Por Eveline Willems DVM Equipo de Veterinarios, Soporte & Desarrollo, Topigs Norsvin
Actualmente la genómica aumenta la precisión en la medida de las relaciones entre los animales, teniendo como consecuencia el aumento del progreso genético en todos los caracteres hasta en un 30% o más.
Los avances en la genotipificación van rápido, por lo que es posible conseguir 660.000 marcadores moleculares, o incluso obtener la secuencia genética completa de los animales.
La cuestión clave en la selección genómica es conectar el rendimiento fenotípico a la composición genética de los animales.
Al tener conocimiento de esta relación, se puede seleccionar directamente utilizando la composición genética de los animales. En el campo de la genómica, los representantes del mercado internacional discuten con los científicos qué dirección tomar, qué oportunidades y qué desafíos.
Ahora que la genómica ha despegado, las discusiones son sobre la diferenciación y optimización de los modelos de selección.
El objetivo es ser lo más claro posible acerca de la dirección en la selección, y desarrollar las herramientas necesarias.
Esas herramientas son grandes bases de datos que contienen los fenotipos exactos, suficientes animales para seleccionar, un intervalo generacional corto y una gran precisión de los valores genéticos, como se presenta en la fórmula general de la mejora genética; donde:
Valores genéticos más precisos
La información del ADN de todos los animales de una línea pura asegura una matriz de relación de parentesco más precisa, lo que es una necesidad absoluta para un programa genético.
Además, la matriz tradicional de relación de parentesco utilizada en la estimación de los valores genéticos con selección genómica, ha sido sustituida por una matriz de relación genómica.
La evaluación genética basada en la matriz de relación parentesco aumentada con la información genómica, enfoque de un solo paso, podría ser igualmente eficaz para la adición de los efectos de SNP´s en los procedimientos de múltiples pasos.
Por lo tanto la selección genómica ahora se ha construido sobre los métodos tradicionales de selección mediante la modificación de las matrices de parentesco en los sistemas de evaluación actuales.
VENTAJAS DE UTILIZAR ESTE PROCEDIMIENTO DE UN SOLO PASO
- Simplificación de los cálculos
- Aumento de la capacidad para utilizar multi-carácter
- Aumento en la resistencia al sesgo de selección introducido por el uso de la evaluación genómica
- Mejora en la precisión de los animales no genotipados
Dependiendo del carácter, la exactitud del valor genético puede ser de 30% al 40% más alto con este enfoque de un solo paso comparado con la estimación tradicional del valor genético.
En programas de mejora genética, la selección genética aporta un aumento de la fiabilidad
La selección genómica en programas de mejora genética aporta un aumento en la fiabilidad de los valores genéticos estimados. Este valor añadido es más alto para los caracteres que actualmente tienen poca precisión al momento de la selección, como:
- Caracteres que tardan en expresarse -longevidad de las cerdas-
- Caracteres con baja heredabilidad -tamaño de camada-
- Caracteres propios del sexo -como fertilidad y olor sexual-
- Caracteres costosos y difíciles de medir -calidad de la carne, los candidatos seleccionados se tienen que sacrificar para obtener el fenotipo, comportamiento social, rusticidad-
Para dejar más claro lo que se describe podemos usar como ejemplo la fiabilidad de los valores genéticos para ciertos caracteres en un macho de línea materna.
- La fiabilidad de un animal aumenta con el tiempo cuando se acumula más información para calcular los valores genéticos.
- Al nacer, el valor genético esperado es simplemente el promedio de los valores genéticos del padre y la madre para todos los hermanos.
- Para atributos de finalización, la fiabilidad aumenta cuando los registros de rendimiento propio de ganancia, profundidad de lomo y espesor de grasa, así como consumo diario estén disponibles. Estos datos están disponibles al momento de seleccionar los animales.
- Posteriormente cuando los datos de rendimiento de la progenie estén disponibles la fiabilidad de los valores genéticos aumentará casi al 100 %. Esto quiere decir que hasta este momento el valor genético estimado es igual al valor genético real.
- Para caracteres reproductivos, al momento de la selección no hay registros disponibles propios de rendimiento. Más tarde, cuando los hermanos de un verraco comienzan a reproducirse, la fiabilidad va un poco hacia arriba. Una vez que la información de la progenie de los grupos de hijas está disponible la fiabilidad se incrementa en casi el 100%.
- La genómica aumenta la fiabilidad de los valores genéticos a temprana edad. Esto hace que sea posible incluir esta información de manera eficaz al momento de la selección. Por ejemplo, dos hermanos tendrán diferentes valores genéticos para el tamaño de camada en base a sus genotipos.
- Con el BLUP tradicional, se necesita esperar 700 días para obtener los datos de los grupos de hijas para diferenciar los valores genéticos de tamaño de camada entre hermanos
A través de una mayor fiabilidad de los valores genéticos aumenta la tasa de mejora genética y por lo tanto, el valor añadido que la mejora genética puede tener en la optimización de la cadena de valor de la carne de cerdo.
Este aumento en la fiabilidad de los valores genéticos también hará que el rendimiento de los animales sea más predecible en las granjas de los clientes. Los animales se pueden seleccionar con mayor precisión, lo que realmente ofrece un valor añadido en la cadena de valor de la carne de cerdo.
Vinculando el rendimiento de líneas cruzadas con el genotipo de las líneas puras
En la cría de cerdos, un cruce entre dos líneas maternas y una línea terminal es la combinación más utilizada -es decir, un cruce de tres vías-.
La combinación de dos líneas maternas se elige para mejorar el rendimiento en los caracteres reproductivos mediante el fenómeno de la heterosis.
Entendiendo como heterosis a la desviación del rendimiento en una línea cruzada en comparación con el rendimiento promedio de las dos líneas maternas.
La selección genética en razas puras se basa en la acumulación de efectos aditivos favorables, es decir, los efectos debidos a los genes individuales que actúan de forma independiente de generación en generación.
Un cruzamiento, sin embargo, es en gran medida -aunque no exclusivamente- en base a la disposición de los efectos de dominancia favorables en cada generación.
La dominancia es la relación entre alelos de un gen, en el que un alelo se expresa más que el segundo alelo en el mismo locus (es decir, posición genómica).
La dominancia juega un papel importante dentro de una línea: tener más marcadores heterocigotos es una ventaja.
Con la llegada de abundante información genómica, somos más capaces de calcular la heterosis y la dominancia.
Con esta nueva fuente de información, que no sólo puede mejorar nuestra comprensión de la arquitectura genética de caracteres complejos, sino también vamos a ser capaces de optimizar los propios cruzamientos, incluso en poblaciones de raza pura, a fin de encontrar al padre que produzca un mayor número de marcadores heterocigotos con una hembra específica.
Actualmente se invierte en gran medida en la comprensión de la heterosis y dominancia para poder predecir mejor el rendimiento en cruzamientos. Cada vez se utilizan más datos de selección genómica y de rendimientos en descendientes cruzados para seleccionar y reproducir líneas puras.
El fenotipo de la descendencia cruzada está vinculado con el genotipo de los padres de línea pura. Este siguiente paso en el uso de la selección genómica aumenta sustancialmente el progreso genético de los caracteres importantes a nivel comercial, llevando a la selección genómica más cerca de la producción comercial en la vida real.
El resultado es criar cerdos que cumplan mejor con las necesidades específicas de cada mercado alrededor del mundo.
Conclusiones
Las posibilidades parecen ser infinitas para mejorar aún más el progreso genético. Sin embargo, a menudo se incluyen las discusiones éticas respecto a los lanzamientos de nuevas técnicas.
La edición de genes es una técnica ya existente donde se inserta el ADN y sustituye o elimina del genoma mediante nucleasas manipuladas artificialmente.
Esta técnica aumenta la desviación estándar genética en la fórmula para la mejora genética. Aunque los resultados podrían ser favorables -ejemplo la creación de cerdos resistentes a Peste Porcina Africana por el Instituto Roslin-, los consumidores y políticos aún no aprueban el uso de esta técnica en programas de mejora genética en cerdos.
La tecnología de células madre permite acortar el intervalo generacional; un método posible es eliminar las células productoras de esperma de un verraco de IA, y sustituirlas por células similares a procedentes de un lechón de una semana de edad y con un alto valor genético, y ahorrar alrededor de seis meses del intervalo generacional en la vía macho.
Desarrollos menos éticos, están relacionados con caracteres difíciles de medir como resistencia o tolerancia a enfermedades. A menudo, estos caracteres se combinan en la palabra ‘rusticidad’. Sin embargo robustez incluye mucho más que sólo la salud.
Tecnología In vitro y organoides son ejemplos de desarrollos que soportan nuestro progreso genético en este campo especializado.