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Tese

Integration of multi-tissue transcriptomics and microbiome data to assess the effects of alternative feed on methane production and other phenotypes in cattle (2024)

  • Authors:
  • Autor USP: FERNANDES, ANNA CAROLINA - ESALQ
  • Unidade: ESALQ
  • Sigla do Departamento: LZT
  • DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-10012025-081946
  • Subjects: DIETA ANIMAL; FENÓTIPOS; GADO NELORE; METANO; SUSTENTABILIDADE
  • Keywords: Microbioma; Transcriptômica
  • Agências de fomento:
  • Language: Inglês
  • Abstract: No contexto agrícola atual, alcançar um equilíbrio harmonioso entre práticas pecuárias sustentáveis, eficiência econômica e gestão ambiental é fundamental para segurança alimentar global. Nesse sentido, esta tese aborda desafios prementes na pecuária, particularmente o aumento dos custos da alimentação, explorando uma estratégia alimentar alternativa que visa reduzir tais custos e, ao mesmo tempo, otimizar desempenho animal e sustentabilidade ambiental. Com foco no gado Nelore, investigamos como diferentes insumos da dieta podem afetar características fenotípicas economicamente relevantes, como crescimento, qualidade da carcaça e emissão de metano - um contribuinte significativo para os níveis de gases de efeito estufa -, bem como os intrincados ecossistemas dos microbiomas fecal e ruminal. Essas comunidades microbianas desempenham funções essenciais no metabolismo de nutrientes e na produção de metano, influenciando assim tanto a produtividade animal quanto a resiliência ambiental. Nesse contexto, propusemos uma nova estratégia para avaliar como a dieta impacta a produção animal, por meio do emprego de uma abordagem de redes de co-expressão gênica e co-abundância microbiana multi-teciduais. Isso nos permitiu revelar como modificações na dieta poderiam induzir mudanças nos padrões de expressão gênica associados a fenótipos de interesse e na composição microbiana. Ao integrar extensos conjuntos de dados de análises de transcriptoma e metagenoma, nosso objetivo foi aclararmecanismos regulatórios que regem fenótipos de eficiência de produção e dinâmica microbiana. Nossos resultados apontaram para diferenças fenotípicas significativas a favor da dieta alternativa, incluindo maior ganho de peso médio diário na terminação, maior ingestão de matéria seca na terminação, redução da emissão de metano, maior rendimento de carcaça e maior espessura de gordura subcutânea na área de olho de lombo. Ademais, foi observado que as emissões de metano estavam exclusivamente ligadas a diferentes genes e gêneros microbianos em cada dieta. Também, gêneros microbianos distintos responderam de maneira única a cada condição dietética, com mudanças significativas observadas na conectividade microbiana, particularmente para os gêneros Megasphaera e Butyrivibrio. Esses insights prometem auxiliar no desenvolvimento de formulações otimizadas para alimentação e práticas refinadas de manejo. Tais avanços podem projetar-se não apenas para aumentar a viabilidade econômica dos sistemas de produção de carne bovina, mas também sua sustentabilidade ambiental. Em última análise, esta tese contribuiu para uma compreensão mais profunda de como intervenções na dieta podem influenciar resultados na pecuária e, ao mesmo tempo, mitigar impactos ambientais. Ademais, o mérito da nossa abordagem de análise de redes reside em sua capacidade de explorar de forma abrangente as complexas interações entre dieta, expressão gênica e composição microbiana, fornecendo uma estrutura robusta paraavaliar os efeitos das mudanças na dieta na produção animal e sustentabilidade. Ao ilustrar essas complexas interações, nossa pesquisa apoia estratégias baseadas em evidências para intensificação sustentável na produção global de carne bovina. Em conclusão, nossos resultados evidenciam o potencial das intervenções na dieta a fim de melhorar, de forma significativa, tanto eficiência produtiva quanto sustentabilidade ambiental na pecuária de corte. Além disso, a estratégia de análise desenvolvida nesta tese 9 oferece uma ferramenta valiosa para futuras pesquisas e aplicações práticas na nutrição e gestão de rebanhos
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 02.12.2024
    • Acesso à fonteAcesso à fonteDOI
    Informações sobre o DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-10012025-081946 (Fonte: oaDOI API)
    • Este periódico é de acesso aberto
    • Este artigo é de acesso aberto
    • URL de acesso aberto
    • Cor do Acesso Aberto: gold
    • Licença: cc-by-nc-sa
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      FERNANDES, Anna Carolina. Integration of multi-tissue transcriptomics and microbiome data to assess the effects of alternative feed on methane production and other phenotypes in cattle. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-10012025-081946/. Acesso em: 29 dez. 2025.

    • APA

      Fernandes, A. C. (2024). Integration of multi-tissue transcriptomics and microbiome data to assess the effects of alternative feed on methane production and other phenotypes in cattle (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-10012025-081946/

    • NLM

      Fernandes AC. Integration of multi-tissue transcriptomics and microbiome data to assess the effects of alternative feed on methane production and other phenotypes in cattle [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-10012025-081946/

    • Vancouver

      Fernandes AC. Integration of multi-tissue transcriptomics and microbiome data to assess the effects of alternative feed on methane production and other phenotypes in cattle [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 29 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11139/tde-10012025-081946/

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