11. Aplicabilidad de la genética en la granja acuícola Estrategias de crianza.

Transcripción

1 11.1 Estrategias de crianza. 11. Aplicabilidad de la genética en la granja acuícola Establecer procedimientos para obtener rasgos deseables en una población, heredados de una generación a la siguiente. Predecir numéricamente la eficiencia de los métodos de selección en base a la respuesta genética esperada para un determinado set de parámetros. Diseñar programas para salvaguardar los recursos genéticos en producción Estrategias de crianza Métodos de selección Diseño de programas de crianza Evaluación del cambio genético. Principal objetivo: Desplazar el valor medio del carácter deseado. Consanguinidad es inevitable pero reducirla al máximo. Depresión por consanguinidad= se afecta el carácter deseado y los relacionados con la capacidad reproductiva: Fecundidad. Tamaño del huevo. Viabilidad. ó con la eficiencia fisiológica: Deformidades. Tasa de crecimiento. Sobrevivencia. Se determina en base a la diferencia con la población base. Estrategias para reducir consanguinidad: Cruza entre cepas. Utilizar poblaciones grandes que se apareen aleatoriamente. Solo asegurarse que un gran numero de individuos contribuya con la progenie. Utilizar esquemas de cruza entre líneas diferentes. Eliminar cruza entre parientes cercanos. Cruza entre cepas para producir híbridos. Aumenta la heterosis ó vigor hibrido La descendencia sobrepasa el promedio de los padres de cierto carácter. Comparar con la línea parental o con la mejor línea disponible? 1) Habilidad combinada (GCA). Combinaciones entre cepas o poblaciones y medir la desviación estándar. Cuando la cruza se desvía de lo esperado (SCA). 2) Selección Reciproca Recurrente (RRS). Se utilizan cruzas tipo habilidad combinada y se evalúa la progenie. Se seleccionan solo los mejores padres y el resto son descartados junto con toda la progenie generada. Los individuos seleccionados se cruzan con miembros de su propia línea para producir la nueva generación de padres a ser probados. Desventaja: Puede ser muy largo dependiendo del ciclo de vida. 1

2 3 ) Sobre-dominancia El heterocigoto es superior a ambos homocigotos. 4 ) Cruza Diallel Cada línea es cruzada con otras líneas diferentes. Usual para establecer poblaciones base. Útil para introducir nuevos genes. Método simple y barato. Necesario probar cepas bajo las condiciones locales. (Padre domesticado) (Madre domesticada) No es usual en caracteres de interés. 5) Retrocruzas de tres y cuatro vías. Tres vías La F1 de dos líneas seleccionadas se cruzan con una tercera. 6) Poblaciones sintéticas. Se comienza con una cruza diallel (Líneas con separadas con cierta consanguinidad interna). Cuatro vías La F1 de dos líneas seleccionadas se cruzan con otras dos líneas. Retrocruzas La F1 se cruza con una de las líneas de origen. En acuacultura estos métodos son raramente usados. Los F1 se aparean aleatoria- o planificada- mente. Se espera un aumento de heterocigocidad. 7) Crianzas puras Mejora genética aditiva en largos periodos de tiempo. Evitar consanguinidad. Selección de padres que poseen solo los genes deseados. Seguimiento a full-sibs y half-sibs Métodos de selección. I. Selección Individual. Identificar y seleccionar los padres cuya progenie portará los rasgos seleccionados y mejorara en fertilidad y viabilidad (seis métodos). Mejor desempeño del fenotipo del individuo. El mas conocido y ampliamente usado, sobretodo en acuacultura. Se calcula la respuesta genética esperada para ciertos parámetros. La eficiencia de selección dependerá de la precisión con la que los animales sean evaluados. Correlación entre el valor verdadero y el estimado. Proporciona las respuestas mas rápidas. Requiere control ambiental. No hay control de la consanguinidad problemas a largo término. Ocupa organismos vivos por lo que algunos caracteres no se pueden evaluar (calidad de la carne, resistencia a enfermedades ó madurez sexual). 2

3 II. Selección del pedigree. Los organismos son seleccionados en base al desempeño de sus padres, abuelos o predecesor mas antiguo. Sin embargo recombinación y segregación lo pueden desviar después de dos generaciones. Depende de la información disponible que se tenga de los padres. No es muy usado en programas de selección modernos. III. Selección por familias. Cada familia es ranqueada de acuerdo al desempeño promedio de la familia. La familia entera es conservada o desechada. Los padres para la siguiente generación son seleccionados aleatoriamente de todas las familias seleccionadas. El diferencial de selección es función de las diferencias entre familias y no de los individuos. Útil cuando el rasgo seleccionado es de baja heredabilidad. Útil cuando el carácter deseado no es fácilmente medible. Ventaja: Se reducen los efectos individuales del medio ambiente al seno de la familia. Necesario marcar las familias y mantenerlas en condiciones similares. Entre mas grande es la familia hay mayor correspondencia entre los valores fenotípico y genotípico medios. Para evitar consanguinidad se debe tener entre 50 y 100 familias. Cada familia debe ser mantenida aparte. Costoso en términos de espacio. IV. Selección entre familias. El criterio de selección de la familia se da en base a que tanto se desvía cada individuo de la media de la familia. Es lo inverso a la selección por familias. Economiza espacio de crianza. Es el método de menor eficacia. La precisión de la selección depende de: Heredabilidad del carácter Tamaño de la familia (full-sibs ó half-sibs) Variación del medio ambiente entre familias. I= Selección Individual. F= Selección por familias. W= Selección entre familias. (Correlación fenotípica entre clases ó heredabilidad) V. Prueba de la progenie. VI. Selección combinada. Es la mejor evaluación del valor individual de crianza ya que los individuos son seleccionados en base al mejor desempeño de su progenie. Muy usual en especies poco prolíficas, en peces tiene poca ventaja si se usa la selección por familias. Sufre del intervalo generacional. Imposible aplicarlo en especies como el salmón. Puede usarse mas de un método de selección en los planes de crianza. Utiliza toda la información disponible: Datos del animal en si mismo. Full-sibs ó half sibs. Progenie Pedegree La precisión en la selección llega a ser del 100%. Su objetivo es obtener la máxima ganancia genética. En principio es el mejor método. 3

4 Ganancia genética (ΔG) Es el incremento mejorado por año ó la eficiencia de la selección. Depende de: Que tan bien hayan sido evaluados los animales. Intensidad de la selección. Magnitud de la diferencia con respecto al original. Que tan rápido sustituyen los hijos a los padres. Selección indirecta. Si queremos mejorar A, a través de un carácter B. Útil cuando el carácter tiene elevada heredabilidad y existe correlatividad entre ambos A y B. Preferible si: El carácter deseado es difícil de evaluar con precisión. ej. Resistencia a enfermedades, medir sobrevivienca. De esta forma se pueden comparar los diferentes métodos de selección. A es medible solo en un sexo y B en ambos sexos. Es costoso de evaluar ej. Eficiencia de conversión alimenticia, mejor evaluar tasa de crecimiento 11.3 Diseño de programas de crianza. Comenzar por una población de base. Combinar material genético de diferentes poblaciones para asegurar una selección de largo termino. Mantener alta la variación genética, reducir consanguinidad. Mantener un tamaño de población efectivo (# machos y hembras). Estrategias de apareamiento. Reproducción natural o artificial. Disponibilidad de reproductores maduros sexualmente. Tipo de reproducción. Estrategias de apareamiento. Puesta en masa. Reproductores en el mismo tanque cuando reproducción artificial es difícil. No se conocen los padres. Consanguinidad elevada. Anidado. Es el mas usado. El semen de un macho se usa para fertilizar varias hembras y vis. Útil cuando hay pocas hembras o machos disponibles. Puede haber efectos ambientales. Pares simples. El esperma de un macho se usa para fertilizar los huevos de una sola hembra; 1 vs 1, 2 vs 2, 3 vs 3. Resulta en poca precisión y baja ganancia génica. 4

5 Factorial completo. El semen de cada macho es usado para fertilizar los huevos de cada hembra y vis. Factorial parcial. El semen de un macho se usa para fertilizar los huevos de dos hembras diferentes, el del segundo macho par a una de las hembras fertilizadas por el primer macho y otra y así sucesivamente. RESUMEN 11.4 Evaluación del cambio genético. Un programa de selección genética exitoso requiere procedimientos precisos para estimar la ganancia génica. Objetivo: Monitorear y cuantificar los cambios genéticos en un programa de crianza. Esto implica la posibilidad de estimar las variaciones ambientales y genéticas. Marcaje adecuado de los padres. No hay programa de selección genética barato, comenzar por selección individual incluyendo migrantes para reducir consanguinidad. Posteriormente probar las familias. Incluir variaciones ambientales en las diferentes familias. Propósito: Consideraciones: Evaluar eficacia. Hacer ajustes. Documentar el progreso ($). Aumentar la competividad. MEDIO AMBIENTE DERIVA GENICA ALEATORIA ERRORES DE MUESTREO SELECCIÓN DE VARIABLES Como hacer una estimación precisa de la selección? 2) Selección divergente. 1) Usar una línea no seleccionada como control. 2) Aplicar selección divergente. 3) Cruzas repetidas y tendencia de análisis genético. 4) Respuesta a la selección relativa de machos y hembras. Se selecciona una línea opuesta a línea de interés. Se estima que la respuesta a ala selección es igual pero en direcciones opuestas. 1) Línea no seleccionada. - Reproducción aleatoria. - La respuesta se estima como la diferencia entre la media de ambas poblaciones. - Para poder estimar la diferencia genética y minimizar los efectos ambientales, esta línea debe derivar de la misma línea que la de Sin embargo son comunes respuestas asimétricas y por tanto no hay mucha precisión. Usualmente la línea control produce organismos con bajo desempeño. El problema es que la consanguinidad aumenta rápidamente. 5

6 3) Cruzas repetidas. Comparar con animales contemporáneos de las mismas generaciones. Comparar la descendencia de machos de diferentes generaciones cruzados aleatoriamente con una muestra aleatoria de hembras. 4) Respuesta a la selección relativa de machos y hembras. -Se evalúa el promedio de los valores para los sires (S) y para los dams (D). -También se evalúan los patrones de la descendencia, de los hij@s y niet@s. Se mide el cambio genético entre la vieja y la nueva generación. 4) Respuesta a la selección Uso de reproductores con valores estimados promedio se cruzan para obtener la nueva generación. Estos servirán a su vez para la nueva generación. Se compara el promedio de descendencia de la línea seleccionada con el promedio de los reproductores promedio. Tendencia de análisis genético Análisis de varianzas genotípicas y genotípicas. Aproximación estadística. Muy usada en acuacultura. Predicciones BULP ( Best Linear Unbaised Prediction) REML (Reestricted Maximim Likilihood) El problemas es que se limita el numero de caracteres a evaluar. Principales elementos de un plan de manejo Definir el objetivo del programa de crianza. Crear una población con una amplia variación genética. Seleccionar las estrategias de crianza. Escoger los métodos de selección. Identificar los animales. Diseño de apareamientos. Protocolo de prueba de las estrategias seleccionadas. Protocolo para registrar los rasgos del objetivo de crianza. Describir los sistemas para los procedimientos de selección. Estimar los parámetros de crianza. Protocolo de selección de los reproductores. Estimar los valores de crianza. Protocolo de control de las poblaciones. Evitar limitaciones y evitar efectos negativos de la selección. Planear la diseminación de los stocks mejorados organizar el trabajo de crianza. 6