Febrero de 2009
Cómo usar el Código del Genoma
Jeff Ziegler
Genomics Program Manager
Desde Diciembre del 2007, aproximadamente 19,000 bovinos de razas lecheras de Norte América han sido genotipados mediante una tecnología llamada Illumina BovineSNP50 BeadChip. Esta tecnología fue desarrollada entre Illumina Inc., el USDA Agricultural Research Service (servicio de Investigación Agrícola del USDA), la National Association of Animal Breeders (Asociación Nacional de Criadores de Ganado), Merial, e investigadores de varias universidades e institutos. El principal avance ofrecido por esta tecnología consiste en la capacidad de hacer 50,000 pruebas de marcador ADN simultáneamente, por un costo moderado de aproximadamente US $250 por animal. Estos marcadores polimorfismo nucleótico único (single nucleotide polymorphism SNP), que representan cambios únicos de base (A, T, C, o G) dentro de la secuencia del ADN, pueden ser genotipados más eficientemente que los marcadores de micro satélite usados anteriormente que son muy intensos en mano de obra. El segundo avance importante que hace posible la selección genómica es el reciente descubrimiento que, una vez se dispone de un número grande de marcadores genéticos (aproximadamente 38,000) para un animal individual, es posible estimar el valor de cría de ese animal con base en las asociaciones entre esos marcadores de genotipo y la producción de leche, conteo de células somáticas, vida productiva, tasa de preñez de las hijas y otros rasgos claves, para un total de 29. Estas asociaciones se estiman usando los datos de los ancestros del animal, en particular los toros altamente probados presentes en el pedigrí del animal. Estos animales, cruciales para este proceso, son los toros representados en la Cooperative Dairy DNA Repository CDDR (Cooperativa Repositoria de AND Lechero), que fue formada hace más de 10 años, cuando siete organizaciones de I.A., incluyendo a Select Sires, empezaron a almacenar muestras de cada toro joven que entraba a sus programas de prueba de progenie, anticipando investigaciones futuras.
Aunque genotipar suena misterioso, la selección genómica es realmente simple. En el pasado, todo lo que sabíamos acerca del potencial genetico de un animal joven era su promedio de padres (parent average (PA), que era simplemente el promedio de las habilidades de transmisión (PTA) de sus padres. No había manera de determinar si este animal joven tenía un promedio mejor o peor que la muestra promedio de los genes de sus padres. No teníamos más alternativa a esperar por dos años para medir su propio desempeño, en el caso de las hembras, o esperar por cinco años para poder medir el desempeño de su progenie, en el caso de los machos. Ahora, por las relaciones entre los marcadores SNP y genes funcionales importantes que observamos en los ancestros de los animales, podemos mirar la bola de cristal y ver lo que el futuro depara para un animal joven en particular.
Recientes investigaciones muestran que, para una hembra o macho Holstein jóven,
podemos combinar la información PA del animal con la información del Bovine SNP 50 BeadChip para obtener un “PTA genómico” con una confiabilidad de entre el 60 y el 70 %. Esto es enormemente mejor que la confiabilidad ofrecida por el PA, que es típicamente de solo 30 a 40 %. Para una ternera, la confiabilidad de su PTA genómico es equivalente al que resultaría de medir tres o más records de producción lechera del animal y sus crías. Y para una vaca joven, la información del SNP50 BeadChip puede combinarse con sus records de lactancia para obtener un estimado significativamente más preciso de su mérito genético. Para un ternero, la confiabilidad de su PTA genómico es el equivalente al que se obtendría midiendo el desempeño de aproximadamente una docena de sus hijas. Sin embargo, una vez este toro complete su prueba de progenie y tenga información de desempeño de 80 a 100 hijas, la información del BeadChip tiene menos valor que la información ofrecida por su prueba de progenie.
Qué significa esto para Select Sires? Por el lado de los machos, a cada toro joven se le hace una prueba con el Bovine SNP50 BeadChip antes de traerlo de la lechería. Esto rendirá una tasa de éxito mayor en la prueba de progenie en el futuro, ya que antes de que entre al centro de I.A, sabemos que cada toro joven ha recibido una buena muestra de los genes de sus padres. Select Sires ya ha comenzado a vender semen de toros jóvenes o de “equipos” de toros jóvenes con PTAs genómicos, pero aún sin hijas en su prueba. Estos toros con “prueba genómica” tienen mayor valor debido a la más alta confiabilidad de sus predicciones genéticas, y algunos toros jóvenes con PTAs genómicos realmente destacados son usados como toros padres. Por el lado de las hembras, la prueba de ADN de potenciales madres de toros ya se está convirtiendo en la norma, y el examen de terneras consignadas en los remates y potencialmente valiosas, muy pronto también será común. En el caso de la transferencia de embriones, bien sea para producir terneros para I.A. o para producir terneras valiosas para remates o para exportar, la primera elección de un lavado será más valiosa con la prueba genómica.
Como se podría esperar, estos desarrollos han generado una explosión de investigaciones en el genoma lechero. Muchas herramientas nuevas y útiles, algunas que todavía no podemos imaginar, serán desarrolladas en la próxima década, basadas en tecnologías relacionadas con el genoma. Para el futuro, otro tópico de interés es el desarrollo de programas de apareamiento basados en los resultados de pruebas de ADN, en lugar de información del pedigrí o de conformación. Finalmente, se debe enfatizar que, en este momento, los resultados para razas diferentes a la Holstein no han sido tan promisorios. La ganancia en confiabilidad para el Jersey ha sido la mitad de lo que se observó en el Holstein, y la ganancia en confiabilidad para el Pardo Suizo ha sido insignificante. Este pobre desempeño se debe principalmente a una población menor (i.e., no hay tantos toros con prueba de progenie disponibles para estimar las relaciones entre marcadores SNP y rasgos importantes), y se está haciendo un esfuerzo por desarrollar las bases de datos para aumentar el poder de esta herramienta en otras razas.
Aquí hay un ejemplo de cómo se ve una evaluación ajustada genómicamente, para que un toro joven pueda ser usado más ampliamente. Esta es la información para Enero del 2009, del 7HO10011 Bosside PS Prentice-ET (Shottle X Outside)
| |
PA Tradicional |
PA Genómico |
Rel tradicional |
Rel Genómico |
| Leche |
1490 |
1618 |
38 |
70 |
| Grasa |
84 |
92 |
38 |
70 |
| Proteína |
48 |
59 |
38 |
70 |
| PL |
2.9 |
5.7 |
10 |
61 |
| SCS |
2.80 |
2.71 |
11 |
66 |
| DPR |
-2.25 |
0.40 |
10 |
60 |
| SCE |
9 |
8 |
31 |
62 |
| PTAT |
3.7 |
4.00 |
42 |
68 |
| Comp ubre |
2.97 |
3.46 |
42 |
68 |
| Comp P & P |
2.68 |
2.63 |
42 |
68 |
Este ejemplo ilustra el ajuste genómico del promedio paterno PA tradicional de este toro joven. El ingrediente más impresionante en esta nueva evaluación genómica es el ajuste en la confiabilidad de esta nueva información. En particular, los rasgos de salud y bienestar ganan mucho al ofrecer información más útil más temprano en la vida de un toro joven.
Select Sires ha adoptado agresivamente esta tecnología en sus programas de selección de toros jóvenes. Los establos con toros en espera y toros jóvenes en prueba, están llenos de “outliers” o extremos genéticos que harán los grandes toros del futuro. Este ajuste genómico, combinado con el estándar de oro que es el programa de prueba de progenie PDA, asegura el uso de la más moderna tecnología para lograr las más rentables combinaciones genéticas, a los productores que usen genética de Select Sires. La genómica es un triunfo para la industria lechera y ofrece un Select Sires más eficiente. Considerar el éxito a largo plazo es vital y Select Sires no lo hará de otra manera.
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