MEJORAMIENTO GENETICO DE LA TILAPIA NILOTICA

EDNA CONSTANZA ERAZO

INVESTIGADORA-CENIACUA

Agosto 23 de 2017

Fundado en 1993

1997 Sede Física (Punta canoas)

Punta Canoas (Laboratorio)

Bogotá (Administrativa)

Bogotá – UDCA (Bioensayos)

Tumaco (Laboratorio)

Investigación Aplicada

Trabajo conjunto con el sector productivo

Definición de prioridades de investigación y formulación de proyectos

Parte de los proyectos se desarrollan en las fincas

Transferencia de los resultados

Capacitación del personal

Lineas de investigación

Mejoramiento genético

Sanidad

Sistemas de producción y manejo

Nutrición

Mejoramiento genético de la Tilapia nilotica

Conceptos importantes

Recursos genéticos ADN

genes

gametos

organismos individuales (naturales y cultivados)

poblaciones

especies

organismos modificados genéticamente (FAO, 2009).

Conceptos importantes

Diversidad genética

“Conocer los recursos genéticos disponibles y utilizarlos de manera responsable en pro de la conservación de su diversidad es de vital importancia para la sostenibilidad de la acuicultura y de la pesca en el mediano y largo plazo.”

Diversidad genética

*

Diversidad ambiental

=

Variabilidad

Sostenibilidad de la pesca y la acuicultura

Mejoramiento genético

A partir de conocimientos biológicos, económicos y matemáticos desarrollar estrategias para el máximo aprovechamiento de la variación genética de una especie.

Realizar apareamientos dirigidos para potencializar una o varias características de una población

Efecto acumulativo, (para bien o para mal).

Mejoramiento genético por selección

Múltiples estrategias según el grado de complejidad

Selección individual (masal)

Selección familiar

Selección combinada

Información de familiares para el cálculo del valor genético del candidato

Mayor precisión de selección

Es posible mejorar múltiples objetivos y evaluar correlaciones.

Control de consanguinidad

Infraestructura específica, identificación familiar.

Personal capacitadas en técnicas específicas

Capital y cooperación de instituciones y/o granjas de producción, para tener un número suficiente de evaluaciones y réplicas.

SELECCIÓN FAMILIAR

Se emplea solamente sobre caracteres que pueden ser medidos en el animal vivo.

Es muy efectiva en caracteres que presentan heredabilidad media y alta.

No requiere gran inversión en infraestructura o equipo técnico, lo cual es su mayor ventaja.

Su principal desventaja es el riesgo de aumentar la consanguinidad al cruzar animales emparentados, sobre todo si la intensidad de selección es alta .

SELECCIÓN INDIVIDUAL

EXPERIENCIAS EN MEJORAMIENTO GENETICO DE TILAPIA NILOTICA - CENIACUA

2007-2011. PROGRAMA PARA EL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA TILAPIA EN COLOMBIA

Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, CENIACUA, INCODER y ACUANAL.

Objetivo

“Establecer un programa de mejoramiento genético de la tilapia nilótica por medio de la metodología de selección combinada (familiar e individual)”

INCODER Repelón-Atlántico, (AUNAP).

ADECUACION DE

Zonas de reproducción (100 Familias)

Incubadoras

Tanques cría (marcación)

Tanques de evaluación

Equipos

Evaluación del comportamiento productivo de poblaciones nacionales

6 poblaciones domesticadas

– Caldas (1)

– Atlántico (1)

– Llanos orientales (3)

– Huila (1)

1 población naturalizada

– Ciénaga de Lorica.

REPELON

LORICA

LLANOS 1

LLANOS 2

LLANOS 3

HUILA

CALDAS

HEMBRAS

MACHOS

LARVEO 8 A 20 MAYO 2007 MARCACION 3 A 23 SEPT 2007 SIEMBRA 5 NOV - COSECHA 12 FEB 2008 SEXAJE DE

OCTUBRE 2007

EVALUACION COMPARATIVA DE POBLACIONES

Medias ajustadas crecimiento en ambiente común

Evaluación comparativa del crecimiento en ambientes comunes

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

Origen

Incre

men

to p

eso

(g

r)

0

10

20

30

40

50

60

Larv

as/h

em

bra

/larv

eo

Definición de participación de las poblaciones dentro de la producción de familias

P4 P7 P3 P1 P6 P5 P2 TOTAL H

P4 3 1 3 2 1 1 3 14

P7 2 2 2 3 1 2 2 14

P3 2 1 3 2 2 2 2 14

P1 2 1 2 3 2 3 2 15

P6 2 1 2 3 3 1 2 14

P5 2 1 2 3 1 3 2 14

P2 3 1 2 2 2 2 3 15

TOTAL M 16 8 16 18 12 14 16 100

30 22 30 33 26 28 31

MACHOS

HEMBRAS

Esquema de cruces

Producción de familias

• Machos y hembras sexualmente maduros de cada población

• Ubicación de las parejas según esquema de cruzamiento

• Familias medio hermanas

• 1 macho x 2 hembras

Producción de familias

Familias marcadas: 95

Animales por familia: 80 en promedio

Total de marcados: 7525

30 días de marcación

Peso promedio de marcación:6.7 gr

Mortalidad de marcación: 6%

Prueba de crecimiento talla comercial

Tanques peso Marcacion Crecimientoa peso de sexaje

Estanques 200 m2

5 animales m2

MACHOS

2.5 animales m2

HEMBRAS

2.1 animales m2

Crecimiento comercial (F)

Tiempos de produccion.

Crecimiento sexaje 54 dias

Crecimiento comercial 134 dias

Total 188 dias

Datos crecimiento Valor Datos crecimiento

Peso cosecha 295 gr Crecimiento dia 1.87 gr max=2.5 min=1.18

Peso machos 349 gr Crecimiento dia machos 2.18 gr. max=3.10 min =1.42

Peso hembras 242 gr Crecimiento dia hembras 1.55 gr. max =2.43 min =0.92

Valor

Resultados cosecha

medias familiares peso de cosecha

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

108043

108046

108003

108007

108083

108060

108050

108058

108062

108094

108002

108001

108075

108044

108023

108012

108088

108027

108069

108011

108097

108078

108016

108019

108017

108036

108074

108056

108038

108096

108070

108020

Familias

peso (

gr)

Sobreviviencia por familia

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

108059

108007

108022

108076

108092

108045

108023

108060

108093

108003

108091

108048

108043

108070

108081

108036

108051

108042

108063

108028

108100

108075

108025

108087

108078

108015

108086

108040

108033

108099

108026

108080

familias

Sobreviv

ien

cia

(%

)

Amplia Variabilidad

Resultados

Carácter h2

c2

h2

c2

Peso transferencia 0.22 0.11 0.50 0.02

Crecimiento 0.23 0.11 0.49 0.03

Proporción macho hembra 0.11 0.13 0.11 0.14

Sobrevivencia 0.00 0.04 0.01 0.01

Peso 50 Gr Peso 300 gr

La heredabilidad es la proporción de la varianza fenotípica total que es debida a causas genéticas h = VG/VP

Heterosis 7 Poblaciones Colombianas

Heterosis general 2%

Heterosis especifica Prom HibridoProm Puro H%

P4-P7 0.74 0.57 31%

P4-P3 0.75 0.64 17%

P4-P6 0.74 0.66 12%

P4-P5 0.63 0.60 6%

P4-P2 0.76 0.72 5%

P7-P3 0.77 0.68 14%

P7-P1 0.80 0.75 6%

P7-P2 0.80 0.76 5%

P7-P3 0.77 0.68 14%

P1-P3 1.12 0.82 36%

P1-P2 0.89 0.90 -2%

Ganancia genética estimada por generación de selección

i = 1 desviación Standard

h2= 0.50 ∆G = 35 grs Ganancia =12%

DG = i*h2*sA/L

Producción de la primera generación de selección

• Índice de selección:

• 70% crecimiento

• 30% factor de condición.

• 94 Familias

Prueba de crecimiento comercial

Zona Sistema

de engorde Animales Enviados

Peso de envío (g)

Días en prueba

Huila Embalse de Betania

Jaula 2054 29 274

22 274

Meta Restrepo

Estanque en tierra

1990 30 186

23 186

Atlántico Embalse del Guajaro

Estanque en tierra

4335 37 214

28 214

Resultados

Zona Sobrevivencia

(%) Peso de cosecha Macho/Hembra

Crecimiento (g)

Crecimiento diario (g)

Huila Embalse de Betania

52 815 786 2,87

520 498 1,82

Meta Restrepo

72 322 292 1,41

213 190 1,05

Atlantico Embalse del Guajaro

64 418 381 2,20

334 306 1,86

Interacción Genotipo x Ambiente AMBIENTES DIAS PESO (gr) SOBREVIVENCIA (%)

Betania 274 718 52

Restrepo 186 289 72

Repelón 214 376 64

H2 =0,12 Betania Restrepo Repelón

Betania 0,31-0,08 r=0,18 r=0,19

Restrepo 0,30-ND r=0,53

Repelón 0,16-0,07

H2 PESO-SOBREVIVENCIA INTERACCION GENOTIPOXAMBIENTE PESO GANANCIA GENETICA PESO 8%

Relación crecimiento Guájaro vs Llanos

r = 0.53

Relación crecimiento Guajaro vs Betania

r = 0.19

Relación crecimiento LLanos vs Betania

r = 0.18

Respuesta selección crecimiento Guájaro

+ 27 g (8%)

Respuesta selección crecimiento Llanos

+ 25 g (9%)

Respuesta selección crecimiento Betania

+ 56 g (9%)

Resultados

Estimación de la heredabilidad y las (co)varianzas genéticas del crecimiento y sobrevivencia de O. niloticus en la población sintética y en dos generaciones de selección familiar.

Estimación de la interacción genotipo ambiente para crecimiento y sobrevivencia en O. niloticus en dos sistemas de cultivo y en dos generaciones de selección.

Diseminación del material genético de dos generaciones de selección, (interacción genotipoxambiente)

Personal técnico y profesional capacitado en métodos de selección genética familiar e individual.

Diseminación

Primera generación: mejores 20 familias

Segunda generación : Repelon- Llanos y Huila

2.000 alevinos al SENA Cartagena.

20.000 alevinos al INCODER Estación Repelón.

2.000 alevinos al SENA Atlántico, noviembre.

2.000 alevinos a la Universidad de Cartagena.

2.000 alevinos a la Universidad de la Guajira.

El proyecto finalizó en Octubre de 2011.

Durante los dos años siguientes (2012-2013), este proyecto no tuvo financiación, por lo cual las actividades rutinarias de producción de familias, marcación, evaluación y diseminación se detuvieron en la estación piscícola.

Sin embargo…..

El núcleo de reproductores fue mantenido en la estación dado que siempre existió la esperanza de retomar el programa y aprovechar estos animales mejorados.

CONTINUIDAD Y MANTENIMIENTO DEL PROGRAMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA TILAPIA NILOTICA Y DISEMINACIÓN

DE SEMILLA MEJORADA

PROGRAMA PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE DE LA ACUICULTURA EN EL CARIBE COLOMBIANO – CONVENIO 058/13 GOBERNACION DE BOLIVAR - CENIACUA

Objetivos

Implementar la selección genética para crecimiento de tilapia nilótica mediante la metodología de selección individual (masal), en la estación de AUNAP-REPELON.

Producir semilla de tilapia nilótica de buen crecimiento para los pequeños productores de la Costa Atlántica Colombiana.

Metodología

Diseño de cruzamientos de la población base

Selección individual para crecimiento, teniendo en cuenta la heredabilidad calculada en Repelón (h2 = 0.16, Gitterle 2011) y ajustes de Bentsen & Olesen (2002), Toro y Lopez-Fanjul (2007) y Basiao & Doyle (1999) para este tipo de selección:

Numero mínimo de cruzamientos 50

Mínimo 30 individuos por desove

Homogenización: Descarte de los individuos más pequeños y más grandes de cada desove.

Selección en talla de sexaje

Inventario y acondicionamiento de reproductores

Recuperación de animales de selección familiar F1 y F2 marcados con microchips de la estación de AUNAP de Repelón

Cruzamientos en hapas

4 hapas, 4 grupos de reproductores de 15 familias con valores bajos de consanguinidad (<0,03)(Pedscope)

Hapa No.No.

Hembras

Total

huevos/hapa

1 6 1000

2 26 120000

3 9 100000

4 22 120000

Total 63 341000

Hapa Incubadora Huevos

1 2 170000

2 3 170000

3 6 120000

3 7 70000

4 7 80000

Total 610000

Huevos recuperados de boca

Huevos expulsados recuperados de hapa

Desoves efectivos

Cohorte Tanques sembrados

Larvas por tanque

Larvas por cohorte

1 20 500 10000

2 19 500 9500

3 15 500 7500

Total tanques 54

total larvas 27000

Resumen de siembra de larvas de cruces de tilapias seleccionadas.

Homogenización

Parámetros de homogenización de la población resultado de cruces.

Parámetro Cohorte 1 Cohorte 2 Cohorte 3

Peso promedio (gr) 0,71 0,61 0,53

Desviación estándar (gr) 0,22 0,22 0,20

CV 31,8 35,7 38,0

RANGO SUPERIOR MAXIMO (gr) 1,2 1,0 0,9

RANGO INFERIOR MINIMO (gr) 0,3 0,2 0,1

Homogenización y siembra

Cría de juveniles

Piscina

Fecha

siembra

No.

animales

sembrados

Peso de

siembra (gr)

Fecha

cosechaDias del

cultivo

No.

animales

cosechados

%

sobrevivencia

peso

promedio

(gr)

Conversion

alimenticia

5 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 1106 61 52,8 1,12

9 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 818 45 51,5 1,40

13 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 1019 56,6 57,3 1,18

21 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 758 42,1 44,0 1,92

22 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 762 42,3 44,3 1,83

23 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 858 47,6 48,2 1,44

Selección masal y sexaje

Cantidad

cosechada

TOTAL H 1554 50,9 744 61,8

M 1656 69,9 693 85,7

Piscina Sexo

Peso

promedio

población (gr)

Cantidad

seleccionada

Peso

promedio

seleccionados

(gr)

0,5 ds sobre el promedio

Cría de reproductores seleccionados

Piscina Sexo Días de cultivo

Sobrevivencia %

Peso de cosecha

(gr) Ganancia diaria (gr)

Biomasa cosechada

(kg)

Conversión alimenticia

(kg)

F1 hembras 103 91,2 350,1 2,69 237,7 1,6

F2 machos 103 86,3 496,4 3,73 297,8 1,4

Resultados

Recuperación de una población con amplia variabilidad.

63 cruzamientos en hapas, primera población para selección masal con alta variabilidad de inicio.

27.000 larvas de 63 desoves sembradas en igual proporción en 54 tanques de fibra de 1 tn.

Intensidad de selección superior a 0,5 desviaciones estándar del promedio.

677 hembras y 595 machos seleccionados individualmente y provenientes de una población con amplia variabilidad.

La estación piscícola de AUNAP –REPELON produjo alevinos de selección masal controlada para los productores de la costa Atlántica de Colombia.

Incremento en el diferencial de selección de reproductores mejorados de tilapia

Objetivo:

comprobar el efecto de la selección masal sobre el crecimiento de la descendencia.

Metodología:

Diseño experimental de cruces y prueba de crecimiento

Metodología 1.2 grupos

Juveniles seleccionados (aquellos que estuvieron 0,5 desviaciones estándar por encima del promedio)

Juveniles control, aquellos que estuvieron en el peso promedio de la población

Grupo sexo

No. Peso

Animales Promedio

(gr)

Control H 810 41

M 963 58,7

Seleccionados H 744 61,8

M 693 85,7

2. Cría de reproductores

Marcación con microchips

Machos control + machos seleccionados

Hembras control+ hembras seleccionadas

Grupo Sexo

No.

Peso promedio ±

d.s. (gr)

Coeficiente de variación

Días de cultivo

Levante

Control H 45 326,8 ± 66,8 20,4 132

M 45 395,7 ± 92,9 23,2 132

Selección H 45 363,3 ± 49,5 13,6 132

M 45 469,3 ± 66,9 14,1 132

Cruzamientos para evaluación diferencial

Grupo Sexo No.

Animales

Peso promedio

(gr) Diferencial

(gr) Diferencial

(%)

Seleccionados Macho 102 545,1 132,7 32,1

Hembra 203 421,6 104,6 32,9

Control Macho 137 412,4

Hembra 158 317,1

Producción de huevos por hapa

Grupo Hembras positivas

Volumen huevos

(ml)

Tipo de huevos

Huevos en boca

Huevos/ hembra

(ml)

Total hembras

Total huevos (xmil)

Seleccionados

15 90 1 positivos

5,08 59 300 4 10 2 positivos

40 200 (1-2) expulsados

Control

22 100 1 positivos

4,91 55 270 7 20 2 Positivos

26 150 (1-2) expulsados

Grupo

Cohorte

Tanques 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Selección Control

1 2 3 1 2 3

Resultados

Grupo Alimento

(gr) Biomasa

cosechada (gr)

Factor de Conversión alimenticia

Control 18612,4 22698 0,82

Selección 20342,4 23865 0,85

DESCRIPTORES

GRUPOS

CONTROL SELECCIONADOS

No. DATOS 1417 1510

PROMEDIO (gr) 11,29 12,26

DESVIACION ESTANDAR (gr) 3,29 3,55

COEFICIENTE DE VARIACION (%) 29,1 28,9

MINIMO (gr) 1,3 1,9

MAXIMO (gr) 22,6 28,2

Cohorte Grupo No.

Datos

Peso de cosecha

promedio (gr) Desviación estándar

Mínimo (gr)

Máximo (gr)

1 Control 513 10,92 3,21 1,3 21,2

1 Seleccionados 499 11,82 3,57 2,9 24,4

2 Control 403 11,45 3,06 3 21,8

2 Seleccionados 505 12,39 3,12 1,9 24,5

3 Control 501 11,55 3,5 2,2 22,6

3 Seleccionados 506 12,56 3,9 2,8 28,2

Resultados

0,97 gr que representa 8,5% de incremento

Conclusiones

La selección masal de reproductores de tilapia nilotica produjo en su descendencia un diferencial de selección de 8,5% en peso de cosecha a los 83 días de cultivo, en comparación con la descendencia de animales promedio de la misma población en condiciones similares de cultivo.

Este resultado comprueba la efectividad de la selección genética masal en el cultivo de peces.

Diseminación de la semilla mejorada

Para que el progreso obtenido en el núcleo genético se transmita a los productores, es importante organizar una programa de diseminación que permita el seguimiento y evaluación de la semilla obtenida y que retroalimente el trabajo realizado en el núcleo.

Conclusiones

La estación piscícola de AUNAP-Repelón obtuvo un lote de reproductores seleccionados masalmente para crecimiento y producción de semilla de diseminación para pequeños productores de tilapia nilótica de la Costa Atlántica.

Hasta noviembre de 2015, la estación de AUNAP de Repelón entregó 1.520.000 alevinos hijos de reproductores seleccionados masalmente para crecimiento a productores de la costa Atlántica de Colombia

Agradecimientos

PUNTA CANOA Marcela Salazar Carlos Andrés Suarez Jaime Faillace Personal programa de mejoramiento genético Personal programa de sanidad Personal programa de diversificación Personal administrativo Pasantes universitarios 2014-2015 Practicantes SENA 2014 - 2015

Agradecimientos

REPELON

Personal AUNAP Neil Gallardo

Maria del Pilar Dorado

Francisco Perez

Personal técnico y operativo CENIACUA en Repelón Nicolas Murillo

Álvaro Almanza

Selección familiar en tilapia nilótica como estrategia complementaria para aumentar la resistencia a enfermedades

Biosesguridad

Vacunas

Estrategias de manejo

Antibióticos

Selección familiar (Pruebas de desafío)

Selección asistida por marcadores moleculares

143 familias

9 animales por familia

Inyección intraperitoneal

Heredabilidad 0,42

H2 = 0,42

Verificar resultados previos aumentando el numero de animales por familia

Verificar la ganancia genética para resistencia a S. iniae con cruces selectivos (6 familias de padres con HBV vs 6 LBV)

Determinar si la resistencia a S. iniae y S agalactiae esta correlacionada genéticamente

Resultados

Heredabilidad para S. iniae 0,52

Heredabilidad para S. agalactiae 0,38

Ganancia genética demostrada por cruces específicos para S. iniae

HBV 88% sobrevivencia (60-100%)

LBV 10% sobrevivencia (0-42%)

No correlación entre resistencia a S. iniae y S. agalactiae (-0,07 p<0,05) (Dos caracteres diferentes)

MUCHAS GRACIAS…. EDNA CONSTANZA ERAZO cerazo@ceniacua.org edna.erazo@bmkgenetics.com