|
|
 |
|
 |
|
Novedades
Selección Genómica |
|
|
| |
 Selección Genómica
Dr. Tom Lawlor, Director de Investigación, Holstein Association USA
Parece ser que la industria lechera siempre está cambiando, experimentando, reajustando, o probando algo nuevo. Lo “último” es en un área bien cerca a nuestros corazones, a saber, cruzamiento de ganado lechero. Y lo “último” se llama selección genómica.
La palabra genoma es una palabra elegante para todo el ADN de un animal. Así que, selección genómica es usar la información de ADN del animal para predecir su mérito genético y así seleccionar los mejores animales basados en esa predicción.
Suena simple y asombroso. Es extraordinario pensar que podemos en realidad seguir un gran número de piezas de ADN de una generación a la siguiente y entender lo que el ADN nos está diciendo. Sin tratar de explicar como todo funciona, permítame mencionarles algunos de los eventos claves de su progreso.
1. El genoma de la vaca fue ordenado secuencialmente, proporcionándonos el código completo de ADN, es decir, nosotros ahora sabemos todas las A, T, C, y G, de la base genética 1 a la base genética 3,000,000,000.
2. Se ha descubierto un gran número de cambios en el código genético, a saber, A cambiando a T, o C cambiando a G. Nosotros nos hemos enfocado en 54,000 de esos cambios para que nos ayuden a entender las diferencias que observamos entre los rendimientos vitalicios actuales de las vacas.
3. Se ha desarrollado comercialmente una máquina de fenotipo de alta capacidad de procesamiento llamada BovineSNP50.
4. El Dpto. de Agricultura de EE.UU. (USDA, por sus siglas en inglés) y la Asociación Nacional de Criadores (NAAB, por sus siglas en inglés) tuvieron la previsión de construir un banco de semen (fuente de ADN) de nuestros toros ancestrales antiguos, de los toros probados actuales y de los toros jóvenes. Este ADN, junto con las pruebas del toro, sirve como la información de la cual los genetistas pueden estimar el efecto de cada uno de esos 54,000 marcadores genéticos.
5. Nuevos procedimientos estadísticos han sido desarrollados para incorporar la información genómica dentro de nuestras evaluaciones genéticas actuales para producir GE-PTA (Genomic Enhanced-Predicted Transmitting Ability o Habilidad de Transmisión Predicha – Mejorada Genómicamente).
Los genetistas son en la actualidad capaces de hacer el genotipo de su animal, identificar cuales son los grupos exactos de 54,000 marcadores genéticos que su animal heredó, calcular las ventajas y desventajas asociadas con ese conjunto único de marcadores genéticos y predecir el mérito genético de su animal. Los resultados iniciales de esta investigación lucen muy promisorios.
Un estudio fue conducido en 3,500 toros Holstein que databan de los años 1950 hasta el presente. Uno de los exámenes de validación conducidos por el USDA incluyó utilizar datos hasta el 2003 y entonces tratar de predecir la información del presente, o en este caso, los PTA del 2007, que es lo que estaba disponible cuando el estudio fue conducido. La ventaja de usar el Promedio de Padres (PA-Parent Average) mejorados con información genómica, como herramienta de selección, es ilustrada en la Tabla 1.
Tabla 1. Ventaja de utilizar Promedio de Padres–Mejorado Genómicamente (Genomic Enhanced-Parent Average GE-PA) para Leche
Seleccionados con información del 2003 Número de Toros
Promedio
de Padres Mejorado
Genómicamente Igual Diferente
20 Mejores 1332 1518 10 10
40 Mejores 1225 1422 22 18
60 Mejores 1222 1337 35 25
80 Mejores 1178 1317 48 32
100 Mejores 1127 1238 67 33
Al momento que este estudio fue resumido, habían 261 toros nacidos en 2001 o 2002 que tenían PTA en 2007 con un alto nivel de confiabilidad. Nuestra discusión se enfocará en sus pruebas para Leche. Si en 2003 hubiéramos seleccionado los 20 Mejores toros para Promedio de Padres, ellos hubieran obtenido un PTA Leche de +1332. Sin embargo, si hubiéramos utilizado Promedio de Padres–Mejorado Genómicamente en el 2003, hubiéramos obtenido un mayor progreso (+1518 versus +1332).
De hecho, en todas las categorías, seleccionar los mejores toros para Promedio de Padres–Mejorado Genómicamente supera el uso tradicional de Promedio de Padres.
El segundo grupo de columnas en la Tabla 1 muestra que la razón detrás del más alto rendimiento es que nosotros hubiéramos seleccionado un grupo de toros ligeramente diferente. Entre los 20 Mejores toros, diez son toros nuevos y diferentes y no hubieran sido escogidos previamente. Al conocer el genotipo de los toros jóvenes, nosotros descubrimos no solamente que ellos vienen de buenos padres, sino también si ellos fueron o no afortunados de haber recibido de sus padres un conjunto de genes mejores que el promedio.
Conocer el genotipo de un animal nos proporciona mayor información para poder predecir el mérito genético del animal. Esta información adicional se refleja en la confiabilidad. Mientras un toro joven no probado tendrá una confiabilidad de 38% para una característica altamente heredable como es la leche, y alrededor de 25% para una característica poco heredable como DPR (Daughter Pregnancy Rate–Tasa de Preñez en Hijas), los GE-PA muestran un mejoramiento significante en sus confiabilidades, 54% para leche y 40% para DPR.
Nuevos Proyectos
Desde el primer día, la Asociación Holstein ha estado activamente envuelta en esta nueva iniciativa. Cuando la audaz idea de secuenciar el genoma de la vaca estaba en desarrollo, nosotros escribimos varias cartas de apoyo a las agencias federales de financiamiento explicándoles nuestra visión de como esta información impactaría la industria lechera. Muchos de nuestros miembros proporcionaron acceso directo a sus vacas y sus ADN para la identificación de los 54,000 marcadores genéticos. A través de varios años, nuestra Junta Directiva ha aprobado US$100,000 de apoyo para ayudar a adelantar los varios aspectos de este estudio y financiar algunos de sus desarrollos iniciales. Y ahora estamos en el medio de varios nuevos proyectos de investigación emocionantes.
Aunque el servicio de genotipo BovineSNP50 no está disponible comercialmente todavía, la Asociación Holstein, junto con la Universidad de Minnesota y el USDA, ha comprado los servicios de genotipo para 1,500 vacas para propósito de investigación. Los tres estudios en los que estamos involucrados son:
1. Validación de la habilidad de predecir de los GE-PTA en vacas Holstein de genética superior.
2. Descubrimiento de las regiones potenciales del genoma de la vaca donde es posible que residan los genes responsables de controlar la salud y fertilidad de un animal.
3. Identificación de cambios, a nivel de ADN, entre las vacas de los años 1960 versus las vacas actuales de alta genética.
Para el primer proyecto, el Comité de Avance Genético de la Asociación Holstein identificó varias categorías que representan características de interés, por ejemplo, vacas de alto Índice de Rendimiento Total en Vacas (CTPI por sus siglas en inglés), vaquillas de alto Índice de Rendimiento Total del Padre (PTPI por sus siglas en inglés), vacas de alto tipo, vacas de altos componentes, vacas con altos PTA para características de salud (Vida Productiva PL, DPR, Puntaje de Células Somáticas), vacas de alta producción vitalicia, etc. De estas categorías, las vacas fueron seleccionadas al azar y aproximadamente 500 dueños fueron contactados. Se le pidió a los participantes que recogieran muestras de sangre de las vacas seleccionadas y las enviasen al laboratorio de genotipo del USDA. Todas las vacas en los proyectos de investigación recibirán información de PTA o PA Mejorados Genómicamente.
Un subconjunto de cien hatos del primer proyecto fue identificado para el estudio de Salud y Fertilidad Alto-Bajo. Seis vacas por hato fueron seleccionadas, tres vacas con alto PTA para Tasa de Preñez en Hijas (DPR) y bajo PTA para Puntaje de Células Somáticas, y tres contemporáneas de establo con bajo PTA para DPR y alto PTA para Puntaje de Células Somáticas. Las diferencias en el ADN de estos dos grupos de vacas pueden indicar las áreas del genoma que contienen genes para salud y fertilidad.
El tercer estudio utiliza ADN obtenido de los dos primeros proyectos y lo compara con el ADN recogido del rebaño de la Universidad de Minnesota en Waseca de vacas resultantes del continuo uso de semen de toros disponibles en 1960. Nuestra esperanza es que podamos identificar genes que se han incrementado o disminuido a través del tiempo debido a nuestra presión de selección.
Cambio en PTA Leche a través del tiempo
Los investigadores claves involucrados en estos proyectos, sin ningún orden en particular, son los Drs. Curt VanTassell y Tad Sonstegard del Laboratorio Funcional Genómico Bovino del USDA; los Drs. Paul Van Raden, George Wiggans, John Cole y Duane Norman del Laboratorio de Programas de Mejoramiento Animal del USDA; y los Drs. Yang Da y Brian Crooker de la Universidad de Minnesota.
Cuando lea esta historia, muchos segmentos de la industria estarán preparándose para usar información genómica para determinar cuales toros jóvenes seleccionar, cuales vacas y vaquillas usar para transferencia de embriones, y cuales becerras puede que crezcan a llegar a ser esa “especial” que tendrá un gran impacto en el hato. Otros grupos ambiciosos tratarán otras ideas diferentes y novedosas, tales como encontrar las asociaciones entre diferentes genotipos con características de salud y fertilidad que han sido registrados privadamente, por ejemplo, fertilidad de machos, incidencia de diferentes enfermedades o desarrollo embrionario.
Los próximos años ciertamente serán interesantes. En la medida en que muchos misterios comenzarán a revelarse, otras preguntas, algunas que ni siquiera sabíamos que deberíamos preguntar, serán cuestionadas. Es posible que no hayan escuchado mucho sobre selección genómica anteriormente, pero tengo la impresión que estaremos hablando sobre este tema por muchos años venideros.
Holstein Association USA
One Holstein Place, Brattleboro, Vermont 05302-0808, USA
Tel: 802-254-4551 Fax: 802-254-8251
www.holsteinusa.com E-mail: international@holstein.com
|
|
|
|
|
|
|
