MARCADORES MOLECULARES PARA CARACTERIZAÇÃO DA ESTRUTURA POPULACIONAL, DIVERSIDADE GENÉTICA E RELAÇÃO DE PARENTESCO EM OVINO SANTA INÊS

Abstract

RESUMO: Objetivou-se com esse estudo caracterizar a estrutura populacional, a diversidade genética e estimar as relações de parentesco em rebanhos de ovino Santa Inês criados no Meio-Norte brasileiro, através da utilização de marcadores moleculares. Para tanto, coletou-se sangue de 257 ovinos Santa Inês de seis diferentes populações nos estados do Piauí e Maranhão. O DNA extraído foi qualificado por eletroforese em gel de agarose. Para análises com microssatélite, foram realizadas PCRs a partir de 20 loci recomendados pela FAO. As amostras amplificadas foram genotipadas por eletroforese em gel de poliacrilamida e revelação em nitrato de prata. As análises foram realizadas em diversos programas estatísticos para caracterização populacional, diversidade genética e estimação das relações de parentesco. Para as análises com SNP, o painel Ovine SNP50BeadChip foi utilizado para genotipagem dos indivíduos, sendo utilizado 47.069 SNPs para gerar a matriz de parentesco. As análises de controle de qualidade foram realizadas através do programa PREGSF90 da família deprogramas BLUPF90.No Capitulo 1, foram estimados parâmetros populacionais para análise da estrutura populacional e diversidade genética. Todos os loci apresentaram-se altamente polimórficos e com alto poder de descriminação, mostrando-se importantes para esse estudo. Os marcadores demonstraram alto potencial para inferir parentesco, apresentando probabilidade de exclusão maior que 0,74. Cinco dos seis rebanhos apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg. O nível de diversidade genética apresentou uma média de 0,89 ± 0,2, mostrando que os rebanhos possuem alta variabilidade genética. Foram detectados indícios de gargalo e erosão genética, indicando que as populações estudadas apresentavam moderada diferenciação genética, com ocorrência de migração entre as fazendas. No Capitulo 2, estimou-se as relações de parentesco utilizando marcadores microssatélite e SNP. Para tanto, foram geradas matrizes de parentesco genômico dos indivíduos estudado. Com os marcadores microssatélite, a relação foi estimada através do programa coancestry pelo estimador DyadML em diferentes painéis utilizando 10, 12, 15 e 19 loci. Todos os painéis foram capazes de estimar a relação e inferir quatro categorias de parentesco, sendo irmãos completo (IC), meio irmãos (MI), pai-filho (PF) e não relacionada (NR). Contudo, à medida que diminuiu o número de marcadores aumentou a variação em torno dos valores de parentesco que é esperado para cada categoria. A matriz de parentesco gerada pelo marcador SNP apresentou valores de parentesco variando de 0 a 0,66, com média de 0,04, corroborando com os valores encontrados nos microssatélites. Além disso, a matriz de parentesco SNP apresentou-se altamente correlacionada com as matrizes geradas nos quatro painéis de microssatélite. Os resultados encontrados indicam que rebanhos Santa Inês presente na região Meio-Norte do Brasil apresenta alta variabilidade genética com moderada estruturação populacional. As estimativas de parentesco realizadas através de microssatélites foram capazes de estimar a relação entre indivíduos com confiança de 95%, indicando a aplicabilidade desse marcador para estimarem parentesco. Assim, metodologias como essas podem ser inseridas em programa de melhoramento e conservação de recursos genéticos, oferecendo ganho tanto para a espécie como para os produtores.

ABSTRACT: The focus of this study was characterizing the populational structure, genetic diversity and relatedness in flock of sheep Santa Ines living in Brazilian Middle-North, through molecular markers utilization. In order, blood was collected of 257 santa ines sheep in six different populations present in states Piaui and Maranhão. From the blood, the DNA was extracted and qualified by agarose electrophoresis gel. In addition, with extract DNA was realized essay with microsatellites, utilizing PCRs of recommend 20 loci by FAO. The samples were genotyping by polyacrylamide electrophoresis gel and revealed in silver nitrate. The analysis of data was made in several programs according to the purpose. To analyze of SNP, the panel Ovine SNP500 BreadChip was utilized to genotyper of individuals, generating a relatedness matrix using 47.069 SNP data. The analysis of quality control was realized through the program PREGSF90 of the program family BLUPF90. The Chapter 1 estimated populational parameters to analysis populational structure and genetic diversity. The analyze resulted in all loci shown highly polymorphic and high power of discrimination, the results were important to this study. The markers showed high potential to relatedness inference with exclusion probability superior 0.74. Five of six flocks demonstrated deviation from Hardy-Weinberg equilibrium. The genetic diversity level had mean of 0.89 ± 0.2, demonstrating the flock have high genetic variability. With data was detected evidences of bottlenecks and genetic eruption, indicating that populations present in this study have moderate genetic differentiation with migrations occurs between farms. In Chapter 2, was estimate the relatedness using microsatellite markers and SNP. In order, was created genomic kindship matrix of individuals. Based markers microsatellite data, the relation was estimated by coancestry program with estimator DyadML in different panels utilizing 10, 12, 15 and 19 loci. Based on results was analyzed that all panels were capable to estimate the relatedness and inference of four categories of kindship, being full-siblings (FS), half-siblings (HS), Parents-offspring (PO) and unrelated (UR). However, the reducing of markers numbers increased the variation around relatedness values in each category. The relationship matrix generated by SNP markers present variant values of 0 until 0.66, wit h mean of 0.04, corroborating with microsatellite values. Furthermore, the SNP kindship matrix have elevated correlation with the matrices of four microsatellite panels. The findings indicate the Santa ines flocks living in Middle-North region of Brazil present high genetic variability with moderate populational structure. The estimative of relatedness through microsatellite are able to determinate the relations between individuals with 95% of assurance, indicating the applicability of these markers to relatedness estimative. Thus, these methodologies can be insert in an improvement program and genetic resources conservation, offering benefits to the specie and productors.