innovaciones en genética animalinnovaciones en genética...

Innovaciones en Genética AnimalInnovaciones en Genética Animal

Juan Pablo Gutiérrez

http://www.ucm.es/info/prodanim/html/JP_Web.htm

FORO CYTED IBEROEKA “INNOVACIONES EN LA CADENA PRODUCTIVA DE

CAMÉLIDOS SUDAMERICANOS

ContenidoContenido• La información necesaria en MejoraGenética• El fundo experimental PACOMARCA

o Selección de caracteres

El fundo experimental PACOMARCA• Resultados de investigación

o Selección de caracteres

oAnálisis sobre variabilidad de la fibrao Relación Fibra‐Morfología

oUn gen mayor para caracteres de fibrao Índices de Selección

oAnálisis sobre variabilidad de la fibra

o Índices de Seleccióno Heredabilidades caracteres secundarios

T t l d i ti ió

oGenética de la medulación

•Temas actuales de investigacióno SelecciónGenómica

http://www.ucm.es/info/prodanim/html/JP_Web.htm• Leyendas sobre mejora genética

oGenética de la medulación

Contenido

El información necesaria en El información necesaria en MejoraGenética


MejoraGenética

Objetivos de

¿Qué deseamos mejorar?

selección

Criterios de

¿Más de un objetivo/criterio?¿Nuevos objetivos/criterios?

Rendimientos

Criterios de selección ¿Qué debemos medir? Calidad de la

informaciónRendimientos

GenealogíaTransferencia

Valores genéticos90

95

100

105

110 Inseminación

85

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

MIC SD CONF CV

Atajos? PaternidadesAtajos?Mejoras?

PaternidadesSelección asistida por marcadoresSelección Genómica


Contenido

El fundo experimental El fundo experimental PACOMARCA


PACOMARCA

PACOMARCA

MejoraGenética Nutrición y

AlimentaciónManejo

PACOMARCAReproducción SanidadReproducción Sanidad

Animal

Fibra

OBJETIVO:Creación de un hato de Alpacas extra finas para apoyar la mejora de la


Creación de un hato de Alpacas extra finas para apoyar la mejora de la calidad de fibra en hatos de pequeños criadores.

Corrales de manejo


Apareamiento controlado


Nave de exposición


Esquila eficiente


Toma de muestras


Fi h

Software PacoPro 4.3•Ficha

Individual

•Registro ProducciónProducción

•RegistroRegistro genealógico

•Registro Sanitario

•Existencias


S l ió d o Selección de caracteres

A áli i b i bilid d d l fibo Relación fibra‐morfología

oUn gen mayor para caracteres de fibraÍ d d l ó

oAnálisis sobre variabilidad de la fibra

o Índices de seleccióno Parámetros genéticos caracteres secundarios

Resultados de investigaciónResultados de investigación


Heredabilidades y correlaciones genéticas

Diámetro Fibra

Coefic Variación

Peso vellón

LongitudMecha

Intervalo entre esq.

Valor Textil

Diámetro 0 41 0 03 0 12 0 10 0 40 0 75Diámetro Fibra 0,41 0,03 0,12 0,10 -0,40 -0,75Coefic Variación 0,32 0,41 0,18 0,02 0,13Peso vellón 0,10 -0,03 -0,13 0,49Longitud 0 07 0 40 0 04gMecha 0,07 0,40 -0,04Intervalo entre esq. 0,06 0,18Valor Textil 0,16

Criterio de selección en 2007: VALOR TEXTIL


HEREDABILIDADES Y CORRELACIONES GENÉTICAS

RELACIÓN FIBRA / MORFOLOGÍA (HU 2015)

MIC SD CONF CV DEN RIZ CAB CAL BAL


MIC 0.326 0.662 -0.959 0.112 -0.088 -0.290 -0.258 0.061 -0.151

SD 0.381 -0.724 0.815 -0.266 -0.521 -0.126 0.073 -0.114

CONF 0 231 0 236 0 093 0 290 0 210 0 081 0 103CONF 0.231 -0.236 0.093 0.290 0.210 -0.081 0.103

CV 0.270 -0.301 -0.468 0.028 0.053 -0.055

DEN 0.246 0.766 0.113 -0.060 0.227

RIZ 0.299 0.293 0.127 0.409

CAB 0.348 0.666 0.922

CAL 0.357 0.799

BAL 0.187MIC: Micronaje DEN: Densidad de la fibraMIC: MicronajeSD: Desviación EstándarCONF: Factor de ConfortCV: Coeficiente de variación

RIZ: Rizado de la fibraCAB: Morfología de la cabezaCAL: CalceBAL: Balance (conformación general)


CARACTERES REPRODUCTIVOS (2015)

Heredabilidades:• Edad al primer servicio 0,18 HU 0,12 SUp , ,

• Edad al primer parto 0,33 HU 0,11 SU

• Duración de la gestación 0,11 HU 0,00 SU

• Intervalo entra partos 0,06 HU 0,07 SU

HUACAYA: CORRELACIONES GENÉTICAS DÉBILES O INEXISTENTES CON CARACTERES DE FIBRA Y MORFOLÓGICOS

POSIBILIDAD DE INCORPORAR ALGÚN CARÁCTER EN EL ÍNDICE DE SELECCIÓN

SURI: CORRELACIONES GENÉTICAS FAVORABLES


CARACTERES DE CRECIMIENTO

Heredabilidades directos/maternos:Heredabilidades directos/maternos:• Peso al nacimiento 0,10 / 0,20 HU 0,14 / 0,24 SU

• Peso al destete 0 43 / 0 26 HU 0 39 / 0 31 SU• Peso al destete 0,43 / 0,26 HU 0,39 / 0,31 SU

• Ganancia Diaria Predestete 0,46 / 0,28 HU 0,20 / 0,36 SU

• Supervivencia a los 15 Días 0 03 / 0 02 HU 0 12 / 0 06 SU• Supervivencia a los 15 Días 0,03 / 0,02 HU 0,12 / 0,06 SU

CORRELACIONES GENÉTICAS ¡¡¡¡DESFAVORABLES!!!! CON CARACTERES DE FIBRA

ANIMALES MEJORES PARA FIBRA SON MÁS PEQUEÑOS

NECESIDAD DE CREAR UN ÍNDICE SI INTERESAN AMBOS OBJETIVOS

RECOMENDABLE RECONSIDERAR LA POLÍTICA NACIONAL SOBRE MEJORAMIENTO DE ALPACAS


Crecimiento de la fibra en función de la edad

RELACIÓN MEDIA-VARIABILIDAD

Crecimiento de la fibra en función de la edad


I fl i d l d d ñ


Evolución del diámetro de fibra en función de la edad

Influencia de la edad en años

24,5

23,5

22 554321

22,5


• Parámetros Genéticos del diámetro de fibra en diferentes esquilas



• Parámetros Genéticos del diámetro de fibra en diferentes esquilas

Primera 2ª 3ª+4ª ≥5ª Ambientepermanente

Primera 0.659 0.891 0.766 0.760 0

2ª 0.697 0.953 0.904 0

3ª+4ª 0.610 0.980 0

≥5ª 0 540 0 111≥5ª 0.540 0.111


RELACIÓN MEDIA-VARIABILIDADEs preferible algo más de grosor de fibra si noEs preferible algo más de grosor de fibra si no

crece con la edad• Modelo para variabilidad ambiental

20u

CorrelaciónGenéticayijk = bi + uj + pk + e ijk

½ (b*i + u*j + p*k)

2 2 ** 2

* *

0| ,

* 0u u u

u uu u u

uN

u

A 0.968

M d li d l i i t d l diá t d fib l d d• Modelizando el crecimiento del diámetro de fibra con la edad:

tx y a p Wf e

2u u u u

CorrelaciónGenética

2a a p

a p p

u u u u

u u u u

G 0.903


UN GEN MAYOR EN FIBRASURI Diám Fibra Desv Tip Fact Conf CV Diám Fibra Desv Tip Fact Conf CV

Var Residual 4,040 0,650 100,410 5,920 4,000 0,630 97,220 5,940Var Amb Perm 1,600 0,240 36,660 3,310 1,220 0,120 13,480 2,470

Var adit poligénica 7,260 1,130 80,470 5,510 3,420 0,370 26,060 1,910p g , , , , , , , ,h2 0,560 0,560 0,360 0,370 0,390 0,320 0,190 0,180

Efecto aditivo 5,240 2,270 17,060 4,070Efecto dominante -2,550 -0,970 12,520 -2,010Frecuencia alelo A 0,820 0,810 0,320 0,710

% Var poligén explicada 52,89% 67,26% 67,62% 65,34%a/SD= 1,94 2,14 1,90 1,73d/SD= 0,95 0,91 1,40 0,86

HUACAYO Diá Fib D Ti F C f CV Diá Fib D Ti F C f CVHUACAYO Diám Fibra Desv Tip Fact Conf CV Diám Fibra Desv Tip Fact Conf CVVar Residual 4,250 0,500 100,410 5,920 4,220 0,500 91,580 4,400

Var Amb Perm 1,580 0,150 36,660 3,310 1,350 0,120 6,690 1,820Var adit poligénica 3,460 0,450 80,470 5,510 1,510 0,220 15,950 1,990

h2 0 370 0 410 0 360 0 370 0 210 0 260 0 140 0 240h2 0,370 0,410 0,360 0,370 0,210 0,260 0,140 0,240Efecto aditivo 4,410 0,520 15,200 3,710

Efecto dominante -1,790 2,390 13,400 -1,870Frecuencia alelo A 0,850 0,050 0,260 0,820

% Var poligén explicada 56 36% 51 11% 58 19% 45 63%% Var poligén explicada 56,36% 51,11% 58,19% 45,63%a/SD= 2,37 0,78 2,46 1,94d/SD= 0,96 3,56 2,17 0,98


UN GEN MAYOR EN FIBRA

Indexed genetic

Alelo FD(µm)

Valores de cría

(BLUP)

Indexed genetic values (µm)

(µ ) (BLUP)Huacaya Suri

199 22 17 85 100A -1 74 -1 29199 22.17 85.100 -1.74 -1.29189 21.48 88.918A -1.29 -0.96201 22.49 92.520A -0.87 -0.65197 22.87 92.920A -0.82 -0.61203 21.65 93.656A -0.74 -0.55

A205 24.10 96.312A -0.43 -0.32195 30.58 137.716B 4.41 3.27


ÍNDICES DE SELECCIÓN

Carácter PACOMARCA ICAR

Diámetro de la Fibra -22% -50%

Desviación Estándar -17% -

Factor de Comfort 8% -

CV - -50%

Densidad 13% -

Rizado / Rulo 20% -

Cabe a 10%Cabeza 10% -

Cobertura 5% -


Aspecto General 5% -

RESPUESTAS GENÉTICAS ESPERADAS


TENDENCIA GENÉTICA DE CARACTERES MORFOLOÓGICOS (2012)

120

( )

115

110

105

100

951992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012


1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

DE CR HE CO BA

R. Morante. F. Goyache. A. Burgos. I.Cervantes. M.A. Pérez-Cabal. J.P. Gutiérrez. (2010). PACOMARCA:Alpaca Fibre Improvement: Genetic improvement for alpaca fibre production in the Peruvian Altiplano: ThePacomarca experience. AGRI. 45: 37-43. Doi: 10.1017/S1014233909990277

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G tié J P V L P A M t R B A C t I Pé b l M A (2011) G tiGutiérrez. J.P.. Varona. L.. Pun. A.. Morante. R.. Burgos. A.. Cervantes. I.. Pérez-cabal. M.A.. (2011) Geneticparameters for growth of fibre diameter in alpacas. Journal of Animal Science. 89:2310-2315.

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Cruz, A., Cervantes, I., Burgos, A., Morante, R., Gutiérrez, J.P., (2015) Estimation of genetic parameters forreproductive traits in alpacas. Animal Reproduction Science, 163: 48-55.p p p

Cruz, A., Cervantes, I., Burgos, A., Morante, R., Gutiérrez, J.P., (2016) Genetic parameters estimation forpreweaning traits and their relationship with reproductive, productive and morphological traits in alpaca. Animal,in press.


Contenido

El horizonte de la seleccióngenómica


Selección genómicaSelección genómica Fundamento: se puede usar la información

de un gran número de marcadores para i l l é i iestimar el valor genético sin tener un

conocimiento preciso de dónde están localizados los genes en el genomalocalizados los genes en el genoma.

SNP: Single Nucleotide Polymorphism


Selección genómicaSelección genómica

Población de ReferenciaDatos + SangreDatos + Sangre

Animales representativos buenos y MALOS valorados genéticamene

con elevada precisiónd l

Efecto de los marcadoresNo menos de 1000 animales

Población de Aplicación Población de ValidaciónGenotipos

¡¡SIN DATOS!!

AplicaciónValores genéticos

¡¡SIN DATOS!! ¡¡SIN DATOS!!


Selección genómicaSelección genómica Ventajas:

Se puede valorar genéticamente áanimales de los que no se dispone más

información que la muestra de sangre.Aumenta la precisión de las valoraciones Aumenta la precisión de las valoraciones.

Inconvenientes: Inconvenientes: COSTE (100 $ por animal -> 100,000 $

sólo para estimar efectos de marcadores)sólo para estimar efectos de marcadores) Necesidad de reestimar efectos de SNPs

cada aproximadamente 2 generaciones: 10 años


GRATIS sí

Selección genómicaSelección genómica Limitaciones en alpacas:

No se dispone de 1000 animales t ti l d éti t representativos valorados genéticamente con

elevada precisión pero se dispone de una población de 4 millones de animalesp

¡¡¡ORGANIZACIÓN!!! El coste del genotipado es elevado

Se podría repartir el coste entre millones de alpacas

¡¡¡ORGANIZACIÓN!!!¡¡¡ORGANIZACIÓN!!! El precio del genotipado bajará No hay otro país que lo pueda hacery p q p

¡¡¡ORGANIZACIÓN!!!


Contenido

Genética de la Medulación


Objetivo: Fibras Objetivo: Fibras ameduladasameduladasNo pica el diámetro, pica la médulaHay una fuerte relación entre grosor y medulación

2 * 3* 4 *Índice Fragmentadas Discontinuas Continuas Fuerte

Resultados provisionales:NoMeduladas Indice Medulación DF SD CVNo Meduladas Indice Medulación DF SD CV

No Meduladas 100% ‐93% ‐74% ‐67% 19%Indice Medulación ‐93% 100% 79% 82% ‐4%

Implementando primeras valoraciones genéticas para el carácter medulaciónel carácter medulación

Otras aproximaciones…


Contenido

Leyendas sobre Mejoray jGenética


Leyendas sobre el MejoramientoLeyendas sobre el Mejoramiento Mitos:

Mejora Genética = Importar GenéticaMejora Genética Importar Genética Importar genética es comprar mejora genética Puede ser útil inicialmente pero:

Sistema de producción debe ser similar Siempre dependientes de otros

l l Las alpacas no las mejoran otros

Mejora Genética = I.A. o Transfer. Embriones Las técnicas reproductivas son excelentes

para maximizar el progreso genético al difundir los mejores genotipos pero si no se difundir los mejores genotipos pero si no se identifican éstos, se difunde otra cosa…


GRACIAS


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