Polimorfismo e expressão de genes candidatos e suas relações com o crescimento e as características da carne em bovinos nelore (Bos indicus)

Abstract

Com o intuito de estudar o potencial de aplicação de genes candidatos na seleção animal para o melhoramento genético da qualidade de carne de bovinos Nelore (Bos indicus), o presente trabalho teve como objetivos principais: (1) Avaliar em bovinos Nelore e cruzamentos Nelore x Bos taurus a ocorrência de associações entre o SNP g.98535683A>G:BTAU7 do gene CAST e as características da carne produzida e (2) quantificar a expressão gênica e proteica da cadeia pesada da miosina em bovinos Nelore com características fenotípicas contrastantes de crescimento e maciez da carne. Para o desenvolvimento do primeiro objetivo, 500 animais foram genotipados para o SNP g.98535683A>G:BTAU7 e fenotipados para força de cisalhamento (FC), índice de fragmentação miofibrilar (MFI), área de olho de lombo (AOL), espessura de gordura subcutânea (EGS) e lipídeos totais (LIP). Associação significativa entre o SNP e a maciez da carne foi observada. O genótipo AA apresentou os melhores valores em relação a esta característica. As diferenças encontradas entre os genótipos AA e AG (AA - AG) foram de - 0,19 kg e 5,31 para FC e MFI, respectivamente. O SNP não mostrou associação significativa com AOL, EGS e LIP. Para a execução do segundo objetivo, 90 bovinos Nelore terminados em confinamento foram utilizados. Levando em consideração o peso final ao abate (PF) e a FC dos 90 animais, 24 indivíduos com características contrastantes de peso e maciez da carne foram selecionados e divididos em quatro grupos experimentais (6 animais/grupo). Os grupos corresponderam a animais leves com carne macia (PF = 493,50 kg e FC = 3,76 kg), animais leves com carne dura (PF = 515,66 kg e FC = 8,06 kg), animais pesados com carne macia (PF = 604,33 kg e FC = 3,99) e animais pesados com carne dura (PF = 605,33 kg e FC = 7,83 kg). Em cada grupo, foram avaliadas características fenotípicas como MFI, AOL, EGS, LIP, índice de marmorização (IM), coloração instrumental (L*, a*, b*) e perdas por cozimento (PT). A análise de expressão dos genes MYH7, MYH2 e MYH1 foi feita por PCR em tempo real (RT-qPCR). A caracterização e quantificação proteica das isoformas da MyHC (MyHC-I, MyHC-IIa e MyHC-IIx/d) foi realizada por eletroforese SDS-PAGE. Em todas as análises (qualidade da carne e expressão gênica e proteica) não foi observada interação significativa entre crescimento e maciez da carne. Nas características AOL, EGS, IM e LIP não foi observado efeito significativo do crescimento e a maciez da carne. Porém, os animais pesados apresentaram maiores valores de L*, a* e b* em relação aos animais leves. Na maciez, o grupo de carne macia mostrou maiores valores de L* (32,29 ± 2,78) que o grupo de carne dura (29,10 ± 2,61). Por outro lado, maiores PT foram observadas em animais com carne dura em relação a animais com carne macia. Nos resultados de expressão gênica, o gene MYH7 não mostrou diferenças entre animais leves e pesados. Entretanto, a expressão dos genes MYH2 e MYH1 foi significativamente menor nos animais pesados em relação aos animais leves. Quanto à maciez da carne, a expressão dos três genes não diferiram significativamente entre grupos de carne dura e macia. Na expressão proteica, as três isoformas (MyHC-I, IIa e IIx), não mostraram diferença significativa entre animais leves e pesados. No entanto, as proporções da MyHC-I foram significativamente maiores no grupo de carne dura (16,51 ± 5,47) em relação ao grupo de carne macia (9,12 ± 3,16) e pelo contrário, as proporções da MyHC-IIa foram maiores no grupo de carne macia (73,78 ± 4,45) em relação ao grupo de carne dura (65,45 ± 8,79). A isoforma MyHC-IIx/d não mostrou efeito significativo sobre a maciez. Os resultados deste trabalho mostraram o potencial de aplicação do SNP g.98535683A>G:BTAU7 do gene CAST e da isoforma MyHC-IIa na seleção de animais para o melhoramento da maciez da carne de bovinos Nelore, além de, manifestar o diferencial de expressão dos genes MYH1 e MYH2 entre animais pesados e leves.

In order to study the potential of application of candidate genes in animal selection for breeding meat of Nellore cattle, this work had as main objectives: (1) Assess in Nellore cattle (Bos indicus) and crosses Nellore x Bos taurus the occurrence of associations between the g.98535683A>G:BTAU7 SNP in the CAST gene and traits of the meat produced and (2) quantify the gene and protein expression of myosin heavy chain in Nellore cattle with contrasting phenotypic traits of growth and meat tenderness. For the development of first objective, 500 animals were genotyped for the g.98535683A>G:BTAU7 SNP and phenotyped for shear force (SF), myofibrillar fragmentation index (MFI), ribeye area (RA), backfat thickness (BT) and total lipids (TL). Significant association between the SNP and meat tenderness was observed. The AA genotype showed the best values in relation to this trait. The differences found between genotypes AA and AG (AA - AG) were – 0.19 kg and 5.31 for SF and MFI, respectively. The SNP did not show significant association with RA, BT and TL. For the execution of the second aim, 90 feedlot Nellore cattle were used. Considering the final slaughter weight (FW) and the SF of the 90 animals, 24 individuals with contrasting characteristics of weight and tenderness of meat were selected and divided into four experimental groups (6 animals / group). The groups corresponded to lightweight animals with tender meat (FW = 493.50 kg and SF = 3.76 kg), lightweight animals with tough meat (FW = 515.66 kg and SF = 8.06 kg), heavy animals with tender meat (FW = 604.33 kg and SF = 3.99) and heavy animals with tough meat (FW = 605.33 kg and SF = 7.83 kg). In each group, were evaluated phenotypic characteristics as MFI, RA, BT, TL, marbling índex (MI), instrumental color (L*, a*, b*) and cooking losses (CL). The expression analysis of the MYH7, MYH2 and MYH1 genes was performed by Real-Time PCR (RT-qPCR). The characterization and quantification of the MyHC isoforms (MyHC-I, MyHC-IIa and MyHC-IIx/d) was carried out by SDS-PAGE. In all analyzes (meat quality and gene and protein expression) there was no significant interaction between growth and meat tenderness. In the traits MFI, RA, BT, IM and TL it was not observed significant effect of the growth and the tenderness of meat. However, the heavy animals showed higher values of L*, a* and b* than lightweight animals. In the tenderness, the tender meat group showed higher values of the L* (32.29 ± 2.78) than the tough meat group (29.10 ± 2.61). On the other hand, higher CL were observed in animals with tough meat than animals with tender meat. In the results of gene expression, the MYH7 gene did not show differences between lightweight and heavy animals. However, the expression of the MYH2 and MYH1 genes was significantly lower in heavy animals than lightweight animals. As for meat tenderness, the expression of the three genes did not differ significantly between tough and tender meat groups. In the protein expression, the three isoforms (MHC-I, IIa and IIx), did not show significant difference between lightweight and heavy animals. Nevertheless, the MyHC-I proportions were significantly higher in the tough meat group (16.51 ± 5.47) than tender meat group (9.12 ± 3.16) and on the contrary, the proportions of the MyHC-IIa were higher in tender meat group (73.78 ± 4.45) than tough meat group (65.45 ± 8.79). The MyHC-IIx isoform did not show significant effect on tenderness meat. The results of this work showed the potential of application of the g.98535683A>G:BTAU7 SNP in gene CAST and the MyHC-IIa isoform in animal selection to improve meat tenderness of Nellore cattle, in addition, it showed the differential expression of MYH1 and MYH2 genes between heavy and lightweight animals.