PADg – um programa para auxiliar os criadores na seleção de touros e matrizes e na determinação dos acasalamentos

Um programa computacional, denominado PADg, foi desenvolvido para otimizar o uso das informações geradas em avaliações genéticas multirraciais e, ao mesmo tempo, facilitar as decisões sobre a seleção dos animais e determinação dos acasalamentos. Uma das grandes inovações do PADg é a possibilidade de trabalhar com índices genéticos e genotípicos.

Uma das grandes inovações do PADg é a possibilidade de trabalhar com índices genéticos e genotípicos. Os índices genéticos são calculados com base nas DEPh´s, enquanto que os índices genotípicos são calculados com base nas DEPh´s e nas soluções de raça, complementariedade, dominância (heterose) e perdas epistáticas devidas à raça. Os índices genotípicos possibilitam um aproveitamento mais efetivo das informações genéticas geradas nas avaliações multirraciais, aumentando consideravelmente a acurácia na predição do desempenho dos animais cruzados. O uso combinado dos índices genotípicos e genéticos permite identificar animais de elevado desempenho e alto valor genético aditivo.

Justificativa

A grande quantidade de informação gerada atualmente nas avaliações genéticas torna indispensável o uso de programas computacionais na seleção dos animais e determinação dos melhores acasalamentos. Ainda no início dos anos 90, para auxiliar os criadores na tarefa de determinar os acasalamentos, a empresa GenSys desenvolveu o PAD – Um programa para planejar acasalamentos em bovinos de corte (Roso e Fries, 1998).

Com base nas informações genéticas das matrizes e touros disponíveis para a reprodução e, principalmente, das restrições e objetivos de cada rebanho, o programa indicava as combinações que resultavam nos melhores acasalamentos. Desde o seu desenvolvimento até os dias atuais, uma série de inovações tecnológicas foi incorporada ao PAD, aumentando consideravelmente sua eficiência e aplicabilidade.

A versão atual do programa, denominada PADg, permite que decisões sobre a seleção dos indivíduos e a determinação dos acasalamentos sejam tomadas simultaneamente, considerando não só as estimativas dos efeitos genéticos aditivos individuais (DEPh´s), mas também as estimativas dos efeitos aditivos de raça, dominância (heterose), complementariedade e de perdas epistáticas devidas à raça, importantes nas populações multirraciais. O objetivo deste trabalho foi descrever os aspectos técnicos e operacionais do PADg.

Descrição do programa

O PADg foi desenvolvido em linguagem FORTRAN, podendo ser compilado e executado num computador pessoal ou mainframe. O programa possui dois módulos, um para a seleção das matrizes e outro para a determinação dos acasalamentos. A interface é bastante simples, sendo controlada através de um arquivo de parâmetros. Os filtros, restrições, características avaliadas e índices devem ser especificados no arquivo de parâmetros, em consonância com o nível genético e objetivos do rebanho. Estas especificações podem ser facilmente modificadas, o que confere grande flexibilidade ao programa no atendimento as mais variadas situações.

Na seleção das matrizes é possível determinar filtros quanto a amplitude desejável dos índices, DEPh´s e valores fenotípicos observados, linhagem, composição racial, data do último parto, idade, número de filhos e percentual de filhos com Certificado Especial de Identificação e Produção (CEIP).

Na determinação dos acasalamentos, após simular o acasalamento de cada matriz disponível (ou matriz selecionada) com todos os touros disponíveis e predizer uma série de atributos da futura progênie, o programa indica os melhores acasalamentos e os touros que geraram estes acasalamentos. Nesta etapa pode-se impor restrições quanto a amplitude desejada para os índices, DEPh´s e valores fenotípicos preditos, nível aceitável de endogamia e composição racial da futura progênie.

Antes de tornar definitivos os resultados de cada etapa, é possível avaliá-los e, se for o caso, alterar os filtros e restrições e executar a etapa novamente. Os ciclos, formados pela seleção das matrizes e determinação dos acasalamentos, podem ser repetidos até que todas as matrizes com avaliação genética tenham indicação de acasalamento. Dependendo do nível genético do rebanho e dos filtros e restrições impostas, as indicações de acasalamentos terão como objetivo maximizar o índice médio esperado da futura progênie e/ou corrigir os atributos deficientes nas matrizes.

A quantidade de sêmen (ou montas controladas) dos touros a serem considerados nas simulações dos acasalamentos deve ser informada através de um arquivo específico. Os touros de monta múltipla podem ser incluídos através da formação de lotes de animais geneticamente semelhantes (Cardoso et al., 2003). O número de touros a serem indicados por matriz deve ser informado no arquivo de parâmetros.

Não existem limitações quanto ao tamanho dos rebanhos, número de características e índices. Geralmente tem-se trabalhando com cinco índices (desmama, final, adaptação, carcaça e facilidade de parto) e cerca de 30 características, entre elas: peso ao nascer, ganho de peso pré e pós desmama, dias para ganhar 160 kg pré- e 240 kg pós-desmama, conformação, precocidade, musculatura, tamanho, altura, umbigo e comprimento do pêlo na desmama e no sobreano, perímetro escrotal no sobreano, área de olho de lombo e espessura de gordura subcutânea (ultra-som), pigmentação ocular, resistência ao carrapato, temperamento, caracterização racial, pelagem e tipo de chifre no sobreano, facilidade de parto, idade ao primeiro parto, duração da gestação, dias para o parto e peso adulto e condição corporal das matrizes. As características a serem consideradas em cada índice e suas respectivas ponderações devem ser informadas no arquivo de parâmetros.

Uma das grandes inovações do PADg é a capacidade de trabalhar não somente com índices genéticos, mas também com índices genotípicos. Esta possibilidade permite pleno aproveitamento das informações geradas nas avaliações genéticas multirraciais. Os índices genéticos são calculados com base nas DEPh´s, enquanto que os índices genotípicos são calculados com base nas DEPh´s e nas soluções de raça, complementariedade, dominância (heterose) e perdas epistáticas devidas à raça. Os índices genéticos são recomendados para rebanhos selecionadores, onde o objetivo maior é identificar (produzir) animais de elevado valor genético aditivo. Nos rebanhos que utilizam cruzamento, o desempenho dos animais cruzados pode ser predito de forma mais acurada através do emprego de índices genotípicos. Nestes rebanhos, o uso combinado dos índices genotípicos e genéticos permite identificar animais de elevado desempenho e alto valor genético aditivo.

O índice genético médio esperado (A) para a progênie resultante do acasalamento da i-ésima matriz com o j-ésimo touro é calculado por:

A = (DEPV_ik + DEPT_jk) / 2, onde

nc é o número de características incluídas no índice,
P_k é o fator de ponderação da k-ésima característica considerada no índice,
DEPV_ik é a DEPh padronizada da k-ésima característica na i-ésima matriz e
DEPT_jk é a DEPh padronizada da k-ésima característica no j-ésimo touro.

O índice genotípico médio esperado (G) para a progênie resultante do acasalamento da i-ésima matriz com o j-ésimo touro é calculado por:

G = (Y_k – M_k) / D_k, onde

Y_k é o desempenho predito para a k-ésima característica na futura progênie, obtido através da equação:

Y_k = DEPV_ik + DEPT_jk + b_1k(Aa_k) + b_2k(Am_k) + b_3k(Ca_k) + b_4k(Cm_k) + b_5k(Ha_k) + b_6k(Hm_k) + b_7k(Ea_k) + b_8k(Em_k),

M_k é a média de Y_k e
D_k é o desvio-padrão de Y_k,
Aa_k, Am_k, Ca_k, Cm_k, Ha_k, Hm_k, Ea_k e Em_k são as covariáveis dos efeitos genéticos aditivos diretos e maternos de raça, complementariedade, dominância e de perdas epistáticas da k-ésima característica, descritas por Cardoso (2004), b_1k, b_2k, b_3k, b_4k, b_5k, b_6k, b_7k e b_8k são os coeficientes de regressão dos efeitos genéticos aditivos diretos e maternos de raça, complementariedade, dominância e de perdas epistáticas da k-ésima característica.

Os coeficientes de endogamia são calculados com base no algoritmo sugerido por Meuwissen and Luo (1992). O programa não indica acasalamentos que resultem em endogamia acima do nível definido no arquivo de parâmetros.

Aplicações do Programa

O PADg pode ser empregado em rebanhos de raças puras e/ou sintéticas (cruzamentos), sejam eles selecionadores ou produtores de animais para o abate. O programa é extremamente útil aos criadores nas seguintes tarefas:

• (1) Seleção das matrizes: depois de submeter as matrizes disponíveis para reprodução a uma série de filtros, previamente determinados pelo usuário, o PADg indica as aprovadas (selecionadas) e as reprovadas, juntamente com o(s) motivo(s) da reprovação. Esta opção pode ser utilizada com vários fins, entre eles, na identificação de matrizes top e/ou de descarte e na identificação de matrizes com atributos a serem melhorados através de acasalamentos corretivos.

• (2) Seleção de touros: a partir de uma relação de touros e das matrizes disponíveis no rebanho (ou das matrizes selecionadas), o PADg simula o acasalamento de cada matriz com todos os touros e calcula as DEPh´s, índices e valores fenotípicos preditos da futura progênie. Os touros que apresentarem os melhores índices de aprovação da futura progênie nos critérios (restrições) definidos pelo usuário serão os “touros selecionados”. Esta opção do PADg tem grande aplicação na escolha dos touros jovens para o teste de progênie e na definição dos touros (sêmen) que serão adquiridos pelos criadores, antes do início da estação de monta.

• (3) Seleção dos animais e planejamento dos acasalamentos: a seleção dos touros e matrizes e a determinação dos acasalamentos podem ser realizadas simultaneamente pelo PADg. O primeiro passo para utilizar esta opção é o criador informar a relação de touros com possibilidade de uso e as matrizes disponíveis na propriedade. No passo seguinte, o programa seleciona as matrizes e simula o acasalamento de cada uma delas com todos os touros disponíveis. No final do processamento, o programa indica os melhores acasalamentos e os touros que produziram estes acasalamentos.

Benefícios na utilização PADg

● • Seleção de touros e matrizes com utilização plena das informações (coletadas e geradas) no programa de melhoramento genético;
● • Seleção de touros “sob medida”, com especificações para atender as necessidades e os objetivos particulares do rebanho;
● • Produção de animais de elevado valor genético, em consonância com os objetivos de seleção, acelerando grandemente o progresso genético;
● • Produção de animais cruzados para o abate, com elevado desempenho, utilizando ao máximo as vantagens dos cruzamentos;
● • Possibilidade de combinar os índices genéticos e genotípicos para produção de animais de alto valor genético (genética aditiva) e elevado desempenho (genética aditiva + genética não aditiva);
● • Produção de animais “CEIPados” com índices superiores aos que vinham sendo produzidos;
● • Diminuição da freqüência de animais com atributos deficientes;
● • Diminuição dos descartes por características raciais, possibilitando maior pressão de seleção nas características de produção e
● • Controle do nível de endogamia, evitando a depressão endogâmica.

Literatura Citada
ROSO, V.M.; FRIES, 1998. PAD – Um programa para planejar acasalamentos em bovinos de corte. In.: II SIMPÓSIO NACIONAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE MELHORAMENTO ANIMAL, 1998, Uberaba, MG., Anais … Uberaba, MG, Brasil, p. 359-360, 1998.

CARDOSO, V.; ROSO, V. M.; SEVERO, J. L. P. et al. Formando lotes uniformes de reprodutores múltiplos e usando-os em acasalamentos dirigidos, em populações Nelore. Rev. Bras. Zootec. Viçosa – MG, v. 32, n. 4, p. 834-842, 2003.

CARDOSO, V. Direcionando acasalamentos para maximizar a média do valor genotípico de uma futura safra. 2004. 101 p. Tese (Doutorado em Zootecnia) – Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo.

MEUWISSEN T.H.E. and LUO Z. Computing inbreeding coefficients in large populations. Genet. Sel. Evol., 24, 305-313, 1992.

¹Equipe GenSys