mejoramiento genetico-hector-uribe
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Mejoramiento Genético y su Mejoramiento Genético y su Potencial en Aumentar Producción Potencial en Aumentar Producción
de Sólidos Lácteosde Sólidos Lácteos
Héctor UribeMéd. Vet. (UACH), MSc. (Guelph), PhD. (Guelph)INIA - Remehue
1
Contenidos de la PresentaciónContenidos de la Presentación
I.I. IntroducciónIntroducciónII.II. Cruzamientos interracialesCruzamientos interracialesIII.III.Selección genéticaSelección genéticaIV.IV.Panorama actualPanorama actualV.V. ConclusionesConclusiones
04/06/14 2
IntroducciónIntroducción
·· Estrategia de Desarrollo Competitivo 2010-2020 Estrategia de Desarrollo Competitivo 2010-2020
I.I.
04/06/14 3
Objetivo Meta
IntroducciónIntroducciónI.I.
• Kilos de sólidosKilos de sólidos por vaca o hectárea reemplazarán a litros de por vaca o hectárea reemplazarán a litros de leche por vaca o há. leche por vaca o há.
• Es necesario producir mas sólidos en lecheEs necesario producir mas sólidos en leche
• ¿Cómo hacerlo?¿Cómo hacerlo?• hay varias manerashay varias maneras• una de ellas es con herramientas una de ellas es con herramientas genéticasgenéticas
• ¿Cómo lo han hecho otros países?¿Cómo lo han hecho otros países?
• ¿Podemos aprender de esos ejemplos?¿Podemos aprender de esos ejemplos?
• ¿Por qué no se ha usado en Chile la solución genética?¿Por qué no se ha usado en Chile la solución genética?
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Herramientas GenéticasHerramientas Genéticas
1.1. SelecciónSelección
2.2. CruzamientosCruzamientos
I.I.
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Ambas son complementariasAmbas son complementarias
CruzamientosCruzamientos• Apareamiento de animales de distinta razaApareamiento de animales de distinta raza
• Usa el Vigor Híbrido o heterosisUsa el Vigor Híbrido o heterosis
• Ventajas:Ventajas:• Solución a corto plazoSolución a corto plazo• Respuesta rápida (F1)Respuesta rápida (F1)• Se puede implementar a nivel predialSe puede implementar a nivel predial
• Desventajas:Desventajas:• Tiene límite de mejoramientoTiene límite de mejoramiento• Requiere un esquema claro y ordenadoRequiere un esquema claro y ordenado• El avance que se logra no es permanenteEl avance que se logra no es permanente
II.II.
04/06/14 6¿Cómo funciona?
04/06/14 7
Heterosis para Producción de Heterosis para Producción de GrasaGrasa en en un Cruzamiento Frisón-Jerseyun Cruzamiento Frisón-Jersey
152,8
Pro
du
cció
n d
e g
rasa
(kg
/vac
a)
142,4
137,1
F J F1: F x J
147,6Heterosis: 10,4 kg (7,3%)
Tipo Genético
Prof. H. Gonzáles, 2003- UCH
II.II.
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Heterosis para Producción de Heterosis para Producción de LecheLeche en en Cruzamiento Frisón-JerseyCruzamiento Frisón-Jersey
3.204
Pro
du
cció
n d
e le
che
(kg
/vac
a)
2.801
2.398
F J F1: F x J
2.972Heterosis: 171 kg (6,1%)
Tipo Genético Prof. H. Gonzáles, 2003- UCH
II.
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HeterosisHeterosisII.II.
• El escenario ha cambiado
• Heterosis mejora varias características• Sólidos• Fertilidad• Longevidad• Rusticidad• Disminuye la eliminación de vacas
•Su importancia económica la hace la sumatoria de estos pequeños cambios (5-10%).
HeterosisHeterosis· Pero el 100% de heterosis solo se observa en la F1. ¿Qué pasa después?, ¿Qué hacemos con la F1?
II.II.
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x
HeterosisHeterosis
• En bovinos de carne F1 es terminal.• En aves y cerdos F1 es terminal
II.
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• Si cruzamos F1 con F1 solo obtenemos un 50% de heterosis.
• Esta podría ser una “nueva raza” pero luego de algunas generaciones se conserva menos heterosis.
HeterosisHeterosisII.
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• F1= Esta puede ser una nueva raza pero en algunas generaciones se conserva menos heterosis. Ej. Kiwicross
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¿Qué pasa cuando se cruza la F1?¿Qué pasa cuando se cruza la F1?
AABB
Raza Negra Raza Azul
aabb
AaBbF1 x AaBb
Padres AB Ab aB ab
AB
Ab
aB
ab
AABB = 1AABb = 2AaBB = 2AaBb = 4AAbb = 1Aabb = 2aaBB = 1aaBb = 2aabb = 1
Total = 9 genotipos y solo un 4/16 (25%) igual a la F1
AABB AABb AaBB AaBb
AABb AAbb AaBb Aabb
AaBB AaBb aaBB aaBb
AaBb Aabb aaBb aabb
II.
AB ab
Raza KiwicrossRaza KiwicrossII.
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Sistemas de Cruzamientos
Sistemas de CruzamientosSistemas de CruzamientosII.
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• Existen diferentes sistemas de cruzamientosExisten diferentes sistemas de cruzamientos
1)1) AbsorventesAbsorventes: : • Raza A se cruza con Raza BRaza A se cruza con Raza B• F1 se sigue cruzando con raza BF1 se sigue cruzando con raza B• Luego de cuatro generaciones Luego de cuatro generaciones
tenemos raza B (98%)tenemos raza B (98%)
Esto es un cambio de raza……Esto es un cambio de raza……Luego de 4 generaciones no hay heterosisLuego de 4 generaciones no hay heterosis
Sistemas de CruzamientosSistemas de CruzamientosII.
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2) 2) RotacionalesRotacionales• Consiste en rotar la raza paterna en cada generaciónConsiste en rotar la raza paterna en cada generación
• Pueden participar 2 o mas razasPueden participar 2 o mas razas
• Requiere un manejo de registros e identificacionesRequiere un manejo de registros e identificaciones
• No usa el 100% del vigor híbridoNo usa el 100% del vigor híbrido
• Las hembras reemplazos se generan en el rebaño Las hembras reemplazos se generan en el rebaño
Sistemas de CruzamientosII.
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2) Rotacionales
Generación Raza Madre Raza Padre
Progenie (F.) Heterosis Directa
0 Frisón Jersey 50 F- 50 J 100 % 1 50F-50J F 75 F- 25 J 50 % 2 75 F- 25 J J 37,5 F - 62,5 J 75 % 3 37,5 F - 62,5 J F 68,75 F – 31,25 J 62,5 % 4 68,75 F – 31,25 J J 34,375 F- 65,625 J 68,75 5 34,375 F - 65,625 J F 67,1875 F 32,8125 J 65,625 % 6 67,1875 F 32,8125 J J 33,5957 F - 66,40625 J 67,1875 % 7 33,596 F - 66,4063 J F 66.798 F – 33.202 J 66,404 8 66.798 F – 33.202 J J 33,40 F - 66,601 J 66,80
• Se estabil iza en mas menos 66 % de HeterosisSe estabil iza en mas menos 66 % de Heterosis• Con 3 razas se estabil iza con 86% de heterosisCon 3 razas se estabil iza con 86% de heterosis
II.
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Se estabil iza en mas menos Se estabil iza en mas menos 66 % de Heterosis66 % de Heterosis
Sistema de Cruzamiento Rotacional Sistema de Cruzamiento Rotacional Entre dos RazasEntre dos Razas
A
B
2/3 B + 1/3 A
2/3 A + 1/3 B
H. Gonzáles, 2003
CruzamientosCruzamientosII.
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• Si su sistema de registro de animales es claro usted se Si su sistema de registro de animales es claro usted se puede beneficiar del vigor híbrido a través de un puede beneficiar del vigor híbrido a través de un programa de cruzamientos a nivel predial.programa de cruzamientos a nivel predial.
•Cualquiera sea el sistema de cruzamiento o raza a usar Cualquiera sea el sistema de cruzamiento o raza a usar se debe saber hacia donde se va.se debe saber hacia donde se va.
Herramientas GenéticasHerramientas Genéticas
1.1. CruzamientosCruzamientos
2.2.SelecciónSelección
II.
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Ambas son complementariasAmbas son complementarias
SelecciónSelección
·· Ventajas Ventajas• Cambio permanente y acumulativoCambio permanente y acumulativo• Solución de largo plazoSolución de largo plazo
• DesventajasDesventajas• Su implementación es a nivel poblacionalSu implementación es a nivel poblacional• Respuesta a mediano plazoRespuesta a mediano plazo• Requiere organización del sectorRequiere organización del sector
III.
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SelecciónSelección
·· Mejoramiento Genético Mejoramiento Genético
III.
Consiste en aumentar la frecuencia de genes Consiste en aumentar la frecuencia de genes “positivos” en una población de animales dentro “positivos” en una población de animales dentro de una raza.de una raza.
Cambia la estructura genética.Cambia la estructura genética.
En general busca mayor productividadEn general busca mayor productividad
En este caso los genes positivos o favorables En este caso los genes positivos o favorables serían aquellos involucrados en mayor serían aquellos involucrados en mayor producción de sólidos.producción de sólidos.
04/06/14 22
SelecciónSelección
·· Genes Genes positivospositivos
Entonces hay que “buscar” los genes positivosEntonces hay que “buscar” los genes positivos
Hay diferentes maneras de hacerlos:Hay diferentes maneras de hacerlos:
Técnicas moleculares: Técnicas moleculares: útil cuando son pocosútil cuando son pocos no es necesario información en progenieno es necesario información en progenie
Técnicas matemáticasTécnicas matemáticas::
útil cuando son cientos de genesútil cuando son cientos de genes hay que esperar progeniehay que esperar progenie
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III.
SelecciónSelección
·· Mejoramiento Genético usando técnicas matemáticas Mejoramiento Genético usando técnicas matemáticas
Esto es Genética Cuantitativa Esto es Genética Cuantitativa (no confundir con (no confundir con ““cuentitativa”cuentitativa”))
Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970
Absolutamente probado en ganado de lecheAbsolutamente probado en ganado de leche
Resultados de mediano a largo plazoResultados de mediano a largo plazo
Cambio genético es permanente (y acumulativo)Cambio genético es permanente (y acumulativo)
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III.
SelecciónSelección Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970 Absolutamente probado en ganado de lecheAbsolutamente probado en ganado de leche
Ej. Cambio genético en leche ha sido de 73 kg/añoEj. Cambio genético en leche ha sido de 73 kg/año
04/06/14 25
III.III.
Cambio Genético HolsteinCambio Genético HolsteinIII.III.
Cambio genético GrasaCambio genético Grasa (libras)(libras)
Cambio genético ProteínaCambio genético Proteína (libras)(libras)
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Esto se ha logrado con Esto se ha logrado con Programas de Programas de Mejoramiento GenéticoMejoramiento Genético (y es permanente)(y es permanente)
04/06/14 27
III. Nueva Zelandia
Programa de Mejoramiento GenéticoPrograma de Mejoramiento Genético
· Debe tener al menos 5 pasos
1.1. Definir objetivo de selección ($)Definir objetivo de selección ($)
2.2. Definir Características que nos llevan a alcanzar el Definir Características que nos llevan a alcanzar el objetivo objetivo (¿sólidos, volumen, fertilidad, longevidad?)(¿sólidos, volumen, fertilidad, longevidad?)
3.3. Identificar genéticamente los mejores animales para Identificar genéticamente los mejores animales para esas características. (Pruebas de Progenie, esas características. (Pruebas de Progenie, Evaluación Genética)Evaluación Genética)
4.4. Diseminar la genética de los animales seleccionadosDiseminar la genética de los animales seleccionados
5.5. Evaluar el progreso genético.Evaluar el progreso genético.
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III.III.
04/06/14 29
• No es transferencia de embrionesNo es transferencia de embriones• No es inseminación artificialNo es inseminación artificial• No es No es importación de reproductoresimportación de reproductores• No es traer nuevas razasNo es traer nuevas razas
Todo lo anterior son acciones que pueden ser Todo lo anterior son acciones que pueden ser parte de un Programa de Mejoramiento parte de un Programa de Mejoramiento GenéticoGenético
Programa de Mejoramiento GenéticoPrograma de Mejoramiento GenéticoIII.
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Un PROGRAMA tiene al menos 5 pasosUn PROGRAMA tiene al menos 5 pasos1.1. Definir objetivo de selección ($)Definir objetivo de selección ($)
2.2. Definir Características que nos llevan a alcanzar el objetivoDefinir Características que nos llevan a alcanzar el objetivo
3.3. Identificar los mejores animales (genéticamente Identificar los mejores animales (genéticamente hablando) para esas características. (Evaluación hablando) para esas características. (Evaluación Genética)Genética)
4.4. Diseminar la genética de los animales seleccionadosDiseminar la genética de los animales seleccionados
5.5. Evaluar el progreso genético.Evaluar el progreso genético.
¿Por qué evaluar?¿Por qué evaluar?
• Para identificar genéticamente a los animalesPara identificar genéticamente a los animales• Los animales mas productivos no necesariamente son Los animales mas productivos no necesariamente son genéticamente los mejoresgenéticamente los mejores
30
III.
04/06/14 31
¿Por qué evaluar?
= Genética + Ambiente
¿Cuanto del fenotipo es atribuible a genética?¿ y cuanto de esa genética se pasa a los hijos?
Aditiva + Dominante + Epistática
04/06/14 31
FENOTIPO
III.
04/06/14 3204/06/14 32
Fenotipo = GENÉTICA + AMBIENTEFenotipo = GENÉTICA + AMBIENTE
Litros de leche
Kilos de grasa
Kilos de proteína
Longevidad
Fertilidad
Células somáticas
Medidas morfométricas
etc.
Año de parto
Rebaño
Mes de parto
Número de parto
Días en Lactancia
Agencia de control lechero
,etc
Mérito Genético Aditivo
¿Por qué solo genética aditiva?04/06/14 32
III.
3333
33
Mérito Genético Aditivo
= Genética + Ambiente
Aditiva + Dominante + Epistática
Estos componentes no se pasan a la progeniese forman en la nueva generación
3304/06/14
III.
¿Qué se obtiene con la evaluación genética?
04/06/14 34
Valores genéticos para: leche, grasa, proteína, etc
Permite jerarquizar reproductores Permite hacer índices de selección
Breeding Worth (NZ); LPI (Canadá), TPI (USA)
Es lo que aparece en los catálogos de reproductores.
Solo aplicable a la población donde se obtienen los datos (por eso se creó INTERBULL en 1983)
III.
04/06/14 35
Los 9 mejores toros Canadienses (Mayo, 1999) (LPI)
CANADA USA (TPI) BELLWOOD 1
CELEBRATION 2 LUKE 3
DARWIN 4 DRAGON 5 AERO 6
WINDSTAR 7 ASTRE 9
III.
2 40 28 53 77 57
86 87
RAZONES:•Diferentes modelos estadísticos•Diferente población base•Diferentes índices•Interacción genético ambiental
¿Cómo se hace la evaluación Genética
04/06/14 36
Modelos matemáticos
Modelo: es una ecuación que incluye los factores que influyen en un registro fenotípico.
Separa el componente genético aditivo de los otros efectos.
Las soluciones predicen el potencial genético aditivo.
Necesita datos
III.
Datos = Registros
04/06/14 37
Control Lechero
Identificación única de Animales (DIIO)
Análisis de datos e interpretación de resultados (Centro de Evaluación Genética)
Resultados (valores genéticos) de libre acceso
III.
04/06/14 38
Madre
Padre
•Hijas•Nietas
ProgeniePedigrí Rendimiento
Propio
Hermanas
Medias hnas.
Tías, etc.
Fuentes de Información para valorar a un animal
•Es un proceso continuo en el tiempo•Resultados de mediano a largo plazo•Identifica animales superiores dentro de la misma población.• Evalúa reproductores extranjeros
•Se incorporan genes favorables en la población y se preservan genes “autóctonos” (adaptación, rusticidad)
Mejoramiento Genético usando Selección
04/06/14 39
III.
Selección y CruzamientosSelección y Cruzamientos
04/06/14 40
Panorama ActualPanorama ActualIV.
04/06/14 41
• 650.000 dosis de semen congelado se 650.000 dosis de semen congelado se importaron el año 2010.importaron el año 2010.• 70% ganado Holstein70% ganado Holstein• 100.000 hembras entrarán a producción y nunca 100.000 hembras entrarán a producción y nunca serán genéticamente evaluadas.serán genéticamente evaluadas.• 15 países y 18 empresas comercializando este 15 países y 18 empresas comercializando este material genético.material genético.• Cruzamientos: no está claro que hacer con la F1Cruzamientos: no está claro que hacer con la F1
Panorama ActualPanorama Actual
04/06/14 42
•Chile no tiene un programa centralizado de Chile no tiene un programa centralizado de mejoramiento genético en ganado de leche.mejoramiento genético en ganado de leche.
•No existe un sistema de prueba de progenie.No existe un sistema de prueba de progenie.
•¿Quién debe hacerlo? ¿Quién debe hacerlo? (lo mas caro ya está pagado por los (lo mas caro ya está pagado por los productores)productores)
IV.
Panorama ActualPanorama Actual
04/06/14 43
• Chile no tiene un sistema o programa de evaluación genética.
“There is no national system for evaluating the genetic merit of individual cows. Interestingly, very few people in the focus groups or on any of the farms made any comments about the genetic merit of cows.”
Profesor Tony Bywater – Lincoln University, Nueva Zelanda
IV.
Mensajes para llevarse a casaMensajes para llevarse a casa
04/06/14 4404/06/14 44
• Selección y Cruzamientos: son 2 Selección y Cruzamientos: son 2 herramientas genéticas.herramientas genéticas.
• Selección: Permanente y acumulativa, mediano plazo.Selección: Permanente y acumulativa, mediano plazo.• Cruzamientos: corto plazo, temporalCruzamientos: corto plazo, temporal
• Si usa cruzamiento sepa que hará con la Si usa cruzamiento sepa que hará con la segunda y tercera generación.segunda y tercera generación.
• La La heterosisheterosis (5-10%) (5-10%) no compensa el uso de no compensa el uso de reproductores no mejoradosreproductores no mejorados..
V.
Mensajes para llevarse a casaMensajes para llevarse a casa
04/06/14 4504/06/14 45
• Registros y datos de producción son el Registros y datos de producción son el insumo principal de un programa de insumo principal de un programa de mejoramiento genético.mejoramiento genético.
• En Chile esto ya está financiado por En Chile esto ya está financiado por productores que llevan Control productores que llevan Control LecheroLechero
• Usando como contraparte los registros de producción, Usando como contraparte los registros de producción, los productores (FEDELECHE) podrían gestionar en el los productores (FEDELECHE) podrían gestionar en el sector público instrumentos que le permitan estimar sector público instrumentos que le permitan estimar mérito genético y hacer pruebas de progenie. mérito genético y hacer pruebas de progenie.
V.
Gracias por su atenció[email protected]
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