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Seleção genômica para produção de tilápias (Oreochromis niloticus) resistentes à Francisella noatunensis

Processo: 23/01942-1
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2023
Vigência (Término): 31 de março de 2025
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca - Aquicultura
Pesquisador responsável:Diogo Teruo Hashimoto
Beneficiário:Baltasar Fernandes Garcia Neto
Instituição Sede: Centro de Aquicultura (CAUNESP). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Jaboticabal. Jaboticabal , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:21/11955-8 - Soluções para combate às doenças emergentes na piscicultura: diagnósticos, vacinas e seleção genética, AP.CCD
Assunto(s):Estudo de associação genômica ampla   Seleção genômica   Tilápia-do-Nilo   Melhoramento genético animal
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aquicultura | Francisella noatunensis | Gwas | selecao genomica | tilápia do Nilo | Melhoramento genético animal

Resumo

A tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) é um dos mais importantes peixes de água doce cultivados no mundo. Os quatro principais países produtores de tilápia do Nilo atualmente são China, Indonésia, Egito e Brasil representando juntos mais de 83% da produção mundial em 2021. Um dos principais desafios para o avanço da tilapicultura no Brasil é o frequente surgimento de doenças durante a fase produtiva. Dentre elas, se destaca a Francisella noatunensis subsp. orientalis (FNO). A franciselose é causada por um patógeno intracelular gram negativo facultativo e causa altas taxas de mortalidade e morbidade principalmente nas fases mais jovens. Além disso, a franciselose está associada a presença de granulomas em vários órgãos internos, principalmente no baço. Várias formas de controle têm sido adotadas para combater essa doença, por exemplo, a utilização de antibióticos e vacinas. Entretanto, essas medidas têm se mostrado com eficiência limitada. Neste sentido, a adoção de programas de melhoramento genético pode representar uma alternativa viável de controle da doença, já que se poderia aumentar a resistência dos animais frente a infecção. O objetivo deste projeto é subsidiar um programa de seleção genômica para melhorar a cadeia produtiva da tilápia, resistente a FNO. Os alevinos utilizados para a formação do plantel de reprodutores serão provenientes de diferentes produtores e também do centro de Aquicultura da UNESP. Um total de 150 famílias serão formadas em hapas individuais na proporção de 1 macho para 2 fêmeas. Após a coleta de ovos de cada família, os animais serão incubados separadamente sob condições ambientais controladas. Após eclosão, aproximadamente 150 larvas por família serão transferidas para tanques de larvicultura até a fase de alevino/juvenil. Os juvenis serão identificados individualmente usando microchips (pit-tags). Finalmente os animais serão transferidos para tanques escavados. Cerca de 20 animais de cada família serão desafiados contra FNO no CAUNESP (Jaboticabal, SP) sendo registrado os fenótipos de sobrevivência binária (SB) e tempo de morte (TDM). Amostras de DNA serão tomadas de todos os animais desafiados para a etapa de genotipagem. A genotipagem será feita com duas diferentes densidades: 60K SNPs para os pais e 1K SNPs para os filhos (animais desafiados). Após a genotipagem, os dados genômicos passarão por um processo de controle de qualidade para remover SNPs pouco informativos e de baixa taxa de segregação. Os dados genômicos serão usados para reconstrução de parentesco (formação do pedigree). Com o pedigree e dados genômicos de baixa e alta densidade será possível realizar imputação de genótipos (predizer os SNPs faltantes nos animais desafiados), ou seja, utilizaremos os 60K SNPs como referência para imputar os genótipos dos animais genotipados a 1K. Essa é uma estratégia custo-efetiva para se obter genótipos em alta densidade. Análises de associação amplo do genoma (GWAS) serão implementadas utilizando o método single-step GBLUP e weighted single-step GBLUP, combinando a informação de animais genotipados e com fenótipos na matriz H. Com o GWAS, será possível decifrar a arquitetura genética da resistência a FNO buscando regiões do genoma que podem estar associadas a esta característica. Um estudo final de predição genômica será implementado para avaliar-se a acurácia da predição genômica em comparação a utilização apenas de pedigree. Para isso, os valores genéticos (EBVs) dos animais serão estimados utilizando o modelo PBLUP que incorpora apenas a informação de pedigree. O valor genômico (GEBVs) dos animais será estimado usando o modelo GBLUP. Para fins comparativos, um esquema de validação cruzada de cinco grupos será implementado mascarando-se parte dos fenótipos dos animais (20%) e usando o 80% restante como referência. O benefício da incorporação da informação genômica será avaliado comparando-se a acurácia das predições utilizando ambos modelos com diferentes fontes de informação.

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