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Aplicación de la Genómica en ganado Holstein en México.

Publicado: 16 de septiembre de 2013
Por: MC Hugo O. Toledo Alvarado, PhD Felipe de J. Ruíz López. Centro Nacional de Investigación en Fisiología y Mejoramiento Anima. INIFAP SAGARPA.
Introducción
 
Toda la información que se necesita para crear a un ser vivo, ya sea una bacteria, un vegetal, una persona o una vaca está contenida en su ADN (Genoma). El ADN, cuyo papel principal es el de almacenamiento y transmisión de la información genética, está compuesto por cuatro bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y adenina.Estos nucleótidos están unidos por una desoxirribosa y un grupo fosfato. La información genética dependerá entonces del ordenamiento de estos nucleótidos, ya que un segmento de ADN con una combinación específica de nucleótidos o genproducirá una proteína en particular. El ADN se enrolla y se empaqueta de forma natural durante la división celular, esto forma los cromosomas, por lo que cada especie tiene un determinado número de cromosomas dependiendo del tamaño de su genoma.
 
Aplicación de la Genómica en ganado Holstein en México. - Image 1
 
¿Qué es la Genómica?
 
La genómica es el conjunto de ciencias y técnicas dedicadas al estudio integral del funcionamiento, el contenido y el origen de los genomas. Para poder estudiar el efecto y las diferencias del ADN en los seres vivos se utilizan diferentes herramientas que detectan variaciones en el ADN de un individuo a otro. Cuando las diferencias se detectan a nivel de una sola base nitrogenada, se les conoce como Polimorfismos de Nucleotido Simpleo SNP (por sus siglas en ingles Single NucleotidePolymorphism). Los SNP se pueden detectar con chips que actualmente comercializan algunas empresas privadas.  Los SNP no son genes, sin embargo, su ubicación se puede asociar a genes o de más interés para nosotros,  a los genes asociados a características económicamente importantes. Actualmente en bovinos existen arreglos de SNP en chips: con 6,909 SNP (baja densidad, BD),  con 54,609 SNP y con 777,962 SNP (Alta Densidad, AD). Estos chips se empezaron a comercializar desde al año 2007 y esto permitió incluir la información genómica en evaluaciones genéticas del ganado lechero.
 
¿Que son las predicciones genéticas?
 
La selección de animales superiores para múltiples características o para características que no se pueden medir directamente en el animal, como es la producción de leche en el caso de los toros, requiere de estimaciones estadísticas que predigan el valor genético real del animal. Para realizar estas predicciones se utiliza la información del animal y la de sus parientes así como la medición del grado del parentesco entre el animal con registro productivo y el animal a evaluar. Con estos datos se calcula, a través de procesos matemáticos,la habilidad de Transmisión Predicha o HTP, además de la precisión con la que se predice el HTP. La precisión depende en general de la calidad y de la cantidad de información disponible, por lo que, en un becerro joven, las precisiones de sus HTP son generalmente bajas por que solo se usa la información de sus padres. En un toro joven la precisión es mediana por que se usa la información de sus padres y ya existe información de sus primeras hijas. En un toro adulto la precisión de la evaluación es alta regularmente ya que se usa una gran cantidad de información de su progenie y la información de sus padres por lo que se le conoce también como un toro probado.
 
¿Y las predicciones genómicas?
 
Las predicciones genómicas utilizan la información aportada por la constitución genómica del animal (los resultados del chip de SNP de cada animal) y la de los resultados de sus familiares. Toda esta información se incluye en el análisis estadístico y modifica las precisiones de los HTP, ya que podemos saber que segmento de ADN específico fue heredado y su relación con las características de producción por lo que son de gran utilidad sobre todo en becerros y toros jóvenes en donde la precisión es baja de inicio. En un semental sin información de producción la información en la que se basa el cálculo de su superioridad genética depende en un 70% de la información genómica y un 30% la información de sus padres. En un semental con una primera lactación de sus hijas la genómica representa el 27% de la información utilizada, el 11% la información provendrá de sus padres y aproximadamente el 62% de la información provendrá de las hijas. En un Semental con hijas con dos o más lactaciones se usa un 10% de información genómica, un 4% de la información de los padres y un 86% de la información de producción de sus hijas. Esto significa que el impacto de la información genómica sobre la valoración genética de un animal es mucho mayor en animales jóvenes sin información de producción para una selección temprana, esto es de gran importancia ya que el cambio genético depende del intervalo generacional y de la precisión, y la genómica ayuda a disminuir este intervalo generacional al seleccionar animales másjóvenes y también al aumentar la precisión de las evaluaciones.
Cuando un animal no tiene información de pedigrí y no existe información de producción, no se pueden hacer predicciones respecto a su valor genético. Sin embargo, cuando se cuenta con evaluaciones genómicas y estos animales son genotipificados, se puede hacer una estimación de su valor genético con una precisión mediana lo que nos permite incorporar a estos animales a los procesos de mejoramiento genético (tomar decisiones sobre la utilización de estos animales en  nuestros programas de reproducción). Es importante mencionar que la genotipificación NO sustituye la información de pedigrí y de producción, más bien la complementa, y mientras mejor sea la información del hato mejores resultados tienen las evaluaciones genómicas.
 
Otros usos de la genómica
 
El uso de la genómica no se limita a las predicciones de HTP genómicos, también es de gran utilidad en la identificación de animales y verificación de pedigrís. La genómica nos permite tomar decisiones para la eliminación y selección temprana de animales, ya que se puede determinar el mérito genético de animales de élite a una edad más joven y con esto se facilita el desecho y reemplazo de animales en corto tiempo. También cabe mencionar que la utilidad de la genómica es mayor en características en donde la heredabilidad es baja, como es el caso de características de fertilidad o de duración de vida productiva, en donde la genómica aumenta la precisión de las evaluaciones.
 La genotipificación también permite la detección de defectos genéticos para poder reducir su frecuencia y tomar decisiones de apareamiento que no afecten la producción del hato. En las evaluaciones genómicas que actualmente se realizan en la Asociación Holstein de México, se incluye: la identificación del animal y padres, detección del complejo de malformación vertebral (CVM), de la deficiencia de adhesión leucocitaria bovina (BLAD), de deficiencia de uridinamonofosfatosintetasa (DUMPS), se detectan tres haplotipos que tienen impacto negativo en la fertilidad, así como citrullinemia, beta caseína A/B, kappa caseína y leptina. 
 
¿Qué falta?
 
Actualmente los valores genómicos (Habilidades de Transmisión Predicha Genómica o HTPG) se calculan con base en poblaciones de referencia de EUA, por lo que es de suma importancia el trabajo con la información nacional. Holstein de México y el INIFAP deben continuar recopilando datos de producción, conformación, reproducción, y pedigrí, para contar con una base de datos confiable y mejorar las predicciones de valores genéticos. También se debe genotipificar la mayor cantidad de individuos y en especial a toros y vacas que tengan impacto en otros animales. Con la información genómica (genotipos) de producción de conformación, de componentes de la leche, de longevidad y de pedigrí se podrá crear una población de referencia para poder realizar las evaluaciones genómicas nacionales y con esto mejorar la selección de animales jóvenes.Si logramos lo anterior, podremos alcanzar mejores respuestas al mejoramiento genético de características de interés. Se espera que con las evaluaciones genómicas se aumenten las tasas de ganancia genética, se corrijan errores de pedigrí, se tomen mejores decisiones de eliminación de ganado y de elección de parejas para producir reemplazos. Además de tener una ganancia adicional en la información el ganado élite que puede ser comercializado. Todo esto deberá tener un impacto económico favorable en las ganaderías del país.
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Autores:
Felipe de J. Ruíz López
INIFAP México
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Enrique Julián Humpire Zapana
28 de septiembre de 2013
Dr. Felipe, cuando cita a Kappa caseína se lee AA, AB,BB,BE ¿Cómo se interpreta cada uno de ellos y si afecta o no? muchas gracias
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