Abstract This study aimed to assess the cortisol, body and reproductive development of prepubertal Holstein and Holstein-Gir ¾ heifers at 27 months of age maintained in an integrated livestock-forest (ILF) system for 60 summer days compared to the monoculture system in full sun (FS). The ILF system promoted changes (P=0.02) in the cortisol levels of Holstein-Gir ¾ heifers and did not affect weight gain in any of the breed groups studied. Animals in ILF system presented a lower (P=0.006) vulvar development for the rima height parameter and similar for the vulva width parameter. The ovarian follicular population of Holstein-Gir ¾ heifers in the ILF system was lower (P=0.004); however, for the Holstein heifers, no statistical difference was found, and numbers were higher (P=0.08) in the ILF system. None of the other ovarian parameters studied had any changes, and we also found important racial differences. Weight gain (P=0.003), vulvar development (P<0.001), and mean follicular size (P=0.008) were higher in the Holstein-Gir ¾ animals. Based on such results, the effect of the ILF system at 27 months of age on stress and reproductive parameters in the Holstein breed is considered positive, although negative effects have been detected on reproductive parameters in the Holstein-Gir ¾ breed.

ABSTRACT The delivery of nucleic acids to cells is considered a crucial step for the success of genetic modifications aimed at therapeutic purposes or production of genetically modified animals. In this context, nanotechnology is one of the most promising fields of science, with the potential to solve several existing problems. Nanostructures have desirable characteristics to be used as carriers, such as nanometric size, large surface area, cell internalization capacity, prolonged and controlled release, among others. Genetically modified animals can contribute to the production of biopharmaceuticals, through the expression of high-associated-value molecules. The production of these animals, also known as biofactories, further enhances Brazilian agribusiness, since it allows adding value to the final product, and favors the integration between the agricultural market and the pharmaceutical sector. However, there is a growing concern about the safety and possible harmful effects of nanostructures, since data on the safe use of these materials are still insufficient. The objective of this review was to address aspects of the use of nanostructures, mainly carbon nanotubes as nucleic acid carriers, aiming at the production of genetically modified animals, with the certainty that progress in this field of knowledge depends on more information on the mechanisms of interaction between nanostructures, cells and embryos, as well as on its toxicity.

Os objetivos neste trabalho foram identificar e avaliar possíveis diferenças na expressão gênica de transcritos de Aquaporina e ATPases-Na/K presentes em embriões produzidos in vivo e in vitro. Para cada grupo, 15 blastocistos distribuídos em três conjuntos foram utilizados para a extração do RNA, seguida da amplificação e da transcrição reversa. Os DNAs complementares foram submetidos à reação em cadeia da enzima polimerase em tempo real, utilizando-se o gene GAPDH como controle endógeno. Não foi possível identificar transcritos de AQP1. A expressão relativa dos genes AQP3 (1,33 ± 0,78) e AQP11 (2,00 ± 1,42) não foi diferente em blastocistos produzidos in vitro e in vivo. O gene ATPase-Na/K α1 (2,25 ± 1,07) encontrou-se sobrerregulado, enquanto o gene ATPase-Na/K β2 (0,40 ± 0,30) não diferiu entre os blastocistos produzidos in vitro e aqueles produzidos in vivo. Transcritos para o gene AQP1 não estão presentes em blastocistos bovinos. O sistema de cultivo in vitro não influencia a expressão dos genes AQP3, AQP11 e ATPase-Na/K β2, porém altera a expressão do gene ATPase-Na/K α1.

The objectives of this work were to identify and to evaluate possible differences on gene expression of aquaporins and Na/K-ATPases transcripts between embryos in vivo and in vitro produced. For each group, 15 blastocysts distributed in three pools were used for RNA extraction followed by amplification and reverse transcription. The resulting cDNAs were submitted to Real-Time PCR, using the GAPDH gene as endogenous control. It was not possible to identify AQP1 transcripts. Relative expression of AQP3 (1.33 ± 0.78) and AQP11 (2.00 ± 1.42) were not different in blastocysts in vitro and in vivo produced. Na/K-ATPase α1 gene (2.25 ± 1.07) was overregulated whereas Na/K-ATPase β2 transcripts 0.40 ± 0.30) did not differ among blastocysts produced in vitro from those produced in vivo. Transcripts for gene AQP1 are not present in bovine blastocysts. In vitro culture system does not alter expression of genes AQP3, AQP11 and Na/K-ATPase β2 genes, however, it affects expression of Na/K-ATPase α1.

Objetivou-se neste estudo estabelecer as características morfológicas e endócrinas da dinâmica luteal em cabras. Foram utilizadas fêmeas da raça Toggenburg que manifestaram estro natural em um intervalo de 48 horas. Após o estro, foram realizadas avaliações ultrassonográficas diárias dos ovários durante 21 dias, utilizando-se um aparelho portátil (5 MHz). Amostras de sangue foram coletadas para dosagem de progesterona (P4) no plasma. Os corpos lúteos foram detectados pela primeira vez no D5 e aumentaram progressivamente de tamanho até o D9 (1,26 ± 0,08 cm²), não havendo variação nos dias subsequentes. Nas fêmeas com uma ovulação, a primeira visualização do corpo lúteo foi mais precoce que naquelas com ovulação múltipla (4,54 ± 0,18 vs 5,74 ± 0,25 dias). No momento da primeira visualização, a área luteal foi menor nos animais com uma ovulação. A concentração plasmática de P4 aumentou progressivamente até o D9 e não apresentou aumento significativo até o momento da luteólise, caracterizada por uma acentuada queda da concentração de P4, atingindo valores inferiores a 1 ng/mL em um intervalo de 24 horas. A área luteal diminuiu de forma lenta e gradual. Foi observada uma correlação positiva significativa entre a área e a concentração de P4 durante a lutegêonese e a luteólise (r = 0,63 e r = 0,50; respectivamente). No dia em que o corpo lúteo atinge sua área máxima (D9), as fêmeas com mais de um corpo lúteo, com maior área de tecido luteal, não apresentaram concentração de P4 superior à daquelas com uma ovulação (5,92 ± 0,59 vs 7,04 ± 0,79 ng/mL). Esses resultados indicam que a dinâmica luteal em caprinos da raça Toggenburg segue padrões semelhantes aos observados em outras raças e em outras espécies e que o crescimento de tecido luteal refletiu positivamente na funcionalidade do corpo lúteo.

The aim of this study was to establish the morphologic and endocrine characteristics of luteal dynamics in goats. It was used Toggenburg female goats that showed natural estrus in a 48-hour interval. After estrus, ultrasonographic evaluations of the ovaries were daily performed during 21 days using a portable device (5MHz probe). Blood sample was collected for plasma progresterone (P4) determination. Corpora lutea were detected for the first time on day 5 and progressively increased in size until D9 (1.26 ± 0.08 cm²), with no variation on subsequent days. In females with one ovulation, the first visualization of the corpora lutea was earlier than in those with multiple ovulation (4.54 ± 0.18 vs 5.74 ± 0.25 days). At the moment of the first visualization, luteal area was smaller in animals with single ovulation. Plasma P4 concentration progressively increased until day 9 and it did not show significant increase until luteolysis, characterized by a sharp decrease in P4 concentration, reaching values below 1 ng/mL in 24 hours. The luteal area slowly and gradually decreased in size. It was observed a significant positive correlation between P4 concentration and area during luteogenesis and luteolysis (r = 0.63 and r = 0.50, respectively). When corpus luteum reached its maximum size (D9), female with more than one corpora lutea, with a greater luteal tissue area, did not show P4 concentration higher than those with one ovulation (5.92 ± 0.59 vs 7.04 ± 0.79 ng/mL). These results show that luteal dynamics in Toggenbur goats follow a similar pattern to those observed in other goat breeds and luteal tissue growth was positively correlated with corpora lutea functionality.

Avaliou-se o efeito da pré-estimulação ovariana com somatotropina bovina recombinante (rbST), associada ou não ao FSH, sobre a população folicular, a recuperação de oócitos e a produção in vitro de embriões em vacas Gir. Utilizaram-se vacas não-lactantes, em boas condições reprodutiva e corporal, cujo ciclo estral foi sincronizado pela administração de 0,5 mg de cloprostenol. Durante o experimento, as vacas receberam continuamente implantes auriculares de norgestomet, renovados a cada 14 dias, e, posteriormente, foram submetidas aos tratamentos: T1 ou controle - punção sem tratamento pré-estimulatório; T2 - aplicação única de 160 mg de rbST antes de cada punção; e T3 - punção após o tratamento com 160 mg de rbST em aplicação única, seguida de administração de 250 UI de FSH em doses decrescentes. Os oócitos foram maturados e fertilizados in vitro e os presumíveis zigotos foram cultivados por 192 horas pós-fertilização. Os tratamentos não foram diferentes quanto à população folicular presente no ovário. Entretanto, com a administração de 250 UI de FSH (T3), verificou-se aumento no diâmetro do maior folículo e no número de folículos grandes e médios e diminuição no número de folículos pequenos. A taxa de recuperação não diferiu entre o tratamento controle e T3 (com administração de FSH), mas foi menor no T2 (aplicação, em dose única, de 150 mg de rbST antes de cada punção). O número de oócitos de grau 1 foi maior e o de degenerados, menor no T3 em relação ao T1 e ao T2. O rbST (T2) aumentou a taxa de clivagem e a produção de blastocistos e, quando associado ao FSH, melhorou a qualidade dos oócitos nos animais Gir.

The aim of this study was to evaluate ovarian pre-stimulation using recombinant bovine somatotropin (rbST) or rbST associated to FSH on follicular population, oocyte retrieval and in vitro embryo production in Gir cows (Bos indicus). Estrous cycle of non-lactating cycling cows with similar body and reproductive conditions were synchronized with cloprostenol followed by norgestomet ear implants, replaced every fourteen days. The animals were randomly distributed in three treatments: TI or control (punctured without pre-stimulation), TII (injection of 160 mg of rbST, before each aspiration) and TIII (injection of 160 mg of rbST followed by administration of 250 U.I. of FSH, before each aspiration). Oocytes were maturated and fertilized in vitro and presumptive zygotes were cultured in vitro for 192 hours post-fertilization. Treatments did not differ for ovarian follicular population. However, an increase in the diameter of the largest follicle and in the number of large and medium follicles with reduction in the number of small follicles was observed for TIII. Oocyte recovery did not differ between TI and TIII, but recovery rate was lower for TII. The number of grade I oocytes was higher and the number of degenerated oocytes was lower for TIII than for TI or TII. The rbST increased cleavage rate and blastocyst production, and when associated to FSH the quality of oocyte in Gir animals was improved.

A população folicular ovariana de 14 vacas da raça Gir foi monitorada diariamente, por ultra-sonografia, ao longo de um ciclo estral completo. Em cada avaliação, os folículos ovarianos foram identificados, mensurados e classificados por tamanho, em três categorias: de 3 a 5 mm (folículos pequenos), de 6 a 8 mm (folículos médios) e iguais ou superiores a 9 mm (folículos grandes). Foram observados ciclos com três (69,23%) e quatro (30,77%) ondas de crescimento folicular. O número médio de folículos presentes ao longo do ciclo estral foi de 12,85 ± 0,26, tendo a população de pequenos folículos constituído a maior fração deste total (70,08% a 93,18%). Observou-se efeito significativo do dia do ciclo sobre o número de folículos identificados em cada classe de tamanho. A população de folículos pequenos e a população folicular total apresentaram redução significativa ao longo do ciclo. A população de folículos médios foi maior nos animais que apresentaram ciclos com quatro ondas de crescimento folicular. A população folicular total e o número de folículos de cada classe de tamanho nos ovários variaram ao longo do ciclo estral em decorrência do estabelecimento de ondas de crescimento folicular.

The aim of this study was to evaluate follicular population during estrous cycle in Gir cattle. The ovaries of cows (14) were evaluated daily, during one estrous cycle, using a portable ultrasound device. During each exam, ovarian follicles were identified, measured and classified by size in tree groups: from 3 to 5 mm (small follicles), from 6 to 8 mm (medium follicles) and equal or larger than 9 mm (large follicles). Cycles with three (69.23%) and four (30.77%) follicular waves were observed. The mean number of follicles present during the estrous cycle was 12.85 ± 0.26. The major part of this population (70.08% to 93.18%) was of small follicles. There was a significant effect of estrous cycle day on the number of follicles in each size class. The number of small follicles and the total follicular population decreased during estrous cycle. Cows with four follicular waves during the estrous cycle presented more medium follicles. Total follicular population, and the number of follicles in each size class varied during the estrous cycle according to the establishment of the follicular waves.

Avaliou-se o efeito de concentrações espermáticas e períodos de incubação na fecundação in vitro com sêmen de touros Gir (Bos indicus). Oócitos maturados in vitro foram fecundados com sêmen de dois touros, nas concentrações de 1, 2 ou 4x10(6) espermatozóides/mL, por 12 ou 18 horas, e avaliada a taxa de fecundação e polispermia. Posteriormente, foi avaliada a taxa de clivagem com 72 horas e de blastocisto no oitavo dia pósfecundação. Um segundo experimento verificou o efeito de 1, 2 e 4x10(6) espermatozóides/mL por 18 horas, utilizando sêmen de três touros separadamente, bem como o efeito de 12 e 18 horas de incubação, na concentração de 1 a 2x10(6) espermatozóides/mL. Observou-se maior (P<0,05) polispermia na concentração de 4x10(6) espermatozóides/mL e que a associação dessa concentração com 18 horas aumentou a taxa de clivagem (P<0,05). No segundo experimento, o aumento do período de incubação melhorou (P<0,05) a taxa de clivagem para um dos touros e, quando comparados entre si, os animais produziram taxa de clivagem e de blastocistos diferentes (P<0,05) em uma mesma concentração ou período de incubação. Os resultados revelaram que a polispermia é o principal efeito do aumento da concentração espermática e que a eficiência entre touros na fecundação in vitro é dependente da concentração e período de incubação.

This research evaluated the effect of sperm concentrations and incubation periods among oocytespermatozoa on in vitro fertilization with semen of Gir bulls (Bos indicus). In vitro matured oocytes were fertilized with sperm of two bulls, on concentrations of 1, 2 or 4x10(6) spermatozoa/mL during 12 or 18 hours of incubation, and evaluated the fertilization and polyspermy rate as well as cleavage on 72 hours and blastocyst on eighth day postfertilization. A second experiment evaluated the effect of concentrations of 1, 2 or 4x10(6) spermatozoa/mL for 18 hours using sperm of three bulls individually, as well as the effect of 12 and 18 hours of incubation in a concentration of 1 to 2x10(6) spermatozoa/mL. It was observed an increase (P<0.05) on polyspermy when the concentration was 4x10(6) spermatozoa/mL and that the association of this concentration with 18 hours increased (P<0.05) cleavage rate. The second experiment verified that the increase of incubation period improved (P<0.05) cleavage rate of one bull, and that when compared among themselves the bulls sperm resulted in different (P<0.05) cleavage and blastocyst rate in the same concentration or incubation period. The results showed that polyspermy is the main effect of sperm concentration increase and that the efficiency among bulls on in vitro fertilization is dependent on concentration and incubation period.

Objetivou-se neste trabalho estudar a dinâmica folicular em vacas da raça Gir (Bos indicus). O crescimento e a atresia folicular foram monitorados diariamente ao longo de ciclos estrais completos (n = 15), utilizando-se um aparelho portátil de ultra-som. A atividade luteal em cada ciclo foi avaliada pela determinação do nível de progesterona plasmática. Foram observados ciclos com duas (6,67%), três (60,00%), quatro (26,67%) e cinco (6,67%) ondas de crescimento folicular. Não houve diferença significativa (P>0,05) nas taxas de crescimento e atresia de folículos dominantes ou subordinados, entre ondas. O diâmetro máximo do folículo ovulatório foi maior (P<0,05) que o dos demais folículos dominantes nos ciclos com quatro ondas e do que o diâmetro do folículo dominante da segunda onda nos ciclos com três ondas. Não houve diferença significativa (P>0,05) no comprimento do ciclo (21,11±1,76 e 22,25±1,71 dias) ou na concentração de progesterona durante o diestro (4,48±1,45 e 5,08±1,40 ng/mL), entre ciclos com três ou quatro ondas de crescimento. Esses resultados demonstraram que a dinâmica folicular na raça Gir é caracterizada pela predominância de ciclos com três ou quatro ondas de crescimento folicular, associados à baixa persistência dos folículos dominantes das ondas intermediárias.

The aim of this study was to investigate the follicular dynamics during estrous cycle in Gir breed (Bos indicus) cows. Follicular growth and atresia during estrous cycle were evaluated using a portable ultrasound device. Luteal activity was evaluated by serum progesterone levels. Cycles with two (6.67%), three (60.00%), four (26.67%) and five (6.67%) follicular waves were observed. There was no difference (P>0.05) in dominant or subordinate follicles growth or atresia rates among follicular waves. The maximum diameter of the ovulatory follicle was higher than the diameter of the other dominant follicles in cycles with four waves, and higher than the diameter of the second dominant follicle in cycles with three waves (P<0.05). There was no difference (P>0.05) in estrous cycle length (21.11±1.76 and 22.25±1.71 days) or progesterone levels during diestrous (4.48±1.45 and 5.08±1.40 ng/mL) between cycles with three or four waves. Follicular dynamics in Gir cattle is characterized by a higher incidence of cycles with three or four waves, associated with a low persistence of the dominant follicle.

Objetivou-se neste trabalho verificar se a restrição alimentar no pós-partoem vacas Girolanda, multíparas, de bom escore de condição corporal (ECC = 3,5 a 4,5) ao parto será suficiente para impedir o reinício da atividade ovariana luteal cíclica (AOLC) pós-parto.Os animais foram distribuídos em três tratamentos: Grupo I (n = 15), mantença; Grupo II (n = 10) e Grupo III (n = 13), sendo que os grupos II e III receberam restrição alimentar até 90 e 180 dias pós-parto, respectivamente. As pesagens e avaliações do ECC foram efetuadas logo após o parto, e depois semanalmente. A AOLC foi avaliada por palpação retal, observação de cio e concentração de progesterona no leite. Os intervalos do parto ao primeiro cio foram de 53,1, 63,2 e 51,2 dias (P>0,05), respectivamente para os Grupos I, II e III, que apresentaram perdas de peso de 7,3 kg, 57,0 kg e 63,7 kg nesse período; e de 14,2 kg, 63,8 kg e 78,4 kg do parto até 90 dias pós-parto, repectivamente. Em vacas Girolanda de bom escore de condição corporal ao parto, a perda de 15,2% do peso nos três primeiros meses de lactação, e de 16,3% do peso até 180 dias pós-parto, não é suficiente para atrasar o reinício ou interromper a AOLC nos respectivos períodos.

The objective of this study was to evaluate the effect of weight loss on postpartum cross bred Holstein x Gir (HZ) cows in good body score condition (BSC = 3.5 to 4.5) at calving on the delay of beginning or on maintenance of ovarian luteal cyclic activity (OLCA). Cows were distributed in three treatments: Group I (n = 15), maintenance; Group II (n = 10) and Group III (n = 13); Groups II and III were feed restricted until 90 and 180 days postpartum, respectively. The weight and BSC were measured after calving and then weekly. The OLCA was evaluated by rectal palpation, estrous detection and milk progesterone level. Intervals from the calving to first estrous were 53.1, 63.2 and 51.2 days (P > 0.05), respectively, for the Groups I, II and III; weight loss were of 7.3 kg; 57.0 kg and 63.7 kg up to the first estrous, and of 14.2 kg, 63.8 kg and 78.4 kg up to 90 days postpartum, for the Groups I, II, and III, respectively. In cross bred (HZ) cows in good body score condition at calving, the weight loss of 15.2% of body weight in the first three months of milking, and of 16.3% up to 180 days postpartum do not arrest the beginning or impair the maintenance of OLCA.