Características da adaptação genética da lactopoiese em condições tropicais de exploração do gado bovino

Abstract

As alterações climáticas em curso têm induzido elevações globais de temperatura e uma escassez de recursos de água que tendem a atingir regiões tropicais e de clima temperado. Estas alterações ambientais têm um impacto significativo nas produções agrárias, em particular nas que exigem o consumo de volumes significativos de água e de energia, como a produção de leite. Estes factos têm induzido estudos genómicos da adaptação ao stress abiótico de plantas e animais nomeadamente relativos à produção de leite nas regiões temperadas (região Mediterrânea) e tropicais. No entanto poucos estudos têm sido feitos relativamente à adaptação genética e fisiológica da glândula mamária a condições de stress abiótico em ambientes tropicais. O nosso trabalho pretende estudar a eventual aclimatização de animais de raça Holstein ao ambiente tropical com particular incidência nos perfis genómicos da glândula mamária, comparando-os com animais de 2 grupos genéticos diferentes e com animais da raça Holstein submetidos a ambientes temperados. Para este objectivo identificamos expressões genéticas diferenciais, através de microarrays e PCR em tempo real, da glândula mamária dos animais em experiência. O trabalho foi dividido em dois estudos. No primeiro utilizaram-se vacas lactantes de três grupos genéticos (Holstein Brasil, Gyrolando e Gyr) submetidos a ambientes tropicais, e sob as mesmas condições de maneio e dieta. Foram identificados 14 genes com expressão diferencial na glândula mamária de pelo menos um dos três grupos associados a funções de desenvolvimento da glândula mamária, tolerância ao stress térmico e composição do leite. No segundo estudo foram utilizadas vacas Holstein em dois grupos experimentais, sendo um relativo a um ambiente tropical (Brasil) e outro a um ambiente temperado (Portugal). Os dois grupos em experiencia foram submetidos aos mesmos sistemas de maneio e dietas com mesmo nível nutricional. Identificaram-se neste estudo 12 genes com expressão diferencial nos dois grupos experimentais relativos à composição do leite, desenvolvimento da glândula mamária e tolerância ao stress térmico. Conclui-se dos dois estudos e sem prejuízo do seu aprofundamento, que o grupo Holstein mantidos em condições tropicais de exploração apresentaram perfis compatíveis com um processo de aclimatização a ambientes tropicais tendo sido identificados transcritos com função relevante neste processo.

ABSTRACT - Ongoing climate change is inducing global temperature increases and a shortage of water resources which tends to reach temperate and tropical regions. These environmental changes have a significant impact on agricultural production, particularly the ones requiring the consumption of significant amounts of water and energy, as milk production does. These facts have induced genomic studies of adaptation to abiotic stress of plants and animals namely regarding increased of milk production in temperate (Mediterranean region) and tropical regions. However few studies have been made on the genetic and physiological adaptation of the mammary gland to abiotic stress conditions concerning tropical environment. Our study aims at studying the eventual acclimatization of Holstein animals to tropical environment with specific incidence of mammary gland genomic profile, comparing it with two different genetic groups and with Holstein bovines submitted to temperate environments. For this purpose we identified differential gene expressions, through microarray and real-time PCR, within the mammary gland of experimental animals. Our work was divided in two studies. On the first one three genetic groups (Holstein Brasil, Gyrolando and Gyr) lactating bovines submitted to tropical environment and to the same diet and managing conditions were used. We identified 14 genes with differential expression in the mammary gland in at least one of the three groups, associated with the function of mammary gland development, thermal stress tolerance and milk composition. In the second study, Holstein cows were used in two experimental groups, one concerning tropical environment, (Brazil), and the other regarding temperate climate (Portugal). All animal had same management system and nutritional levels. In this study we identified, within the two experimental groups, 12 genes with differential associated with milk composition, mammary gland development and heat stress tolerance. From these studies and without neglecting further work, we concluded that the Holstein breed animals kept in tropical conditions of production, presented profiles which are compatible with a acclimatization process to tropical environment. Transcripts that can have a relevant role in this process were identified.