Polymorphisms of the genes CAPN1, CAST, LEP, TG and DGAT1 as possible markers for bovine meet quality traits in zebu and crosses slaughtered in young age

Mais de 200 milhões de bovinos, em sua maioria animais da raça Nelore ou produtos de cruzamento com Nelore, compõem o rebanho do maior exportador de carne in natura do mundo, o Brasil. No entanto, o faturamento por kg de carne exportada poderia ser elevado se a qualidade do produto atendesse a mercados mais exigentes. A maciez da carne, a quantidade de gordura entremeada, a cobertura de gordura da carcaça e área do músculo Longissimus dorsi são fatores relevantes na procura por qualidade e padronização. A seleção genética assistida por marcadores moleculares poderá ter impacto positivo no melhoramento animal, principalmente em características de mensuração tardia e difícil para o pecuarista. Polimorfismos dos genes da tiroglobulina (TG), µ-calpaína (CAPN1) e calpastatina (CAST) são hoje marcadores disponíveis comercialmente, implicados na maciez e na marmorização da carne. Os genes do diacilglicerol O-aciltranferase (DGAT1) e da leptina (LEP) são candidatos pesquisados no desenvolvimento de marcadores relacionados à qualidade da carne. Leptina, tiroglobulina e diacilglicerol O-aciltranferase influenciam no metabolismo energético e na deposição de gordura. A calpastatina inibe a atividade proteolítica de µ-calpaína regulando o processo de amaciamento da carne no postmortem. Este trabalho avaliou as freqüências alélicas e genotípicas de polimorfismos dos genes CAPN1, CAST, LEP, TG e DGAT1 e relacionando os com qualidade de carne. Os polimorfismos escolhidos foram alterações de ponto (SNP) observadas pelo método da reação da polimerase em cadeia seguida de restrição enzimática (PCR-RFLP). Entre animais de raça Nelore e Canchim e cruzamentos de Nelore com Bos taurus (Rubia Gallega, Brangus, Pardo Suíço) foram genotipados 147 animais. Os mesmo foram abatidos com idade entre 15 e 19 meses, os animais foram avaliados quanto à maciez da carne (Warner-Bratzler Shear Force - SF - e Índice de Fragmentação Miofibrilar - MFI), à deposição de gordura (intramuscular e de cobertura) e à área de olho de lombo (AOL - Longissimus dorsi). O estudo de associação entre genótipos e fenótipos utilizou o procedimento General Linear Model do programa SAS e o teste F. Com o nível de significância de 5%, as freqüências alélicas de CAPN1/PsyI foram semelhantes entre os grupos genéticos estudados, mas as freqüências dos demais polimorfismos diferiram entre os grupos. Um achado inovador do trabalho foi a presença das duas variantes dos polimorfismos CAST/XmnI e DGAT1/CfrI na raça Nelore. Neste estudo o polimorfismo de TG/PsuI não foi informativo para raça Nelore, pois todos os animais apresentaram o mesmo genótipo (CC). Os resultados não mostraram associações significativas entre os polimorfismos e as análises da carne, exceto pelo efeito de CAST/XmnI cujo genótipo AA foi superior ao AB com relação ao MFI. Mais estudos semelhantes se fazem necessários para desenvolver marcadores adicionais e descartar os não informativos, adequando as novas ferramentas de seleção ao gado zebuíno brasileiro e respectivos cruzamentos. Os cinco genes estudados continuam como candidatos, apresentando diversos polimorfismos para serem pesquisados. No futuro, estudos com maior número de bovinos poderão validar o polimorfismo CAST/XmnI como indicador da maciez da carne.Over 200 million bovines, mostly Nellore breed and its crosses, form the herd of the world biggest meat in natura exporter, Brazil. Even so, profit per kg of traded meat would improve if the product\'s quality achieved selective markets. Tenderness, marbling, backfat thickness and Longissimus dorsi área are traits to consider when pursuing meat quality and standardization. Marker assisted selection (MAS) can have positive impact over genetic improvement in livestock, mainly over traits such as the above mentioned, which are measured late in the production system and are hard to measure at the farm. Polymorphisms of thyroglobulin (TG), µ-calpain (CAPN1) and calpastatin (CAST) genes are commercially available markers assumed to predict meat tenderness and marbling. The genes encoding diacylglycerol O-acyltranferase (DGAT1) and leptin (LEP) are candidats researched to develop new markers related to meat quality. Thyroglobulin, Diacylglycerol O-acyltranferase and leptin influence energy metabolism and fat deposition. Calpastatin inhibits µ-calpain proteolysis regulating postmortem meat tenderization. This study evaluated allelic and genotype frequencies of polymorphisms located at CAPN1, CAST, LEP, TG and DGAT1 and tried to correlate the polymorphisms with meat quality. In each gene a single nucleotide polymorphism (SNP) was assessed by polymerize chain reaction followed by restriction enzyme digestion (PCR-RFLP). Including Nellore, Canchim and crosses of Nellore with Bos taurus breeds (Rubia Gallega, Brangus and Brown Swiss) a total of 147 animals were genotyped. Slaughterd aging 15 to 19 month, the animals were evaluated for meat tenderness (Warner-Bratzler Shear Force - SF - Myofibrillar fragmentation index - MFI), fat deposition (intramuscular and backfat) and rib eye area (REA - Longissimus dorsi). The assossiation study between genotypes and phenotypic traits used the linear regression model of SAS and the least square means were compared by the F test. Allelic frequencies of CAPN1/PsyI were similar in every genetic group of the study, but other polymorphisms allele frequencies differed between groups. A novel finding was the occurrence of both variants of CAST/XmnI and DGAT1/CfrI in the Nellore breed. In this study, the TG/PsuI polymorphism was uninformative for Nellore animals since only CC genotype was found. The results shwoed no significant assossiation between polymorphisms and the meat chacacteristics, except for the effect of CAST/XmnI over MFI, the AA genotype was superior to AB, predicting AA animals to have more tender meat. Further research is required to develop additional markers, disposal uninformative ones and to adequate molecular selecting tools to Brazilian zebu cattle and its crosses. The five genes here presented remain as candidates, in attendance to several polymorphisms yet to be carefully evaluated. Future studies, with bigger animal numbers, may validate CAST/XmnI as a meat tenderness indicator