI, 2012; ARCO,

2012; SANTOS, 2003; SOUSA et al., 2003).

18

Figura 1 - Fenótipo de representante da raça Santa Inês. Fonte: http://ovinossantainesedorper.blogspot.com.br/

Figura 2 - Variação de cor de pelagem entre animais da raça Santa Inês. Fonte: http://www.revistaberro.com.br/?materias/ler,1100

19

2.3. A raça Santa Inês como um recurso genético

Vários autores relatam que as principais raças nativas nordestinas estão

sofrendo cada vez mais a ação de cruzamentos indiscriminados com raças exóticas

(ARANDAS et al., 2012; GUIMARÃES et al., 2012; PAIVA et al., 2005c), o que

ocasionam perda de variabilidade genética destes animais localmente adaptados.

Sendo assim, torna-se essencial sua conservação, promovendo a manutenção das

variabilidades inter-racial, a qual evita a extinção das raças, e intra-racial, que evita a

erosão genética (MENEZES et al., 2006).

Recentes dados de polimorfismo genômico apontam que a população de

ovinos ao redor do mundo manteve um efetivo populacional grande mesmo após

gerações de domesticação e/ou seleção, conservando altos níveis de diversidade

genética entre raças (KIJAS et al., 2012). Mesmo nessas condições, raças ovinas do

Nordeste brasileiro sofrem com o abandono da variedade local em favor de raças

exóticas e seus cruzamentos. Este evento promove o aumento da taxa de perda de

raças e a limitação nos recursos disponíveis, fornecendo evidências de que podem

estar sob risco de erosão da diversidade genética e, em último caso, de extinção

(RODRIGUES, 2009).

Paiva e Pimentel (2008) afirmaram que a raça Santa Inês é uma forte

candidata a perder grande parte de suas características de rusticidade e adaptação

em detrimento de ganhos de heterose obtidos por cruzamentos com várias raças

comerciais, o que pode, ao longo dos anos, levar à formação de ecótipos. McManus

et al. (2010) reforçaram essa tese, quando diz que a "nova Inês Santa" pode perder

características importantes herdadas ao longo dos anos, como: qualidade da pele,

resistência a parasitas gastro-intestinais; assim como adquirir características não-

desejáveis como a sensibilidade à scrapie (IANELLA et al., 2009). A raça Suffolk,

suspeita de ser utilizada para a criação deste novo animal, tem um histórico de

susceptibilidade a esta doença (HEGGEBØ et al., 2002).

Como uma maneira de conservação de material genético ameaçado de

extinção, ovinos nativos foram incluídos no Programa de Conservação de Recursos

Genéticos, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA).

Rebanhos de conservação in vivo são encontrados em Centros de Pesquisa da

EMBRAPA (em deles localizado em Campo Maior – PI), Universidades, Empresas

20

Estaduais de Pesquisa, assim como por criadores particulares, sendo esta rede

coordenada pelo Centro Nacional de Pesquisa de Recursos Genéticos e

Biotecnologia (Cenargen, Brasília - DF). O centro de conservação de germoplasma

in situ da raça Santa Inês fica localizado no estado de Sergipe (EGITO et al., 2002),

sendo proposto por Sousa et al. (2003) o “Programa de melhoramento genético para

ovinos deslanados e caprinos de corte no Brasil”. Este, por sua vez, deu origem ao

Programa de Melhoramento Genético de Ovinos da Raça Santa Inês (PROMOSI)

gerido pela Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba (EMEPA)

(LOBO e LOBO, 2007; SOUSA et al., 2008).

Vários estudos envolvendo a raça Santa Inês foram realizados nos últimos

anos, como uma forma de aumentar o conhecimento acerca da raça, o que justifica

a variedade dos temas abordados, tais como: reprodução (SILVA e ARAÚJO, 2000;

QUESADA et al., 2002; NETO, 2008), alimentação (SILVA, 2002), resistência à

parasitas (AMARANTE et al., 2004), tolerância à temperatura (CEZAR et al., 2003;

SANTOS et al., 2006; VERÍSSIMO et al., 2009), desenvolvimento ponderal

(OLIVEIRA, et al., 2010; SILVA et al., 2012), morfometria (COSTA JÚNIOR et al.,

2006; BIAGIOTTI et al., 2013; TORRES, et al., 2013), manejo (MORAIS e

MADALENA, 2006) e principalmente estudos genéticos (PAIVA et al., 2003; PAIVA,

et al., 2005d; ROCHA et al., 2009; PETROLI et al., 2009; OLIVEIRA et al., 2010;

SANTOS et al., 2012; SOUZA et al., 2012).

Essas informações vêm agregar conhecimento e reforçar a importância de

conservação da raça, além de sugerir uma forma mais eficiente de realizar a

manutenção da mesma, contribuindo para melhores estratégias futuras de

melhoramento e seleção. Com isso, pode-se aumentar a produtividade da raça,

despertando o interesse por parte dos produtores com a percepção destes de um

melhor retorno financeiro.

2.4. A biologia molecular como ferramenta na conservação de recursos

genéticos

Até os anos 60, estudos de genética e melhoramento eram realizados apenas

por meio de marcadores morfológicos, baseados em caracteres fenotípicos. Com o

avanço da tecnologia uma nova ferramenta passou a ser utilizada, fazendo com que

as informações dos marcadores morfológicos passassem a ser complementadas por

marcadores isoenzimáticos. Porém para o uso de uma investigação mais detalhada

21

do genoma, as isoenzimas apresentaram algumas limitações como, por exemplo, o

baixo número de locos que podem ser detectados no genoma e o baixo número de

alelos por loco (FERREIRA e GRATTAPAGLIA, 1998; CASTIGLIONI e BICUDO,

2003).

A descoberta da Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), desenvolvida por

Kary Mullis em 1983 (MULLIS et al., 1986), inaugurou uma nova era em estudos

genéticos. A PCR é uma técnica bioquímica e molecular para amplificar

exponencialmente um fragmento de DNA, através de replicação enzimática, sem o

uso de um organismo vivo (PAVLOV et al., 2004); tornou-se uma ferramenta

essencial na biologia molecular e desempenha um papel fundamental em quase

todas as técnicas que estão atualmente aplicáveis à análise e caracterização de

genomas (TENEVA, 2009).

Após o advendo da PCR, surgiram diversos métodos de detecção de

polimorfismos genéticos diretamente ao nível de DNA, que permitem a obtenção de

uma gama de marcadores, cobrindo todo o genoma do organismo em questão. Tais

marcadores, denominados “marcadores moleculares” têm sua funcionalidade

baseada no dogma central da Biologia Molecular e na pressuposição do que as

diferenças genéticas significam (CASTIGLIONI e BICUDO, 2003).

Com o uso de marcadores moleculares pode-se obter um número ilimitado de

polimorfismos genéticos, como também a identificação direta de genótipos sem

influência do ambiente; e como são capazes de detectar a variação genética ao nível

da sequência de DNA, foram removidas as limitações dos marcadores morfológicos,

cromossômicos e proteínas. Podem ser utilizados em estudos ecológicos,

filogenéticos e taxonômicos, como também em estudos evolutivos, de diversidade

genética inter e intra-específica, de identidade, origem genética e identificação de

novas variantes; gerando informações importantes para subsidiar diferentes ações

de pesquisa desde a coleta até o uso dos recursos genéticos em programas de

melhoramento (CASTIGLIONI e BICUDO, 2003; FALEIRO, 2007).

Na genética animal, os marcadores moleculares são peças-chave, pois atuam

revelando o polimorfismo repetitivo em nível de DNA. Servem como uma ferramenta

útil para identificar animais, estimar a distância genética, assim como avaliar a

variabilidade genética inter e intrapopulacional, tornando a seleção de acordo com o

genótipo uma ferramenta importante em animais silvestres, domésticos e na criação

de animais de fazenda (ROSA e PAIVA, 2009; TENEVA, 2009). Tais polimorfismos

22

podem ser utilizados para construir mapas genéticos e avaliar as diferenças entre os

marcadores na expressão de características particulares (VIGNAL et al., 2002).

Foram construídos mapas genéticos extensos em uma variedade de espécies

animais, tais como: bovinos, ovinos e suínos, usados para o marcador de seleção

assistida, análise segregação e para a detecção de genes principais (KINGHORN et

al., 1993. ; ROHER et al., 1994; KINGHORN, 1997; VIGNAL et al., 2002).

No caso de animais de rebanho intensamente selecionados (rebanhos

comerciais), esse conhecimento molecular pode auxiliar na otimização de

acasalamentos visando um maior controle sobre os níveis de endogamia, já que

esse controle é crucial para planejamento de programas de conservação de

espécies ou raças adaptadas ameaçadas de extinção, além de nortear programas

de melhoramento animal que visem ganho genético a logo prazo (ROSA e PAIVA,

2009).

Entre os marcadores disponíveis, os RADP (Polimorfismo de DNA

amplificado ao acaso) mostraram resultados importantes em diversas pesquisas com

mamíferos (TELLES, et al., 2001; SPRITZE et al., 2003; ALBUQUERQUE et al.,

2006), inclusive de ovinos (PAIVA et al., 2003), para caracterização e estimativa de

variabilidade, com o objetivo de investigação da diversidade genética e similaridade

entre e dentro de raças. Esses dados gerados são necessários para fornecer

informação genética útil essencial para o desenvolvimento de planos de gestão

eficazes para a conservação e melhoria dos recursos genéticos (KHALDI et al.,

2010).

Os RADP são fragmentos de DNA amplificados através da técnica de PCR

utilizando primers curtos e aleatórios (geralmente 8-10 nucleotídeos), funcionando

de tal maneira que não há necessidade do conhecimento prévio da sequência de

DNA a ser amplificada. Esses primers quando submetidos a temperaturas ideais se

hibridizam com sequências genômicas complementares (WILLIAMS et al., 1990). A

técnica pode ser utilizada para produzir os perfis de DNA relativamente detalhados e

complexos para a detecção de polimorfismos do fragmento amplificado entre os

organismos (TENEVA, 2009). A amplificação de um fragmento RAPD no genoma em

questão é atrelada à existência de duas sequências de DNA complementares ao

primer aleatório, que devem estar posicionadas em orientação oposta e adjacentes o

suficiente para permitir a amplificação exponencial de um segmento de DNA pela

enzima DNA polimerase. Cada primer utilizado, em diferentes amplificações, dirige a

23

síntese de vários segmentos de DNA simultaneamente em diversos pontos do

genoma, resultando em várias bandas (FERREIRA e GRATTAPAGLIA, 1998;

CASTIGLIONI e BICUDO, 2003).

A visualização das bandas é realizada através de eletroforese horizontal em

gel de agarose, seguida de coloração (geralmente realizada com brometo de etídio)

e fotodocumentação sob luz ultravioleta. Os polimorfismos são detectados como a

presença ou ausência de bandas de um tamanho específico. Em teoria, o número de

bandas visualizadas no gel depende exclusivamente do comprimento do primer

utlizado e do tamanho e complexidade do genoma analisado. Porém, dados

experimentais têm mostrado que o número de bandas obtido é independente da

complexidade do genoma (CASTIGLIONI e BICUDO, 2003; TENEVA, 2009).

RAPD caracterizam-se como marcadores dominantes, isto é, não é possível

diferenciar homozigotos dominantes de heterozigotos. Como consequência, ao se

observar uma banda no gel, não é possível informar se aquele segmento originou-se

a partir de uma ou duas cópias da sequência amplificada (considerando um

organismo diploide). Assim, o genótipo recessivo é identificado pela ausência de

banda no gel e os genótipos dominantes e heterozigotos são identificados de igual

forma, com a presença de banda (CASTIGLIONI e BICUDO, 2003; FERREIRA e

GRATTAPAGLIA, 1998).

As vantagens que se podem destacar do uso do marcador em questão, de

acordo com Vignal et al. (2002) e Mburu e Hanotte (2005), são: baixo custo,

simplicidade e rapidez da técnica, produção de grande número de bandas (cada

uma correspondendo a um loco do genoma), sem necessidade de conhecimento

prévio da sequência, podendo ser utilizada em qualquer organismo e pequena

quantidade de amostras de DNA requerida, já que será amplificado pela técnica de

PCR. Existem também algumas desvantagens a respeito da técnica, principalmente

a sensibilidade às condições de PCR, como a temperatura de anelamento dos

primers, a quantidade de íons de magnésio, a concentração e qualidade do DNA e a

presença de possíveis contaminantes na mesma (CASTIGLIONI e BICUDO, 2003;

TENEVA, 2009).

A utilização de marcadores RAPD pode ser observada em recentes estudos

de várias espécies, como por exemplo: diversidade em plantas (VALLE et al., 2013;

SANTOS et al., 2013), caracterização molecular de populações e diversidade

genética em peixes (USMAN et al., 2013; MASSAGO et al., 2009), diversidade

24

genética e estudos populacionais em insetos (RAMPELOTTI et al., 2008; SUZUKI et

al., 2006; HIRAGI et al., 2009). Em ovinos, um dos pioneiros em estudos

moleculares de raças brasileiras foi Paiva et al. (2005b), que utilizou marcadores

RAPD para estimar a variabilidade genética de cinco raças brasileiras deslanadas

em quatro estados mais o Distrito Federal e identificar a origem racial de ovinos

Santa Inês.

2.5. Caracterização molecular de populações

A variabilidade genética se mostra útil na investigação das relações genéticas

entre subpopulações de uma espécie onde os alelos são compartilhados entre

subpopulações por ocasião da migração, como também são compartilhados dentro

das populações em virtude da ancestralidade em comum (HARTL e CLARK, 2010).

A variabilidade genética de um indivíduo ou de uma população é medida

através da heterozigosidade (Hs). O índice Hs representa o nível de heterozigose

que pode ser encontrado em uma população se a mesma estiver sendo submetida a

acasalamentos ao acaso. Ou seja, o Hs estima heterozigosidade média esperada

dentro de subpopulações que tem o sistema de acasalamento ao acaso como modo

reprodutivo (McMANUS et al., 2011).

Em 1951 Wright introduziu o coeficiente de endogamia como um parâmetro

que afeta diretamente a diversidade genética de uma população, sendo que o dividiu

em três índices: FIS, FST, FIT.

O efeito da endogamia em população subdividida é dado através do índice de

fixação (f), o qual mede a falta de heterozigotos dentro de uma população. Como é

sabido, a subdivisão ou fragmentação de uma população causa carência de

heterozigotos, portanto, o aumento da endogamia ao longo das gerações. O índice

de fixação é análogo ao FIS de Wright (endogamia do indivíduo em relação à

subpopulação) e se mostra como uma ferramenta útil para indicar a diferenciação

genética, pois permite uma comparação objetiva do efeito geral da estrutura

populacional entre diferentes organismos (HEDRICK, 2009).

O índice FST de Wright mede a carência de heterozigotos entre

subpopulações e é a medida mais inclusiva da subdivisão populacional, pois mostra

a proporção da diversidade total (HEDRICK, 2009). Essa redução de

heterozigosidade pode ser usada para quantificar o nível de diferenciação genética

25

entre as subpopulações. Análogos modernos de FST incluem GST (NEI, 1973; 1987),

θ (COCKERHAM 1969; 1973; WEIR e COCKERHAM 1984), e ФST (EXCOFFIER et

al. 1992). Os parâmetros para interpretação do FST variam de 0 a 1, e segue a

seguinte escala: de 0 a 0,05 considera-se baixo, de 0,05 a 0,15 considera-se

moderado, de 0,15 a 0,25 considera-se alto e acima de 0,25 considera-se valores

muito altos de diferenciação genética (HARTL e CLARK, 2010).

A redução da heterozigosidade em relação à população total é dada pelo

coeficiente FIT de Wright, o qual leva em consideração os efeitos do acasalamento

não aleatório e os efeitos da subdivisão da população. Weir e Cockerham (1984)

definiram F como índice similar ao FIT de Wright. Os três coeficientes de endogamia

se relacionam da seguinte maneira:

26

3. MATERIAL E MÉTODOS

3.1. Amostragem

Foram coletadas amostras de pelos de 164 ovinos da raça Santa Inês

oriundos de seis fazendas no estado do Piauí, localizadas em seis municípios:

Cristino Castro, Bom Jesus, Redenção do Gurguéia, São Raimundo Nonato,

Teresina e Campo Maior (Figura 3, Tabela 1). Os pelos foram coletados próximo à

região caudal do animal, colocados em envelopes identificados individualmente por

fazenda/localidade, transportados em caixa térmica até o Laboratório de Genética e

Conservação de Germoplasma da Universidade Federal do Piauí, Campus Profª.

Cinobelina Elvas. O material coletado foi acondicionado a aproximadamente 4°C até

o momento da extração de DNA. As coletas foram realizadas entre os anos de 2010

e 2013, por membros do Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal da

Universidade Federal do Piauí, Campus Profª. Cinobelina Elvas, os quais

gentilmente cederam parte de suas amostras para a realização deste trabalho.

Figura 3 – Mapa do Estado do Piauí destacando municípios onde foram realizadas

as coletas de pelos em ovinos Santa Inês.

27

Tabela 1 – Relação de municípios e quantidade de animais amostrados.

Município N° de Indivíduos

Cristino Castro 33

Bom Jesus 36

Redenção do Gurguéia 13

São Raimundo Nonato 22

Teresina 30

Campo Maior 30

Total 164

3.2. Extração de DNA

O DNA dos bulbos pilosos foi extraído no Laboratório de Genética e

Conservação de Germoplasma da Universidade Federal do Piauí, Campus Profª.

Cinobelina Elvas, por meio do kit de extração Qiagen QIAamp® DNA Tissue Kit com

as modificações descritas abaixo.

Foram utilizados aproximadamente 40 pelos de cada indivíduo, dos quais

foram individualmente retirados os bulbos pilosos com auxílio de bisturi, para logo

em seguida serem armazenados em microtubos de 1,5 mL devidamente

identificados. Em cada tubo foi adicionado 45 µL de tampão ATL1 e, em seguida, o

material foi rapidamente centrifugado para concentrar o conteúdo no fundo do tubo.

Dando prosseguimento, 10 µL de Proteinase K foram adicionados a cada amostra,

sendo estas agitadas em vórtex e incubadas a 56°C por quatro horas. Durante a

incubação o material foi homogeneizado a cada 30 minutos. Após a incubação

adicionou-se 50 µL de tampão AL1 sendo o material agitado em vórtex e incubado a

70°C por 10 minutos. Após essa incubação, foram adicionados 50 µL de álcool

absoluto, levando os microtubos ao vórtex e, em seguida, a uma rápida

centrifugação. O sobrenadante foi transferido para um novo tubo contendo um filtro

de membrana de sílica, o qual foi centrifugado por 1 minuto a 8.000 rpm. O filtrado

foi descartado e 250 µL de tampão AW11 foi adicionado à cada membrana, sendo as

1 Nome do Tampão fornecido pelo fabricante. Não há descrição da sigla no manual do mesmo.

28

mesmas centrifugadas por 1 minuto a 8.000 rpm. O filtrado foi descartado e

adicionou-se 500 µL de tampão AW21. Novamente o material foi centrifugado por 3

minutos a 14.000 rpm. O tampão foi despejado e os tubos novamente centrifugados

por 1 minuto a 14.000 rpm. Os filtros contendo as membranas foram colocados em

outros microtubos de 1,5mL, nos quais foram adicionados 50 µL de tampão AE2 (10

mM Tris·Cl; 0.5 mM EDTA; pH 9.0) para conservação do DNA. Nesta fase as

amostras ficaram 5 minutos em temperatura ambiente e em seguida foram

centrífugadas por 1 minuto a 8.000 rpm para a recuperação do DNA. Todos os

tampões e a Proteinase K foram fornecidos no Kit.

Os resultados das extrações foram verificados através de gel de agarose a

0,8% e a concentração das amostras foi ajustada para ~10ng/µL utilizando marcador

DNA nas concentrações de 10 e 25 ng/µL (Figura 4). Em seguida as mesmas

foram estocadas em freezer a -20°C para procedimentos posteriores.

Figura 4 – Gel de agarose 0,8% mostrado resultados de extração de DNA de

pelos de ovinos Santa Inês com amostras numeradas do município de Teresina – PI.

3.3. Seleção e Amplificação de Marcadores RAPD

Foram avaliados 34 primers RAPD, desenhados pela University of Britsh

Columbia (Tabela 2) os quais foram testados em amostras de DNA escolhidas

aleatoriamente. Para cada um dos primers foi realizada Reação em Cadeia da

Polimerase (PCR) em volume final de 10 µL contendo os seguintes componentes:

2 Nome do Tampão fornecido pelo fabricante. Não há descrição da sigla no manual do mesmo.

29

tampão de PCR a 1; MgCl2 a 3,4 mM; dNTP a 0,8 mM; primer a 0,8 µM, 1 U de Taq

DNA polimerase; 0,5 µL de DNA genômico (~5 ng) e água ultrapura q.s.p. 10 µL.

A amplificação do DNA foi realizada em Termociclador Maxygene Gradiente

(Axygen) e Termocilador Veriti 96 Well Thermal Cycler 9902 (Applied Biosystems)3

com desnaturação inicial de 5 minutos a 94ºC, seguida de 36 ciclos com

desnaturação de 40 segundos a 94ºC, 1 minuto a 36ºC para anelamento e 2 minutos

a 72ºC para extensão. Foi realizada uma etapa de extensão final de 10 minutos a

72ºC. Ao final da reação, os produtos das amplificações foram congelados até o

momento da genotipagem.

3Cada primer foi processado em apenas um termociclador.

30

Tabela 2 – Lista de marcadores RAPD testados no experimento e suas sequências.

Marcador Sequência

UBC-001 5’-CCTGGGCTTC-3’ UBC-013 5’-CCTGGGTGGA-3’ UBC-040 5’-TTACCTGGGC-3’ UBC-088 5’-CGGGGGATGG-3’ UBC-097 5’-ATCTGCGAGC-3’ UBC-125 5’-GCGGTTGAGG-3’ UBC-158 5’-TAGCCGTGGC-3’ UBC-180 5’-GGGCCACGCT-3’ UBC-197 5’-TCCCCGTTCC-3’ UBC-243 5’-GGGTGAACCG-3’ UBC-247 5’-TACCGACGGA-3’ UBC-248 5’-GAGTAAGCGG-3’ UBC-270 5’-TGCGCGCGGG-3’ UBC-272 5’-AGCGGGCCAA-3’ UBC-321 5’-ATCTAGGGAC-3’ UBC-358 5’-GGTCAGGCCC-3’ UBC-378 5’-GACAACAGGA-3’ UBC-386 5’-TGTAAGCTCG-3’ UBC-409 5’-TAGGCGGCGG-3’ UBC-436 5’-GAGGGGGCCA-3’ UBC-386 5’-TGTAAGCTCG-3’ UBC-474 5’-AGGCGGGAAC-3’ UBC-494 5’-TGATGCTGTC-3’ UBC-506 5’-CCTTTCCCGA-3’ UBC-529 5’-CACTCCTACA-3’ UBC-549 5’-CCGGCTTATG-3’ UBC-556 5’-ATGGATGACG-3’ UBC-564 5’-CGGCGTTACG-3’ UBC-573 5’-CCCTAATCAG-3’ UBC-626 5’-CCAAGCCCGG-3’ UBC-643 5’-ATAAGCGGTG-3” UBC-663 5’-CGTATAGCCG-3’ UBC-686 5’-CGTGACAGGA-3’ UBC-691 5’-AAACCAGGCG-3’

3.4. Genotipagem

A genotipagem foi realizada através de eletroforese em gel de agarose a

1,5%, corados com SYBR SAFE ou banho em brometo de etídio e visualização em

Transiluminador L.PIX (Loccus Biotecnologia).

As informações moleculares obtidas nos géis foram convertidas em dados

binários, onde a presença ou ausência de bandas foram codificadas,

respectivamente, com os valores 1 e 0.

31

3.5. Análise dos dados

A partir dos dados gerados em análise direta no gel, foi possível verificar a

taxa de polimorfismo após a contagem de locos polimórficos entre o número total de

locos amplificados. Além disso, a taxa de polimorfismo foi avaliada para cada

população isoladamente.

O programa HICKORY 1.1, que implementa o método Bayesiano descrito por

Holsinger; Lewis e Dey, (2002), foi usado para estimar as heterozigosidades (Hs).

Também foram estimados os índices θII (análogo do FST de Weir e Cockerham) e f

(análogo do FIS). Foram utilizadas 25.000 simulações de Cadeias de Markov Monte

Carlo com burn in de 5.000. A confiabilidade dos dados foi estimada a partir do

intervalo de confiança entre 2,5% a 97,5% (IC=95%).

A análise de variância molecular (AMOVA) para as seis populações foi

realizado para determinar ΦST (outro análogo FST) utilizando ARLEQUIN 3.0

(EXCOFFIER; LAVAL; SCHNEIDER, 2005). A AMOVA foi configurada agrupando-se

as populações em duas regiões, de acordo com sua proximidade geográfica, como

segue:

Grupo 1 (Região Sul): Cristino Castro, Bom Jesus, Redenção do

Gurguéia e São Raimundo Nonato;

Grupo 2 (Região Centro-Norte): Teresina e Campo Maior.

Também foram calculados os valores de ΦST par-a-par entre cada localidade

para a realização do teste de Mantel, que mostra a proporção da variação genética

explicada pela proporção da variação geográfica. O nível de significância do teste foi

calculado após 1.000 permutações dos dados. A distância geográfica entre cada

localidade foi calculada com o auxílio do Google Maps

(https://www.google.com/maps/). Estes dados também foram utilizados para a

construção de um dendrograma utilizando o método Ligação Média entre Grupos

(UPGMA) realizado no programa MEGA 5.02 (KUMAR et al., 2008).

O programa STRUCTURE versão 2.2 (PRITCHARD; STEPHENS; DONNELLY,

2000) foi utilizado para definir o número de grupos (K) mais provável nas amostras

coletadas, por meio de métodos Bayesianos sem informações a “priori” sobre a

origem das amostras. Foram utilizadas 100.000 simulações de Cadeias de Markov

Monte Carlo com burn in de 50.000 e modelo de ancestralidade admixture. Foram

32

testados valores de K variando de 1 a 8. A determinação do K mais provável em

relação aos propostos foi realizada utilizando valores de ΔK (EVANNO; REGNAULT;

GOUDET, 2005), como segue:

| |

[ ]

onde, m = média, s = desvio padrão e K = número de grupos proposto. E L’ sendo:

[ ]

33

4. RESULTADOS

4.1. Marcadores RAPD selecionados

Dentre os primers testados, apenas cinco apresentaram padrão de bandas

nítido e presença de polimorfismos (Tabela 3). Juntos, estes somaram um total de

37 bandas (locos), sendo 36 polimórficas (97,2%), conforme é mostrado na Tabela

3.

Foi observada uma variação de 6 a 9 bandas amplificadas entre os cinco

primers (Tabela 3), resultando numa média de 7,4 bandas por primer. Na Figura 5,

observa-se o padrão de bandas obtido pelos primers RAPD.

Tabela 3 - Primers de RAPD selecionados, com suas respectivas sequências,

número de fragmentos amplificados e polimórficos.

NTLA= Número total de locos amplificados; NTLP = Número total de locos polimórficos; PP = porcentagem de polimorfismo.

Primer Sequência NTLA NTLP PP (%)

UBC 180 5’-GGGCCACGCT-3’ 7 7 100

UBC 506 5’-CCTTTCCCGA-3’ 6 6 100

UBC 549 5’-CCGGCTTATG-3’ 9 8 88,8

UBC 556 5’-ATGGATGACG-3’ 8 8 100

UBC 691 5’-AAACCAGGCG-3’ 7 7 100

Total 37 36 97,2

34

Figura 5 – Gel de Agarose a 1,5% mostrando padrão de bandas obtido pelo primer RAPD UBC 180, com amostras numerdas de DNA de ovinos Santa Inês provenientes de São Raimundo Nonato, PI. As setas indicam locos com presença de polimorfismos.

4.2. Diversidade Genética

Considerando cada população isoladamente, a porcentagem de polimorfismo

variou entre 59,45% na população de Redenção e 83,78% na população de Bom

Jesus. O índice de heterozigosidade (Hs) das populações variou entre 0,259 a 0,342

(Tabela 4).

Tabela 4 - Estimativa da diversidade genética para cada uma das seis populações de ovinos Santa Inês analisadas no presente estudo.

Populações N NTLP TP(%) Hs (95% IC)

Cristino Castro 36 27 72,97 0,305 (0,272-0,336)

Bom Jesus 33 31 83,78 0,342 (0,309-0,371)

Redenção do Gurguégia 13 22 59,45 0,266 (0,222-0,306)

São Raimundo Nonato 22 28 75,67 0,288 (0,245-0,324)

Teresina 30 23 62,16 0,259 (0,212-0,297)

Campo Maior 30 24 64,86 0,269 (0,229-0,305)

Média 27,33 25,83 69,82 0,289 (0,254-0,315)

N: tamanho da população; NTLP = número total de locos polimórficos; TP = taxa de polimorfismo; Hs

= heterozigosidade; IC = intervalo de confiança.

35

Foi obtido o coeficiente de endogamia f que mostrou média de 0,172 (IC =

0,148-0,493). O coeficiente diferenciação entre populações θII apresentou valor de

0,132 (IC = 0,098-0,175).

4.3. Análise de Variância Molecular (AMOVA) e Estrutura Populacional

A análise revelou que a maior parte da variância foi encontrada dentro das

populações de forma geral (80,03%); alta variabilidade essa pode ser atribuída às

diferenças genéticas entre as fêmeas do rebanho. Porém as diferenças entre

populações pode ser considerada significativa, de acordo com os valores de ΦST

(0,199; P < 0,001). Considerando a organização das amostras entre região Centro-

Norte e Sul do Piauí, a variação encontrada nos dados mostra que 8,42% desta

pode ser explicada pela variação entre regiões (ΦCT = 0,084; P < 0,001). Por fim,

observou-se que 11,55% da variação é explicada pelas diferenças encontradas

entre populações dentro das regiões (ΦSC = 0,126; P < 0,001).

Tabela 5 - Análise de Variância Molecular (AMOVA) para as populações de ovinos Santa Inês no estado do Piauí.

Fonte de Variação GL SQ Componente de Variância

% Total Φ P*

Entre Regiões 1 47,201 0,374 8,42% 0,084a <0,001

Entre populações

dentro das regiões

4 67,815 0,514 11,55% 0,126b <0,001

Dentro das

populações

157 559,437 3,563 80.03% 0,199c <0,001

Total 162 674,454 4,45247 100%

GL: grau de liberdade; SQ: soma dos quadrados; Φ: estatísticas F para marcadores

dominantes; P*: significância a 0,001 calculado após 1000 permutações; a = ΦCT; b =

ΦSC, c = ΦST

Apesar dos valores obtidos na AMOVA, não foi observada relação entre

diferenciação genética e distância geográfica. O dendrograma obtido através das

análises de agrupamento com valores de ΦST par-a-par mostra este fato (Figura 5),

bem como os resultados do teste de Mantel, que não mostrou-se significativo (r2 =

0,30; P = 0,106). A única correlação positiva foi observada entre as populações de

Teresina e Cristino Castro, com a maior distância genética (ΦST =0,314), as quais

encontram-se a 561 km de distância (Tabela 6). Porém, altos valores de distância

36

genética também foram observados entre populações geograficamente mais

próximas, como Redenção do Gurguéia e Cristino Castro (ΦST = 0,216) com apenas

93 km de distância entre si. Essas variações podem também ser notadas na análise

de grupamento (Figura 6).

Figura 6 – Dendrograma gerado pelos de valores de ΦST par-a-par entre as populações,

através do método UPGMA. SRN: São Raimundo Nonato, CM: Campo Maior, RE:

Redenção do Gurguéia, CC: Cristino Castro, BJ: Bom Jesus, TE: Teresina.

Tabela 6 – Distâncias genéticas par-a-par entre cada localidade estudada (ΦST; diagonal

superior) e distâncias geográficas em quilômetros (diagonal inferior). CC: Cristino castro, BJ:

Bom Jesus, RE: Redenção do Gurguéia, SRN: São Raimundo Nonato, TE: Teresina, CM:

Campo Maior.

CC BJ RE SRN TE CM

CC - 0,028 0,216 0,184 0,314 0,219 BJ 36,2 - 0,150 0,130 0,220 0,118 RE 93,9 59,3 - 0,096 0,257 0,097 SRN 226,0 245,0 303,0 - 0,187 0,081 TE 561,0 597,0 654,0 524,0 - 0,117 CM 641,0 677,0 735,0 576,0 81,4 -

37

Os resultados obtidos com o programa STRUCTURE mostraram que o valor de

ΔK mais provável para agrupar as populações foi igual a três (Figura 7). A Figura 8

mostra a distribuição das seis populações coletadas organizadas em três grupos.

Dois destes representaram a maioria dos indivíduos avaliados (grupo “vermelho” e

“azul” no gráfico) e, um terceiro grupo menor apareceu representado por poucos

indivíduos (grupo “verde) (Figura 8). Nota-se que assim como na análise de

grupamento, as populações de Bom Jesus e Cristino Castro apareceram mais

similares, tendo a maioria de seus representantes no “grupo vermelho” (Figura 8),

enquanto as outras populações foram representadas principalmente por indivíduos

do “grupo azul” (Figura 8). A população de Teresina foi a que menos apresentou

introgressão de alelos oriundos de outras localidades (Figura 8), sendo considerada

a mais homogênea. Não obstante, nota-se ainda que a população de Teresina

também foi a que apresentou menor heterozigosidade (HS = 0,259; ver Tabela 4).

Quanto ao “grupo verde”, observa-se que em praticamente todas as

populações há representantes desse grupo (Figura 8).

Figura 7 - Representação gráfica do ΔK mais provável de acordo com Evanno; Regnault e Goudet (2005).

0

50

100

150

200

250

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Δ K

K

38

Figura 8 - Designação das populações de Ovinos Santa Inês usando a estrutura baseada na alocação das amostras para K=3. Em A: Cristino Castro, B: Bom Jesus, C: Redenção do Gurguéia, D: São Raimundo Nonato, E: Teresina e F: Campo Maior.

39

5. DISCUSSÃO

O alto polimorfismo encontrado (97,2%) nas amostras de DNA de ovinos

Santa Inês através do uso de marcadores RAPD pode representar uma variabilidade

genética alta das populações, porém é preciso levar em consideração que se obteve

somente de 6 a 8 bandas polimórficas por primer. Outros estudos sobre

caracterização genética de ovinos com RAPD (KHALDI et al., 2010) e outras

espécies de ruminantes (ALBUQUERQUE et al., 2006) mostraram resultados

semelhantes, evidenciando que, mesmo com um pequeno número de marcadores é

possível mensurar a variabilidade genética devido ao alto grau de polimorfismo

destes marcadores. Considerando a análise para cada população, isoladamente, a

taxa de locos polimórficos variou de 59,45% a 83,78%, sendo a menor taxa

encontrada na população de Redenção do Gurguéia. No entanto, este resultado

pode refletir o baixo número de amostras analisadas neste município.

O valor encontrado de diversidade genética (Hs), medido pelo índice de

heterozigosidade, revela variação entre populações. A estimativa apresentou menor

valor para Teresina (0,289) maior para Bom Jesus (0,342). Esta característica

também ficou representada pela análise realizada no programa Structure, onde a

população de Teresina não mostrou grande variação de cor (“grupo azul”). No

entanto, mesmo com esta constatação, esses valores podem ser considerados

baixos, revelando a predominância de indivíduos homozigotos. Este fato pode estar

atrelado ao uso de poucos reprodutores e/ou cruzamentos entre meio-irmãos nas

localidades, os quais levam ao aumento da endogamia. Esta prática pode levar a um

processo conhecido como “Depressão Endogâmica” que pode reduzir sensivelmente

a produtividade de um rebanho (BREDA et al.,2004; CARNEIRO et al., 2007).

Os valores de Hs encontrados neste estudo (média de 0,289) foram um pouco

abaixo dos valores encontrados por Paiva et al. (2003), que obtiveram uma média de

Hs = 0,367 também estudando a raça Santa Inês (populações de Sergipe, Goiás e

Distrito Federal), e de Hs = 0,322 para a raça ovina Somalis usando marcadores

RAPD. Esses resultados podem ser um indicativo da ocorrência de deriva genética

e/ou endogamia. Segundo Eding (2001), a perda contínua de diversidade genética

de uma raça reduz a possibilidade de melhoramento genético no futuro.

Corroborando com estes resultados, o índice de endogamia estimado (f =

0,172) indicou presença de endogamia dentro das populações, porém, a medida

40

deve ser interpretada com cautela já que o intervalo de confiança obtido foi

considerado alto (0,010 a 0,492; a 95%). Entretanto, mesmo nessas condições, as

populações usadas no presente estudo eram formadas na sua maioria por fêmeas,

indicando o pequeno número de machos reprodutores dentro dos rebanhos

estudados. Como consequência direta, pode-se esperar o aumento da endogamia

observada pela presença constate de meios-irmãos dentro da população. Rego Neto

(2013) em seu trabalho de estrutura genética de populações de ovinos Santa Inês

no Estado do Piauí através de dados de pedigree observou que, na população

estudada, o nível de endogamia aumentou entre os anos de 2010 e 2012, por

consequência da diminuição do tamanho efetivo das populações. Diante disso a

raça encontra-se em estado de monitoramento no Estado, pois populações com

tamanho efetivo reduzido têm maior probabilidade de perda da diversidade genética

e consequentemente, aumento no coeficiente de endogamia.

Teixeira Neto et al. (2013) obtiveram um valor de Fis = -0,005 através de

dados de pedigree em rebanhos Santa Inês dos estados da Bahia, Ceará, Paraíba,

Pernambuco, Piauí, Rio Grande do Norte, Sergipe e São Paulo. O valor negativo foi

justificado pelos autores como um provável resultado do consórcio de reprodutores,

prática utilizada por produtores dos rebanhos avaliados, para redução de custo na

aquisição de animais melhoradores. Dados moleculares, como os do presente

estudo, são mais precisos na estimativa de índice de endogamia, pois dados de

pedigree podem conter erros ou estar incompletos. Entretanto a prática de consórcio

de reprodutores, se bem conduzida, pode ser estratégia para diminuir os índices de

endogamia acima do limite em rebanhos e favorecer o melhoramento genético da

raça.

Outro fator resultante da endogamia dentro dos rebanhos é a justamente o

acúmulo de diferenças interpopulacionais. Essas diferenças foram avaliadas pelos

índices θII e ΦST, que apresentaram valores considerados de moderados a altos. Hartl

e Clark (2010) afirmam que quando há subdivisão populacional, quase não se pode

evitar a ocorrência de alguma diferenciação genética entre as populações, visto que

as frequências alélicas entre as subpopulações se tornam diferentes ao longo do

tempo. As diferenças encontradas foram avaliadas com a AMOVA que revelou que

cerca de 8% da variação pode ser explicada pela divisão entre as regiões Centro-

Norte e Sul do Piauí. Já as diferenças entre populações explicam cerca de 20% da

variação. Porém, as análises realizadas no programa STRUCTURE mostraram que,

41

mesmo com a subdivisão populacional sendo significativa e com a baixa

heterozigosidade encontrada, há compartilhamento de alelos entre as populações. A

única localidade que mostrou baixa introgressão de alelos foi Teresina, onde

também foi observada a menor heterozigosidade, fato que pode ser justificado pelo

uso dos animais, na sua maioria, para fins de exposição; o que é uma prática

comum entre os produtores do município.

De acordo com o Φst par a par de cada localidade, as populações de Bom

Jesus e Cristino Castro são mais assemelhadas, podendo esse ser um reflexo da

proximidade entre os municípios (36,2 Km), e consequentemente o uso do(s)

mesmo(s) reprodutor(es). Os demais grupamentos formados não seguem nenhum

padrão específico de estruturação que esteja relacionado com a posição geográfica

das amostras, sendo este fato confirmado pelo teste de Mantel. Como não se sabe

da ancestralidade dos animais em questão, pode-se supor que o comércio de ovinos

existente entre os municípios colabora com esses resultados. Outro ponto a ser

destacado é entre os municípios de Campo Maior e Teresina, que além da

proximidade geográfica, compartilham alguns produtores e reprodutores. A falta de

relação positiva encontrada no presente trabalho pode ser devido a fazendas sem

relacionamento ou até mesmo aquisição de reprodutores da “velha Santa Inês” (ver

próximo parágrafo). Assim, para ovinos onde há manipulação antrópica, padrões de

isolamento genético por distância não são tão óbvios quanto em populações naturais

(SUN et al., 2007).

A estrutura das amostras nos três grupos indicados pelas análises do

STRUCTURE também pode estar relacionada com a presença de animais

pertencentes ao “Novo Santa Inês”, citado por Carneiro et al. (2010) e Paiva et al.

(2005b). Estes autores concluíram que raças de ovinos nativos no Brasil eram

intimamente relacionadas por ter ocorrido cruzamentos aleatórios no passado, além

da ação da deriva genética e mesmo com esse fato, as raças nativas apresentam

maior diversidade genética do que raças comerciais. Em alguns casos, as distâncias

entre as populações de Santa Inês eram maiores que a distância entre as raças, o

que reforça a hipótese da existência de uma “velha raça Santa Inês” versus a “nova

raça Santa Inês”. Criadores e técnicos classificam a “velha Santa Inês” como

animais mais rústicos e menores, que eram predominantes nas décadas de 1980 e

1990. A “nova Santa Inês” é descrita com o fenótipo que temos atualmente, como

um animal de grande porte e bem desenvolvido, que tem justificativa mais provável

42

os cruzamentos com a raça Suffolk do que a seleção dentro da própria raça

(McMANUS et al., 2010; CARNEIRO et al., 2010). Entretanto, informações

fenotípicas são necessárias para afirmar a presença desses duas linhagens entre os

animais analisados no presente estudo.

Assim, este trabalho traz resultados preliminares sobre a estruturação e a

diversidade genética de importantes rebanhos da raça Santa Inês localizados no

Estado do Piauí. Estes dados serão importantes para nortear futuras pesquisas onde

serão considerados marcadores com maior poder de resolução e populações mais

representativas.

43

6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Constatou-se a prática de endocruzamentos nos rebanhos estudados através

dos altos índices de f, θII e Φst, porém a variabilidade ainda encontrada dentro

das populações revela que há diversidade genética entre os indivíduos dentro

das populações.

As seis populações estudadas formaram apenas três grupos genéticos, sendo

que a população de Teresina se mostrou a mais endogâmica.

Recomenda-se aos produtores a aquisição de mais animais reprodutores ou

de origens diferentes e/ou o rodízio destes entre as fazendas, para que assim

os efeitos da endogamia sejam diminuídos e a diversidade genética possa

aumentar nos rebanhos de Santa Inês no Estado do Piauí.

44

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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