Un Programa de Mejoramiento Un Programa de Mejoramiento Genético para Ovinos de LecheGenético para Ovinos de Leche

P.A. OltenacuP.A. OltenacuDepartmento de ZootecniaDepartmento de Zootecnia

Universidad de CornellUniversidad de CornellIthaca, NY EE. UU.Ithaca, NY EE. UU.

Traducción al español:

Robert W. Blake

¿Por qué un programa de ¿Por qué un programa de mejoramiento animal es mejoramiento animal es

importante?importante?

La eficiencia productiva es un factor La eficiencia productiva es un factor principal que afecta la sustentabilidad principal que afecta la sustentabilidad de cualquier industria pecuaria de cualquier industria pecuaria

Un programa de mejoramiento Un programa de mejoramiento genético es la única vía disponible genético es la única vía disponible para incrementar la eficiencia para incrementar la eficiencia biológica de producción de leche y biológica de producción de leche y mantenerse competitivosmantenerse competitivos

Factores importantes en los Factores importantes en los programas de mejoramientoprogramas de mejoramiento

¿¿Cuál es el objetivo del mejoramiento? Cuál es el objetivo del mejoramiento? ¿¿Cuáles rasgos requieren ser mejorados? Cuáles rasgos requieren ser mejorados? ¿¿Qué tan importantes son los diferentes Qué tan importantes son los diferentes rasgos entre ellos mismos?rasgos entre ellos mismos?

¿¿Qué y a quiQué y a quiéénes medimos? ¿Cuáles nes medimos? ¿Cuáles rasgos? ¿Cuáles animales?rasgos? ¿Cuáles animales?

¿¿Cuántos y cuáles animales habría que Cuántos y cuáles animales habría que selecciónar como padres de la próxima selecciónar como padres de la próxima generación?generación?

¿¿Cómo apareamos los machos y las Cómo apareamos los machos y las hembras seleccionados?hembras seleccionados?

Objetivos genéticos

Estrategias de mejoramiento

Medición de rasgos

• leche, ganancia de peso, etc.

• machos vs hembras

• prueba de progenie

• núcleo vs población

Estimación de valores genéticos

• fenotipos

• pedigré

• BLUP y modelo animal

• marcadores genéticos

Tecnologías reproductivas

• Monta natural

• IA

• MOET (¿OMTE?)

Selección y descarte

• evaluación genética

• balanceo en la tasa de cambio genético

Apareamiento

Estructura de los programas de Estructura de los programas de mejoramientomejoramiento

El componente de mejoramiento El componente de mejoramiento genético:genético: ¿Cómo determinamos cuáles ¿Cómo determinamos cuáles son los animales genéticamente son los animales genéticamente superiores?superiores?

El componente de diseminación:El componente de diseminación: ¿Cómo se diseminan rápidamente los ¿Cómo se diseminan rápidamente los genes de animales superiores en la genes de animales superiores en la población de animales de producción?población de animales de producción?

Estructura piramidal de la población Estructura piramidal de la población

Principios de mejoramiento Principios de mejoramiento genético por seleccióngenético por selección

Mejores fenotipos Mejores fenotipos ΩΩ mejores genotipos mejores genotipos Si se usan los mejores genotipos como Si se usan los mejores genotipos como

padres, los genes buenos pasan a los hijos padres, los genes buenos pasan a los hijos Se esperan mejores fenotipos de la Se esperan mejores fenotipos de la

progenie con mejores genotipos progenie con mejores genotipos El comportamiento productivo de la El comportamiento productivo de la

población se mejora con el tiempo si se población se mejora con el tiempo si se seleccionan los padres con mejores seleccionan los padres con mejores genotipos en el rasgo de interés. genotipos en el rasgo de interés.

Factores que afectan la tasa de Factores que afectan la tasa de cambio genéticocambio genético

La tasa de cambio genético es La tasa de cambio genético es proporcional a cuatro factores:proporcional a cuatro factores:

– La precisión de la selecciónLa precisión de la selección– La intensidad de la selecciónLa intensidad de la selección– La variación genéticaLa variación genética– El intervalo generacionalEl intervalo generacional

∆∆gg == ((rrVG,EVGVG,EVG)) ii VGVG // L = ∆G/LL = ∆G/L

Precisión de selecciónPrecisión de selección el grado de el grado de correlación entre el verdadero VG y su correlación entre el verdadero VG y su pronósticopronóstico

Intensidad de selecciónIntensidad de selección qué tan qué tan “minuciosos” somos en decidir los individuos “minuciosos” somos en decidir los individuos elegidos como padreselegidos como padres

Variación genéticaVariación genética la variabilidad entre la variabilidad entre VGs (rasgo) dentro de una poblaciónVGs (rasgo) dentro de una población

Intervalo generacional Intervalo generacional el tiempo requerido el tiempo requerido en sustituir una generación con la siguienteen sustituir una generación con la siguiente

La tasa de cambio genéticoLa tasa de cambio genético

La precisiónLa precisión puede ser incrementada con puede ser incrementada con acciones para aumentar la heredabilidad del acciones para aumentar la heredabilidad del rasgo de interés:rasgo de interés:

– Un manejo uniforme de los animalesUn manejo uniforme de los animales– Mediciones cautelosas y registros precisosMediciones cautelosas y registros precisos– Ajustes para los efectos ambientalesAjustes para los efectos ambientales– Uso de grupos contemporáneosUso de grupos contemporáneos– Uso de tecnología para el pronóstico Uso de tecnología para el pronóstico

genéticogenético Índices de selección, BLUP, MAÍndices de selección, BLUP, MA

Partición de la ecuación clavePartición de la ecuación clave

Machos Machos vsvs hembras hembras precisión, intensidad e precisión, intensidad e intervalo generacional frecuentemente son intervalo generacional frecuentemente son diferentes entre diferentes entre y y

∆ ∆gg=[(=[(rrVG,VGEVG,VGE i) i)mm+ (+ (rrVG,VGEVG,VGE i) i)hh] ] VGVG//LLmm++LLhh

= (= (∆G∆Gmm + + ∆G∆Ghh) ) / L/ Lmm + L + Lhh

Método de 4 senderos para especies lecheras Método de 4 senderos para especies lecheras muchos rasgos no pueden ser medidos en muchos rasgos no pueden ser medidos en

∆ ∆gg=(=(∆G∆GPPPP+ + ∆G∆GPMPM+ + ∆G∆GMPMP+ + ∆G∆GMMMM))

//LLPPPP+L+LPMPM+L+LMPMP+L+LMMMM

Diagrama del flujo de genes en un programa genético de

4 víasPadres de padres

Machos jovenes para prueba de

progenie y diseminación

Hembras de reemplazo

Padres de M Madres de P Madres de M

PP MP PM MM

Programas de mejoramiento de Programas de mejoramiento de ovinos lecheros: Lacaune (raza ovinos lecheros: Lacaune (raza

francesa)francesa)

El programa más exitoso en el mundo El programa más exitoso en el mundo de hoy. Empezó en los 1960s.de hoy. Empezó en los 1960s.

Se puede aprender mucho de la Se puede aprender mucho de la historia de este programa. Logró historia de este programa. Logró desarrollar una de las razas más desarrollar una de las razas más productoras de leche en Lacaune. productoras de leche en Lacaune.

Historia del programa de Historia del programa de mejoramiento de la raza Lacaune mejoramiento de la raza Lacaune

(1)(1) En 1999 la producción de leche ovina fue de 234 En 1999 la producción de leche ovina fue de 234

millones de litros con un 76% proveniente de la millones de litros con un 76% proveniente de la región Roquefort donde Lacaune es la raza localregión Roquefort donde Lacaune es la raza local

Sin embargo, en 1960s una producción de leche Sin embargo, en 1960s una producción de leche estancada era una seria preocupación en las estancada era una seria preocupación en las queseríasqueserías

Las dos razones principales identificadas para Las dos razones principales identificadas para este estancamiento fueron:este estancamiento fueron:– el bajo rendimiento de leche de las ovejas el bajo rendimiento de leche de las ovejas

LacauneLacaune– el ordeño manual de las ovejasel ordeño manual de las ovejas

Historia del programa de Historia del programa de mejoramiento de la raza Lacaune mejoramiento de la raza Lacaune

(2)(2) Meta:Meta: diseñar e implementar una diseñar e implementar una

estrategia eficiente de mejoramiento estrategia eficiente de mejoramiento para la población ovina lechera de para la población ovina lechera de Roquefort (500,000 animales)Roquefort (500,000 animales)

Dos estrategias disponibles para lograr Dos estrategias disponibles para lograr mejoramiento:mejoramiento:– Cruzamiento de razasCruzamiento de razas– Selección dentro de raza Selección dentro de raza

Experimentos de cruzamiento Experimentos de cruzamiento (3)(3)

Mejorar la productividad de la raza local Mejorar la productividad de la raza local con base en cruzamientos con razas con base en cruzamientos con razas mejoradas:mejoradas:– Chios y Awassi Chios y Awassi descartadas (razas de descartadas (razas de

cola grasosa o semi-grasosa)cola grasosa o semi-grasosa)

– East FriesianEast Friesian fue considerada por su fue considerada por su rendimiento de leche y prolificidad rendimiento de leche y prolificidad

– SardaSarda fue considerada por su fue considerada por su rendimiento de leche y fácil ordeñorendimiento de leche y fácil ordeño

Experimentos de cruzamiento Experimentos de cruzamiento (4) (4)

Lacaune Lacaune Friesian Friesian (INRA, (INRA, 1960s)1960s)

Las cruces fueron superiores en prolificidad, Las cruces fueron superiores en prolificidad, crecimiento y producción de leche pero crecimiento y producción de leche pero inferiores en vigor (fitness), reproducción inferiores en vigor (fitness), reproducción fuera de temporada y composición de leche.fuera de temporada y composición de leche.

Rendimiento de crecientes con Friesian—Rendimiento de crecientes con Friesian—disminuyeron los incrementos en disminuyeron los incrementos en productividad con porcentajes más altos de productividad con porcentajes más altos de estos genes.estos genes.

ConclusiConclusióón:n: F F11 buenos, genes Friesian buenos, genes Friesian 50% 50%

Experimentos de cruzamiento Experimentos de cruzamiento (5)(5) Lacaune Lacaune vsvs Sarda Sarda (Roquefort, (Roquefort,

1960s)1960s)

SardaSarda fue superior en leche y facilidad del fue superior en leche y facilidad del ordeño pero inferior en composición, ordeño pero inferior en composición, prolificidad y tasa de crecimiento en prolificidad y tasa de crecimiento en animales jóvenesanimales jóvenes

Conclusión Conclusión dos estrategias: dos estrategias:– Cruzamiento: crear una línea sintética de Cruzamiento: crear una línea sintética de

Friesian (⅜), Sarda (⅜) y Lacaune Friesian (⅜), Sarda (⅜) y Lacaune (¼)(¼)FSLFSL

– Selección dentro de la raza LacauneSelección dentro de la raza Lacaune

Experimentos de cruzamiento Experimentos de cruzamiento (6)(6)

Lacaune Lacaune vsvs FSL FSL (INRA, 1970s)(INRA, 1970s) FSL rindió más leche (50%) pero fue inferior en FSL rindió más leche (50%) pero fue inferior en

prolificidad (-5%), crecimiento (-10%) y prolificidad (-5%), crecimiento (-10%) y composición de leche (-8%)composición de leche (-8%)

Evaluación económica Evaluación económica los ingresos de los los ingresos de los productores aumentarían en un 10% si el 75% productores aumentarían en un 10% si el 75% del ganado Lacaune fuera sustituido por FSL del ganado Lacaune fuera sustituido por FSL

Conclusión:Conclusión: el tiempo requerido para difundir el el tiempo requerido para difundir el germoplasma FSL germoplasma FSL = = el tiempo para cerrar la el tiempo para cerrar la brecha en leche entre los dos genotipos usando brecha en leche entre los dos genotipos usando una estrategia de selección en Lacauneuna estrategia de selección en Lacaune

Esquema de mejoramiento Esquema de mejoramiento en Lacaune en Lacaune

El esquema empezó en 1960sEl esquema empezó en 1960s

La población fue repartida en dos grupos:La población fue repartida en dos grupos:– Núcleo de selección (≈15% de la población)Núcleo de selección (≈15% de la población)– Población basePoblación base

Las herramientas de mejoramiento fueron Las herramientas de mejoramiento fueron utilizados solamente en el núcleoutilizados solamente en el núcleo

Se utilizaron dos esquemas de registros de Se utilizaron dos esquemas de registros de producción de leche:producción de leche:– Esquema oficial Esquema oficial núcleo núcleo– Esquema simplificada Esquema simplificada población base población base

Sistema de control de producción

Amamant. Lactación (2X al día)

Partos Destete Secar

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

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--

X

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--

X

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--

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X

--

X

--

X

--

--

X

--

X

Método A4

Método AC

Método AT

Esquema de mejoramiento Esquema de mejoramiento en Lacaune (2) en Lacaune (2)

AñoAño NúcleoNúcleo

# ovejas # p.p. Milk # ovejas # p.p. Milk (l)(l)

Pob. Pob. basebase

# # ovejasovejas

19651965 21,63221,632 6060 94 (144)94 (144)

19751975 73,20973,209 340340 139 (152)139 (152) 66,80066,800

19851985 113,51113,5199

430430 186 (162)186 (162) 311,000311,000

19991999 165,93165,9322

470470 270 (165)270 (165) 561,400561,400

Implementación y organización del esquema Lacaune

Tendencia fenotípica en leche en el Tendencia fenotípica en leche en el núcleo Lacaune y rebaños núcleo Lacaune y rebaños

comercialescomerciales

0

50

100

150

200

250

300

65 71 77 83 89 95 1

Years

Milk y

ield

(liters)

Nucleus

Base

Objetivos del programa Objetivos del programa LacauneLacaune

Hasta ahora, la selección de Lacaune ha sido Hasta ahora, la selección de Lacaune ha sido enfocada en la producción de leche y carne y enfocada en la producción de leche y carne y la conformación:la conformación:

1960s: incrementar la producción de leche1960s: incrementar la producción de leche 1985: mejorar rendimiento y composición de 1985: mejorar rendimiento y composición de

leche (contenidos de grasa y proteína) para la leche (contenidos de grasa y proteína) para la producción de quesoproducción de queso

Ahora:Ahora: hay interés en rasgos funcionales hay interés en rasgos funcionales (facilidad de ordeño, salud mamaria, (facilidad de ordeño, salud mamaria, resistencia a enfermedades)resistencia a enfermedades)

Tendencias fenotípica, genética Tendencias fenotípica, genética y ambiental en la raza Lacauney ambiental en la raza Lacaune

140

190

240

290

340

81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 '01

Years

Milk

yie

ld (

liter

s)

milk yield BV flockXyear

Esquema de mejoramiento de Esquema de mejoramiento de la raza Comisana (1)la raza Comisana (1)

Objetivo:Objetivo: Mejorar geneticamente la Mejorar geneticamente la producción de leche en la población producción de leche en la población Comisana en Sicilia (posteriormente—Comisana en Sicilia (posteriormente—la composición de leche y prolificidad). la composición de leche y prolificidad).

Para lograr este objetivo se adoptó un Para lograr este objetivo se adoptó un programa de mejoramiento con programa de mejoramiento con manejo piramidal de la población. manejo piramidal de la población.

Esquema Comisana (2)Esquema Comisana (2)

El núcleo:El núcleo:– 7 rebaños comerciales y un centro de 7 rebaños comerciales y un centro de

sementalessementales– 3000 hembras3000 hembras– 40 machos jóvenes por año en prueba 40 machos jóvenes por año en prueba

de progeniede progenie– 2 y 6 mejores machos probados/año 2 y 6 mejores machos probados/año

para multiplicación (vías PP y PM)para multiplicación (vías PP y PM)– 250 machos mejoradores 250 machos mejoradores

producidos/año para diseminaciónproducidos/año para diseminación

Esquema Comisana (3)Esquema Comisana (3)¿Qué se necesita?¿Qué se necesita?

Separar los efectos genéticos y Separar los efectos genéticos y ambientales para identificar con ambientales para identificar con precisión individuos con alto mérito precisión individuos con alto mérito genético.genético.

Estimar el mérito genético en leche Estimar el mérito genético en leche para todos los animales en el núcleo.para todos los animales en el núcleo.

Comparar directamente el mérito de Comparar directamente el mérito de todos los animales evaluados en todos los animales evaluados en tiempo, rebaños, edades, etcetera.tiempo, rebaños, edades, etcetera.

Estimación de Valores Estimación de Valores GenéticosGenéticos

Se utiliza el procedimiento BLUP y un modelo Se utiliza el procedimiento BLUP y un modelo animal con mediciones repetidas animal con mediciones repetidas (autoregresivo). Considera la información (autoregresivo). Considera la información ponderada de todos los parientes directos y ponderada de todos los parientes directos y colaterales.colaterales.

Los grupos contemporáneos tienen que ser Los grupos contemporáneos tienen que ser geneticamente conectados (conexiones geneticamente conectados (conexiones genéticas entre rebaños en el núcleo) para poder genéticas entre rebaños en el núcleo) para poder comparar individuos de diferentes grupos comparar individuos de diferentes grupos contemporáneos (ej., rebaños, número de parto, contemporáneos (ej., rebaños, número de parto, años, etc.), años, etc.),

Valores genéticos de 53 Valores genéticos de 53 sementalessementales probados en probados en

20012001

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

250

EB

V

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53

Ram Number

Conclusiones Conclusiones

El mejoramiento genético de rasgos El mejoramiento genético de rasgos lecheros en una población de ovinos es lecheros en una población de ovinos es un método efectivo para un método efectivo para lograr los lograr los objetivosobjetivos..

Un programa de núcleo abierto ha sido Un programa de núcleo abierto ha sido

la estrategia implementada por los la estrategia implementada por los programas más exitosos. programas más exitosos.

Ventajas de un programa Ventajas de un programa nuclearnuclear

Se concentran en un segmento pequeño Se concentran en un segmento pequeño de la población las herramientas de de la población las herramientas de mejoramiento requeridas (identificación de mejoramiento requeridas (identificación de los animales y sus pedigré, control de los animales y sus pedigré, control de producción, evaluación genética).producción, evaluación genética).

Es más fácil manejar el programa.Es más fácil manejar el programa.

Se lograSe logra progreso genético y más rápido progreso genético y más rápido

más interés y apoyo generado entre losmás interés y apoyo generado entre los productores.productores.