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Desarrollo de una plataforma en selección genómica enfocada en el progreso genético animal

Publicado: 20 de enero de 2016
Por: Navajas, E.A.1*; Ravagnolo, O.2; Aguilar, I.3; Ciappesoni, C.G.2; Peraza, P.1; Dalla Rizza, M.1; Montossi, F.2 1 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria, Unidad de Biotecnología, Uruguay 2 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria, Programa Nacional de Carne y Lana, Uruguay 3 Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria, Programa Nacional de Leche, Uruguay
Introducción
La selección genómica es una herramienta para acelerar el progreso genético y potenciar resultados económicos en las cadenas de valor, la cual ya está en aplicación a nivel internacional. Esta herramienta es el resultado de la convergencia de nuevas tecnologías como la genómica y la bioinformática en combinación sinérgica con los sistemas de evaluaciones genéticas donde se armonizan desarrollos en bioestadística y genética cuantitativa. Tomando como pilares fundamentales los sistemas nacionales de evaluación genética y el banco de ADN genómico animal, se ha iniciado la generación de una plataforma en selección genómica en base a iniciativas articuladas junto al sector productivo e instituciones públicas y académicas nacionales e internacionales y empresas conexas. Se describen a continuación los alcances de la propuesta y sus componentes principales.
 
Oportunidades a través de la selección genómica
Si bien la selección genómica puede entenderse como una forma de selección asistida por marcadores, la inclusión y evaluación simultanea de miles de marcadores le ha dado una dimensión diferencial que representa oportunidades para aportes significativos al mejoramiento genético. Las mismas surgen de la posibilidad incluir en la predicción de valores genómicos todos los genes o segmentos de cromosoma, incluso aquellos de efecto individual reducido pero cuyas sumatoria puede ser muy relevante en explicar la variabilidad genética de una característica productiva de importancia económica. Esto es muy importante ya que la mayoría de las características son el resultado de la acción de muchos genes de efecto de magnitud menor y sólo relativamente pocas tienen genes de efecto mayor. A través de los miles de marcadores y cubriendo una mayor proporción del genoma es posible lograr mejores precisiones al estimar el valor genómico de un animal, lo cual tiene particular relevancia en el caso de caracteres que no podemos medir directamente en el animal. Esto deriva en otra oportunidad que es la de mejorar genéticamente características que no se podían considerar previamente, a pesar de su importancia para las cadenas de valor, como son rendimiento de carne de una canal, el contenido de ácidos grados saturados en la carne o en la leche o la resistencia genética a enfermedades de herencia poligénica.
 
Implementación de la selección genómica
La selección genómica implica disponer de predicciones de las diferencias esperadas en la progenie (DEP o EPD, del inglés expected progeny difference) en base a la información que proviene de miles de marcadores (DEP/EPD genómicos). Su predicción para cualquier animal requiere de dos insumos: a) el genotipo del animal para todos los marcadores que se obtiene del genotipado de una muestra de su ADN y b) el conocimiento de la contribución de cada marcador para la característica de interés, la cual dependerá de su asociación con los genes que determinan la característica. El genotipado es realizado principalmente por empresas especializadas a nivel mundial en brindar este servicio. El segundo insumo requiere de la conformación de poblaciones de entrenamiento o de referencia integrada por volúmenes significativos de datos de las características de interés y del ADN de los animales respectivos.
La posibilidad de generar DEP/EPD genómicos nacionales depende de la capacidad de generar poblaciones de entrenamiento en el país. Es importante también considerar la importancia de la integración de esta información en los sistemas nacionales de evaluación genética en los cuales es factible integrar el componente genómico y así generar un DEP/EPD mejorado con mayor precisión. Esta mayor precisión, que además puede ser alcanzada a una edad más temprana del animal, está asociada a mayores tasas de progreso genético.
 
Desafíos de la selección genómica
Las oportunidades para el mejoramiento genético dadas por la posibilidad de contar con miles de marcadores también implican desafíos desde el punto de vista bioinformático tanto para el almacenamiento de datos y manejo de la información, como del análisis estadístico y predicción de DEP/EPD genómicos y mejorados. Estos desafíos no son específicos del Uruguay, sino una realidad existente en el mundo en casi todas las áreas de las “ómicas” y para los cuales existen alternativas y desarrollos científicos continuos. Podemos considerar desafíos a nivel país el profundizar la vinculación científica con el mundo a través del desarrollo de alianzas estratégicas con organismo de I+D+i que faciliten la actualización constante sobre los avances científicos significativos. Estas alianzas son clave para el fortalecimiento de la formación de técnicos e investigadores que puedan ser los interlocutores con el mundo y responsables de la I+D+i en el Uruguay.
Otro desafío muy significativo para la implementación de la selección genómica es la generación de las poblaciones de entrenamiento que permitan contar con DEP/EPD genómicos para las características de valor estratégico por su importancia económica en los sistemas de producción nacionales, la capacidad de diferenciar los productos pecuarios es un contexto internacional (de especial significado para un país orientado a la exportación de carnes), el mejoramiento del posicionamiento de la genética nacional y/o el impacto favorable en el medio ambiente. El país cuenta con infraestructura y procedimientos ya en marcha que permiten pensar en generar poblaciones de entrenamiento casi únicas en el mundo para características estratégicas. Un claro ejemplo en este sentido es la articulación trazabilidad-cajas negras-genómica-evaluación genética de manera de maximizar la mejora genética de la calidad de las canales que se producen. No menos importante es el potencial de las bases de datos existentes a nivel lechero, como de los sistemas de registros de enfermedades a través del los programas sanitarios y de vigilancia epidemiológica. La propuesta es trabajar en forma conjunta con las instituciones nacionales para lograr un potenciamiento recíproco de iniciativas valiosas para todos los actores de las cadenas de valor.
 
Desarrollo de una plataforma en selección genómica animal
La plataforma es un espacio de articulación de múltiples actores y en el cual convergen múltiples disciplinas con los objetivos de investigar, desarrollar e implementar la selección genómica integrada a los sistemas de evaluación genética en forma sustentable. Dicha articulación incluye vínculos y flujo de información ya existentes entre las sociedades de criadores e instituciones académicas que realizan las evaluaciones y la incorporación del banco de ADN genómico como otros de los pilares estratégicos de la plataforma. La generación de las poblaciones de entrenamiento es posible a través de la participación de los actores ya mencionados y la colaboración de nuevos socios de los sectores público y privado. El fortalecimiento de las capacidades bioinformáticas y la formación de los recursos humanos, son junto a las poblaciones de entrenamiento algunos de los componentes fundamentales a esta plataforma. En síntesis, la generación de la plataforma en selección genómica busca dar respuesta y resolver los desafíos con el objetivo de integrar las oportunidades que la selección genómica representa en el mejoramiento genético animal como contribución al fortalecimiento de la competitividad de las cadenas de valor pecuarias.
Temas relacionados
Autores:
Ing. Agr. PhD. Fabio Montossi
INIA Uruguay - Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria
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Gabriel Ciappesoni
INIA Uruguay - Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria
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Olga Ravagnolo
INIA Uruguay - Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria
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Elly Navajas
INIA Uruguay - Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria
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