Post on 30-Oct-2015
Bases Tericas para el Mejoramiento Gentico de
Tilapias
THOMAS GITTERLE Ph.D
CENIACUA
Bases Tericas para el Mejoramiento Gentico de Tilapias
Conceptos bsicos de la gentica poblacional
Estrategias de mejoramiento
Tipos de seleccin
Interaccin genotipo-ambiente
Programa nacional de mejoramiento de la tilapia en Colombia
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Definiciones Consanguinidad Heterosis Seleccin Mutacin Migracin Deriva Gentica Distancia gentica entre poblaciones Equilibrio Hardy-Weinberg
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Definiciones: Fenotipo: cualquier rasgo medible o distintivo de un
individuo. Genotipo : Es la informacin gentica del individuo y
codifica sobre su fenotipo Locus. La posicin de un gen o el gen como tal Alelo. Es una de las formas variantes de un gen en un
locus Homocigoto. La unin de gametos portadores de dos
alelos idnticos (AA) o BB Heterocigoto: La unin de gametos portadores de alelos
diferentes (AB).
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Definiciones:Ej: gen del color en tilapias
(dominancia incompleta). Tres fenotipos: negro, rojo y
albino Dos alelos A y B Tres genotipos AA, AB y BB
Ej: Gen del color en truchas (dominancia completa)
Dos fenotipos: plateados y albino Dos Alelos A y a Tres genotipos AA, Aa y aa
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Definiciones:Frecuencias Frecuencia allicas. Proporcin de cada alelo individual en la poblacin Dos alelos A y B Freq A (p) + Freq B (q) = 1; p+q =1
Frecuencias genotpicas: Proporcin de cada una de las las combinaciones allicas en una poblacin: Dos alelos A y B Freq AA (p2) + Freq AB (2pq) + Freq BB (q2)
p2 + 2pq + q2 = 1
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Consanguinidad
Se genera al producir progenies de padres emparentados Auto-fertilizacin Cruces entre hermanos enteros o entre hermanos medios
En poblaciones pequeas y cerradas se produce consanguinidad en el tiempo aunque los cruzamientos sean al azar
ConsanguinidadCoeficiente de consanguinidad (F)
Probabilidad que dos alelos sean idnticos por ascendencia (origen comn)
La tasa de consanguinidad acumulada (F) por generacin de una poblacin cruzada al azar es:
eNF
21
=
Donde Ne es el numero de individuos que se reprodujeron efectivamente: es el tamao de una poblacin ideal
NF
21
=Poblacin ideal hace referencia a: Los cruzamientos se hacen con individuos de la misma lnea (no hay migracin)
Las generaciones son discretas no se sobreponen
Los animales reproductores son los mismos en cada generacin y deben transmitir sus genes a la siguiente generacin.
Los cruzamientos son al azar entre individuos
No hay seleccin y la mutacin se descarta
Consanguinidad
fm
fme NN
NNN
+=
4
Generalmente, el tamao de la poblacin efectiva en tilapias es pequea debido a su alta fecundidad.
se pueden utilizar muy pocos reproductores para conformar la siguiente generacin de cra
una acumulacin rpida de la consanguinidad.
Consanguinidad
Por ejemplo: con Nm machos y Nf hembras usados en cada generacin el tamao de la poblacin efectiva es:
Consanguinidad
272010
)20))(10(4(
=
+=eN e
NF
21
=
Ejemplo:
Si se tiene una proporcin sexual de 1 Macho por 2 hembras
el numero efectivo de machos reproducindose por da es de
10 (20 hembras) entonces:
Segn la frmula:
F = 1.88% por generacin
Consanguinidad
Ejercicio. En una proporcin sexual de 3 hembras por 1 macho:
Que numero de hembras y macho son necesarios cruzar por generacin para que el coeficiente de consaguinidad sea menor a 1%
Formulas
fm
fme NN
NNN
+=
4eN
F21
=
Consanguinidad
Consecuencias de la consanguinidad:
aumenta la frecuencia de homocigotos
expresin de alelos recesivos
la mayora de deformaciones y algunas enfermedades son
recesivas
se expresan mas frecuentemente en poblacin consanguneas
se afecta el fitness de la poblacin (reproduccin, sobrevivencia
etc)
depresin por consanguinidad
Consanguinidad
Poblaciones de O. niloticus Fis
Naturalizadas 0.8813(0.067)Domesticadas 0.8223(0.023)
Costa Atlntica Colombiana
Ejemplos de niveles de consanguinidad: (Fis)
O.niloticus
Tomado de Narvaez 2006AIT = Chitralada (Tailandia)
GIFT = Genetic imporved farmed tilapia (Tailandia)
IDRC = Tailandia
GTT = Alemania
Rutten et al., 2004
Consanguinidad
Ejemplos de niveles de consanguinidad: (Fis)
Tilapia roja (Llanos, Huila, Valle, Atlntico, Caldas)
Poblaciones de Tilapia spp Fis
pob 1 0.4132pob 2 0.3346pob 3 0.3688pob 4 0.3534pob 5 0.4190pob 6 0.2060
Regiones colombianas
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Exocra o entrecruzamientosEs el efecto contrario a la consanguinidad: Incrementa la freecuencia de heterocigotos
Reduccin de la probabilidad de expresin de genes recesivos
Incrementa el Fitness
Pude expresar Vigor Hbrido
Funciona en: Cruces entre especies y Cruces entre individuos de la misma especie:
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional Seleccin
Existe seleccin cuando unos genotipos en particular tienen un mayor xito en reproducirse que otros genotipos.
Por ejemplo: Alelo A > reproductiva Frq Atiende a incrementarse en la poblacin en el tiempo
SeleccinEjemplo de seleccin natural:
Frq A = 1-q ; Frq a = q
A completamente dominate; una ventaja selectiva es asumida para los genotipos AA y Aa.
s = coeficiente de seleccin desventaja sobre otros genotipos
si el genotipo aa es letal (albinismo en bagre) s = 1
Si se conocen s y q de una poblacin inicial se puede estimar la frqdel alelo a en las siguientes generaciones como:
2
2
1)1(
sqqsqqs
=
Seleccin
1667.0)5.0)(1(1
)5.01()5.0)(1(2
2
=
= sq
Ejemplo de seleccin natural:
si s = 1, y q = 0.5 entonces
Generacin q = freq a0 0.5001 -0.1667 0.3332 -0.0832 0.2503 -0.0501 0.2004 -0.0334 0.1675 -0.0238 0.1436 -0.0179 0.1257 -0.0139 0.1118 -0.0111 0.1009 -0.0091 0.09110 -0.0076 0.08350 -0.0004 0.019
100 -0.0001 0.010
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional MutacinLa mutaciones son cambios en las secuencias de los pares de bases del ADN o RNA
PO Ej: Cambio del alelo A a alelo a
Mutaciones pueden ser causadas por :Errores en la copia del material gentico durante la divisin celularExposicin a radiacinMutaciones qumicasVirus
Las mutaciones aunque ocurren en una frecuencia muy baja son unafuente importante de variacin gentica en las especies.
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional Deriva GenticaEs una fluctuacin azarosa de las frecuencias allicas, resultante de un efecto aleatorio de la combinacin de los alelos en poblaciones pequeas.
Entre mas pequea sea la poblacin mayor es el efecto de de la deriva gentica.
Ejemplo: 2 padres heterocigotos:
Aa x AaAA Aa aa(25%) (50%) (25%)
Si solo se tiene dos progenies y por chance los dos son AA,(p = 0.25 x 0.25 = 0.125) se pierde el alelo a
Deriva Gentica
0
20
40
60
80
100
120
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49Generaciones
N
u
m
e
r
o
d
e
c
e
r
d
a
s
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Migracin
En muchas especies existen poblaciones aisladas en sus mayoria por barreras fsicas. Los intercambios genticos entre poblaciones aisladas s ele llama migracin
Esta cambia le frecuencia genticas de las poblaciones aisladas y su magnitud depende de la cantidad de individuos inmigrantes.
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Distancia Genticas
Los efectos de la seleccin, mutacin y deriva gentica hacen que las poblaciones aisladas experimente una divergencia en las frecuencias allicas.
La distancia gentica sirve para evaluar que tanto las poblaciones se han mantenido aisladas y como ha sido el flujo gentico entre ellas.
Para evaluar las distancia se utiliza comnmente el valor de distancias genticas de Nei (D)
Tomado de Narvaez 2006
Conceptos Bsicos de la Gentica Poblacional
Equilibrio Hardy-Weinberg
Las frecuencias genotpicas de un locus de una poblacin cruzada al azar en ausencia de migracin, seleccin y mutacin permanecen constantes de una generacin la siguiente.
Equilibrio Hardy-Weinberg
Estimar si una poblacin esta o no en equilibrio de Hardy-Weinberg sirve para: Aceptar la presuncin de cruzamientos al azar Evaluar la presencia de factores que estn alterando la frecuencia allicas como: Patrones de cruzamientos no azarosos Evidencia de consanguinidad Evidencias de Seleccin, Mutacin, Migracin o Deriva Gentica
Evidencia de una poblacin cerrada muy pequea
En una poblacin dada: 1 gen con 2 loci A y B,Freq alelicas A = p
de a = q; p+q= 1
Posibles genotpos: AA, Aa, aaFrecuencia genotpica con dos alelos p2 + 2pq + q2 = 1
Freq A = 0.7 Freq. a = 0.3Freq AA = 0.49; Freq aa = 0.09 y Freq Aa = 0.420.49 + 0.09 + 0.42 = 1
Equilibrio Hardy-Weinberg
Derivacin y prueba de hiptesis
Ejemplo Prctico:
Tres genotipos:
AA tilapia negra
Aa Tilapia roja
aa Tilapia albina
Total animales = 1612:
1469 son negros (AA) 138 rojos (Aa) 5 albinos (aa)
Estimar la frecuencia de A y a
Equilibrio Hardy-Weinberg
Derivacin y prueba de hiptesis
))()()((2)()(2
aaobsAaobsAAobsAaobsAAobsp
++
+=
Total animales = 1612:
1469 son negros (AA) 138 rojos (Aa) 5 albinos (aa)
Estimar la frecuencia de A = p y a = q
)51381469(2138)1469(2
++
+=p
32243076
=p
p = 0.954
q = 1 p
q = 0.046
Equilibrio Hardy-Weinberg
Derivacin y prueba de hiptesis
Total animales = 1612: 1469 son negros (AA) 138 rojos (Aa) 5albinos (aa)
Estimar la frecuencia de A = p y a = q
p = 0.954 q = 0.046Los valores esperados por la ley de H-W son:
Equilibrio Hardy-Weinberg
Equilibrio Hardy-Weinberg
Prueba de chi cuadrado para aceptar o rechazar la hiptesis nula: no hay diferencias entre las frecuencias allicas de los valores esperados y los observados se cumple el supuesto que la poblacin esta en equilibrio H-W
83.0756.0073.0001.0
4.3)4.35(
2.141)2.141138(
4.1467)4.14671469(
)(
222
22
=
++=
+
+
=
= EEO
Valores observados 1469 (AA) 138 (Aa) 5 (aa)
Valores esperados por H-W: 1467.4 (AA) 141.2 (Aa) 3.4(aa)
Equilibrio Hardy-Weinberg
83.0756.0073.0001.0
4.3)4.35(
2.141)2.141138(
4.1467)4.14671469(
)(
222
22
=
++=
+
+
=
= EEO
Grados de libertad = (# fenotipos) (# alelos): 3 -2 = 1
El valor para un valores de se significancia de 0.05 en un grado de libertad = 3.84
Como 0.83 < 3.88 entonces se acepta la hiptesis nula: La poblacin se encuentra en equilibrio de H-W
Tomado de Narvaez 2006
Heterocigosidad esperada (He) y observada (Ho) de poblaciones de tilapia niltica en la Costa
Atlntica colombiana
Heterocigosidad esperada (He) y observada (Ho) de cuatro poblaciones de tilapia niltica
AIT = Chitralada (Tailandia)
GIFT = Genetic imporved farmed tilapia (Tailandia)
IDRC = Tailandia
GTT = Alemania Rutten et al., 2004
Heterocigosidad esperada (He) y observada (Ho) de cuatro poblaciones de tilapia roja (Regiones
colombianas)
Poblaciones de Tilapia spp Obs_Het Exp_Het*
pob 1 0.4200 0.7230pob 2 0.4542 0.6898pob 3 0.4542 0.7271pob 4 0.5347 0.8355pob 5 0.4375 0.7609pob 6 0.4583 0.5833
Regiones colombianas
Estrategias de mejoramiento
A.Mejoramiento convencionalEndo y Exo cra
Variabilidad gentica no aditiva
Efectos de combinacin de genes
Seleccin Variabilidad gentica aditiva
B.Estrategias genmicasManipulacin cromosmica
PolyploidiaReversin sexual
Transgenesis OGMHormonas de crecimientoTolerancias al frio
Estrategias de Mejoramiento
Conceptos bsicos Gentica aditiva Gentica no aditiva
Epistasis Dominancia
Endocra Exocra Seleccin
Estrategias de Mejoramiento
Conceptos bsicos Gentica aditiva
Cada locus tiene un valor aditivo sobre el carcter este valor puede ser negativo o positivo
A A B B
-a + ad = 0
A B
A A B B
-a + a 0
A B
d
Estrategias de Mejoramiento Conceptos bsicos
Gentica no aditiva Dominancia completa y sobredominancia
A A BB
-a +a = d0
A B
A A BB
-a +a 0
A B
d
Estrategias de Mejoramiento
Conceptos bsicos Gentica no aditiva
Eptasis Interaccin de genes
A B
CC
A A
Cc
+a 0
Estrategias de MejoramientoEndocra
Produccin de lneas consanguneas para aplicar entrecruzamientos y asi explotar la gentica no aditiva epstasisy dominancia)
La consanguinidad en general es daina muchas lineasSe aplica en pollos y gallinas en conjunto con la entrecruzamiento
para diseminacin al sector productivo Para proteccin de material gentico Alto chance de depresin por consanguinidad. Endocria sin seleccin no causa ningn beneficio adicional al de reestablecer la varianza gentica.
Es buena cuando existe sobredominancia
Estrategias de MejoramientoExocra o entrecruzamiento
Es un sistema muy utilizado en acuicultura. El entrecruzamiento se puede hacer entre. Especies Lneas seleccionadas Poblaciones Lneas consanguneas
Exocra o entrecruzamiento
Efectos de la exocra: Heterosis
Vigor hibrido: Las progenies tienen un desempeo superior a las lneas parentalesEn acuacultura la heterosis ha sido poco utilizada a excepcin de las tilapias:
Por Ejemplo:Cruces entre O.aureus x O.spilurus y entre O. Mossambicus x O. niloticus presentaron 22% y 25% de heterosis para peso respectivamente
Cruces entre O. Mossambicus x O. niloticus presentaron una tolerancia mayor a la salinidad que las especies parentales.
Heterosis cruzando diferentes lneas de la misma especie
Bentsen et al. 1998
Heterosis cruzando diferentes lneas de la misma especie
Maluwa et al. 2006
Exocra o entrecruzamiento
Mtodos de entrecruzamientos: Habilidad Combinatoria
Habilidad combinatoria general (HCG) Efecto promedio de la combinacin de una lnea con otras
lneas o poblaciones Ejemplo cuatro lneas A, B , C y D
A B C DA AB AC AD S1.B BA BC BD S2.C CA CB CD S3.D DA DB DC S4.
S.1 S.2 S.3 S.4 S
macho
H
e
m
b
r
a
Exocra o entrecruzamientoEjemplo cuatro lneas A, B , C y D
HCG (A) = 1/6 (S1. + S.1) S/12
= 1/6 (426+ 421) - 1600/12
= 141 - 133 = 8
A B C DA AB AC AD S1.B BA BC BD S2.C CA CB CD S3.D DA DB DC S4.
S.1 S.2 S.3 S.4 S
macho
H
e
m
b
r
a
S1. 426 S.1 421S2. 387 S.2 399S3. 394 S.3 389S4. 392 S.4 391
S 1600
Ejercicio:
Estimar la HCA de:
B, C y D
Exocra o entrecruzamiento
Mtodos de entrecruzamientos: Habilidad Combinatoria
Habilidad combinatoria especfica (HCE) Cada combinacin de lneas debe tener un valor esperado:
suma de las HCG de cada lnea. Si este valore se desva de los esperado entonces estas dos
lneas presentan habilidad combinatoria especfica. Esta habilidad esta dada por la epstasis y la dominancia
A B C DA AB AC AD S1.B BA BC BD S2.C CA CB CD S3.D DA DB DC S4.
S.1 S.2 S.3 S.4 S
machoH
e
m
b
r
a
Ejemplo cuatro lneas A, B , C y D
Exocra o entrecruzamientoEjemplo cuatro lneas A, B , C y D
HCE (A x B) = AB HCG (A) HCG(B) S/12
= 145 8 (-2) 133
= 6
HCE (B x A) = BA HCG (A) HCG(B) S/12 = 137 8 (-2) 133
= -2
S 1600
Ejercicio:
Estimar la HCE de:
(B x C) y (C x B)
A B C DA AB 145 AC 143 AD 138B BA 137 BC 121 BD 130C CA 145 CB 126 CD 123D DA 139 DB 128 DC 126
Macho
H
e
m
b
r
a
Exocra o entrecruzamiento
Mtodos de entrecruzamientos: Seleccin reciproca recurrente (SRR).
Esta diseada para optimizar y mejorar ambos tipos de habilidad combinatoria.
Ejemplo. 2 poblaciones (A y B) en las que se sabe que al cruzarlas existe heterosis
A1 x B1 B10 x A10 A2 x B2 B11 x A11
. .
. . An x Bn Bnn x Ann
Exocra o entrecruzamiento
Mtodos de entrecruzamientos: Seleccin reciproca recurrente (SRR).
A1 x B1 B10 x A10 A2 x B2 B11 x A11
. .
. . An x Bn Bnn x Ann
Se evalan las progenies
Se seleccionas aquellos parentales con las mejores cruces
Se descartan todos los dems
Se descartan las progenies
Se cruzan los individuos de las misma lneas entre si (AxA) y (BxB)
Con los cruces se vuelve a repetir el procedimiento
Estrategia interesante para tilapia
GIFT x Chitralda X Fast
Estrategias de Mejoramiento
Seleccin Es la estrategia mas utilizada: Se basa en la gentica aditiva. Se seleccionan los individuos con los mejores desempeos Incremento en la frecuencia de los alelos beneficiosos para el
caracter a mejorar Los individuos que poseen frecuencias mayores de alelos positivos se
dice que tiene un alto valor de cria.
El valor de cra de cada individuo no se conoce
Se puede estimar con diferentes niveles de precisin dependiendo de el mtodo a utilizar
Caractersticas de importancia econmica
En algunos casos genes mayores pueden presentarse inicialmente, pero se fijan pronto en la poblacin bajo seleccin
(Bentsen, 1994)
Multifactorial: Afectados por un gran nmero de genes con efectos individuales pequeos
Principios de seleccin
Proporcinseleccionada
Media
F
r
e
c
u
e
n
c
i
a
Peso de cosecha
M0 M1
G
}
Peso de cosecha
La respuesta de seleccin es acumulativa.
Generaciones
D
e
s
e
m
p
e
o
10 2 3 4
Ganancia gentica
Incremento de la eficiencia de produccin
100
200
300
P
r
o
d
u
c
t
i
v
i
d
a
d
,
%
(
R
e
f
.
(
1
9
4
0
)
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Pollos
Ganado
Cerdo
Ao (Modificado de Eknath et al., 1991
Salmn
Tilapia
Heredabilidad
fenotipo (P) = genotipo (G) + ambiente (E)
G = genes aditivos (A) + genes no aditivos (C)
Varianzas: VP = VA + VC + VE
Heredabilidad (h2) = VA / VP= VA/ (VA+VC+VE)
Heredabilidad
Heredabilidad (h2) = VA / VP
Heredabilidades entre 0 y 0.10 bajas
entre 0.10 y 0.30 medias
arriba de 0.30 altas
Parmetros genticos en la tilapia niltica
Caracter Heredabilidad Referenciapeso (35 g) 0.56 Bolivar et al., 2002peso (180 g) 0.34 Ponzoni et al., 2005peso (800 g) 0.26 Rutten et al., 2005Filete(%) (800 g) 0.12 Rutten et al., 2006
Bases Tericas para el Mejoramiento Gentico de
Tilapias
THOMAS GITTERLE Ph.D
CENIACUA
Bases Tericas para el Mejoramiento Gentico de
Tilapias
THOMAS GITTERLE Ph.D
CENIACUA
Da 2
Repaso Conceptos bsicos de la gentica poblacional Definiciones Consanguinidad Heterosis Seleccin Mutacin Migracin Deriva Gentica Distancia gentica entre poblaciones Equilibrio Hardy-Weinberg
Repaso Estrategias de mejoramiento Conceptos bsicos
Gentica aditivaGentica no aditiva
Epistasis Dominancia Endocra Exocra Seleccin
Mtodos de Seleccin Seleccin individual o masal:
Basada en el desempeo propio del individuo
Desviacin del individuo de la media de toda la poblacin
Mtodos de SeleccinSeleccin individual o masal:
Para caracteres registrados en animales vivos No se necesita informacin de ancestros ni familiares No se requiere marcacin Bajo costos Todos los candidatos debe evaluarse en el mismo
ambiente No se necesita expertos calificados Eficiente solo en caracteres con altas heredabilidades
Mtodos de Seleccin
Seleccin individual o masal:
Eficiente solo en caracteres con altas heredabilidades Precisin de seleccin: Correlacin (rSA ) entre:el valor de seleccin y el valor de cra real Entre el fenotipo y el valor de cra real (rPA)h2 = rSAh2 = 0.25 rPA= 0.50
Mtodos de Seleccin
Seleccin individual o masal:
Adems Alto riesgo de consanguinidad
depresin por consanguinidad No es eficiente para:
Caracteres binarios Caracteres de baja heredabilidad Caracteres en el cual hay que sacrificar a los individuos
Cuando las desviaciones ambientales entre individuos a seleccionar son muy grandes (edad, salinidad, sistema de engorde etc.)
Mtodos de Seleccin
Seleccin FamiliarLos reproductores se seleccionan de acuerdo con el desempeo de sus parientes (hermanos medios y enteros) .
Mtodos de Seleccin
Seleccin Familiar
Se aplica a cualquier tipo de caracter Se utiliza la informacin de parientes Mas eficiente para caracteres de baja heredabilidad
La media familiar se aproxima a la media gentica la precisin de seleccin es mayor
Eficiente en caracteres binarios Evaluar en diferentes ambientes Hay un mayor control de la consanguinidad
Se debe contar con mnimo 50 familias
Mtodos de Seleccin Seleccin Familiar
La precisin de seleccin se ve fuertemente afectada cuando existen desviaciones ambientales comunes a miembros de la misma familia. Se deben mantener las condiciones homogneas Evaluar las familias en ambientes comunes
Marcacin es necesaria Para que sea eficiente se debe contar con un buen numero de
individuos por familia Se necesitan expertos calificados Mas costosa Solo se utiliza 50% de la variacin gentica aditiva
Mtodos de SeleccinSeleccin Familiar
La precisin de seleccin (rfA) depende de : La heredabilidad Tamao de la familia Tipo de cruces (hermanos enteros y/o hermanos medios) La variacin del ambiente comn entre hermanos enteros (c2)
Ejemplo:h2 = 0.25 y c2 = 0.10 rFA = 0.56h2 = 0.25 y c2 = 0.00 rFA = 0.67
Mtodos de SeleccinSeleccin combinada
Se utiliza la informacin de las familias y de los individuos en cada familia
Mtodos de SeleccinSeleccin combinada
Combina las ventajas de la seleccin individual y familiar Se utiliza el 100% de la varianza gentica aditiva Se utiliza toda los tipos de informacin disponibles
Familias de hermanos medios, enteros y de cada individuo adems de todo el pedigr disponible hasta la fecha
Reduce la probabilidad de consanguinidad porque no selecciona solo familias sino individuos de varias familias
Se pueden seleccionar varios caracteres a la vez y combinarlos en un ndice de seleccin
La precisin de seleccin es similar a la de la seleccin familiar.
Mtodos de Seleccin
Seleccin Intra- Familiar
Se utiliza la informacin de los individuos dentro de cada familia (desviacin del individuo de su media familiar)
Mtodos de SeleccinSeleccin Intra- Familiar
Es la seleccin opuesta a la familiar Es ventajosa cuando las desviaciones ambientales comunes a
familias de hermanos enteros son muy grandes Hay un control bueno de la consanguinidad si se hace rotativo
los cruces entre familias y si el numero de familias es grande
Solo tiene en cuenta 50% de varianza gentica aditiva La precisin de seleccin es baja:
h2 = 0.25 rTA =1/2h2 rTA = 0.35
Mtodos de SeleccinSeleccin por progeniesSe seleccionan parentales dependiendo del desempeo de sus progenies
Mtodos de SeleccinSeleccin por progenies
Es el mtodo mas directo de medir los valores de cra y el nico que puede dar una rTA = 1 independiente de la heredabilidad
Es poco aplicada en acuacultura porque Aumenta los intervalos generacionales En pocas especies los reproductores aun estn disponibles cuando se tiene la informacin comercial de sus progenies
Deben ser mltiples desovadotes
Puede ser interesante en tilapia
Prediccin de la ganancia gentica
DG = ganancia gentica anuali = intensidad de seleccinr = precisin de seleccinsp = desviacin estndar fenotpicaL = intervalo generacional
DG = i*r*sP/L en donde:
dF = depresin por consanguinidad
- dF
Prediccin de la ganancia gentica
G = ganancia gentica anuali = intensidad de seleccinr = precisin de seleccinsG = desviacin estndar genotpicaL = intervalo generacional
G = i*r*sP/L Ejercicio:Estimar G para la seleccin individual,
familiar e intrafamiliar cuando h2 = 0.25
1. Intensidad de seleccin = 1.5 desviaciones estndares
2. Desviacin estndar genotpica = 16
3. Intervalo generaciones = 0.8
02000
4000
6000
8000
10000
12000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Meses
P
e
s
o
,
g
r
a
m
o
s
Salmn del Atlntico desempeo de crecimiento
Gen 0
Gen 5
Penaeus vannamei.Respuestas de seleccin en peso de cosecha
Generaciones
P
e
s
o
d
e
c
o
s
e
c
h
a
Ganancia gentica: Diferencia entre grupos seleccionados y grupos control ajustados por edad, sexo y ambiente
de engordeGene-
ration
LSM of body weight at
harvest (g)
Genetic gain in
% of the previous
generationControl Selected
G1 41.80.8 50.20.2 20.1
G2 85.52.4 97.90.2 14.5
G3 136.03.9 149.00.6 9.6
G4 103.41.5 123.60.6 9.0
G5 133.72.0 153.61.2 14.9
Tomada de Bentsen 2003
Respuesta de Seleccin del Programa de Mejoramiento de Tilapia en las Filipinas
Bolivar et al., 2002
Interaccin Genotipo Ambiente (GxE)
Se dice que existe GxEcuando el desempeo de los genotipos varan dependiendo del medio en que estos son evaluados.
Ninguna especies esta adaptada a todos los ambientes
genotipo A
genotipo B
Ambiente 1 Ambiente 2
Interaccin genotipo ambiente (GxE)
Wohlfarth 1983
Interaccin genotipo ambiente (GxE)
Dos tipos de interaccin: Cuando las diferencias entre
genotipos se reducen dependiendo de la ambiente
Cuando el mejor genotipo en un ambiente no lo es en otro ambiente
genotipo A
genotipo B
Ambiente 1 Ambiente 2
genotipo A
genotipo B
Ambiente 1 Ambiente 2
Interaccin genotipo ambiente (GxE)Cuando se produce semilla se quiere que esta se comporte bien
en varios tipos de ambientes diferentes
Que sea robusta a fluctuaciones del ambiente Las fluctuaciones son generalmente factores de estrs
(salinidad, temperatura, oxigeno etc) Para esto los animales y las estimaciones de los valores de
cra deben ser realizadas en los ambientes de engorde mas representativos de la industria Piscinas de tierraJaulas flotantes Condiciones de salobridad
Interaccin genotipo ambiente (GxE)
Se necesita estimar la magnitud de (GxE)
P = G + E + COVGE
Interaccin genotipo ambiente (GxE)
Generalmente los programas de mejoramiento a gran escala no estn diseados para seleccionar animales solo para un ambiente de engorde.
La eficiencia del mejoramiento depende, entre otras cosas, de lamagnitud de GxE
Para minimizar GxE se debe reducir las fluctuaciones ambientales
evitar evaluar las familias o genotipos en ambientes muy variados.
Se debe restringir a los ambientes mas representativos de la industria
Si la GxE es gran parte de la varianza fenotpica se deben crear lneas especficas para cada ambiente
Interaccin genotipo ambiente (GxE)Ejemplos de (GxE) Tilapia
Interaccin genotipo ambiente (GxE)Ejemplos de (GxE) Tilapia
Interaccin genotipo ambiente (GxE)
Harvest weight, grams
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Oceanos13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
r=0,87r=0,87
Cart
age
ner
a
Harvest weight, grams
Ejemplos de (GxE) Camarn (P.vannamei)
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
VC familias Oceanos
V
C
f
a
m
i
l
i
a
s
C
a
r
t
a
c
u
a
r = 0.50
Lote 1 Lote 18
Pasos para el establecimiento de un programa de mejoramiento gentico
Establecimiento de la poblacin base Incluir animales de poblaciones con alta variabilidad gentica
Evaluacin de la (co)varianzas genticas de las caractersticas a mejorar.
Definicin del objetivo de cra (caractersticas a incluir y estrategias de seleccin)
Seleccin de mejores individuos Diseminacin al sector productivo de la semilla mejorada
PROGRAMA NACIONAL PARA EL MEJORAMIENTO
GENETICO DE TILAPIA POR MEDIO DE LA SELECCCION
COMBINADA
PLANO ESTACION REPELN
Estanques en tierra para cra de reproductores
Tanques de produccin de familias
Equipos y materiales de marcacin
Actividades realizadas
Adquisicin de poblaciones de O. niloticus
Poblaciones nacionales
Poblaciones extranjeras
Poblaciones nacionales 6 poblaciones domesticadas
Caldas (1) Atlntico (1) Llanos orientales (3) Huila (1)
1 poblacin naturalizada Cinaga de Lorica.
Fecha de llegada de las poblaciones
09-Nov-06P6 Llano04-Oct-06P5 Huila22-Sep-06P4 _2 Caldas02-Ago-06P4_1 Caldas21-Jul-06P3 LLano19-Jul-06P2 LLano06-Jul-06P1 Atlantico
Incremento diario en peso en ambientes y densidades diferentes de 6 poblaciones de O. niloticus
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
127.1 147.9 116.6 157 122 62 167
P1 P2 P3 P4_1 P4_2 P5 P6Peso promedio por poblacin
I
n
c
r
e
m
e
n
t
o
d
i
a
r
i
o
(
g
)
0.05.010.015.020.025.030.035.040.0
D
e
n
s
i
d
a
d
(
a
n
i
m
a
l
e
s
/
m
2
)
Crecimiento en ambiente comn machos
Crecimiento en ambiente comn hembras
Evaluacin comparativa del crecimiento en ambientes comunes
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
1 13 42 63
Intervalos de muestreos (das)
P
e
s
o
P
r
o
m
e
d
i
o
(
g
)
P1 P2 P3 P4
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
400.0
1 13 42 63
Intervalos de muestreo (das)
P
e
s
o
p
r
o
m
e
d
i
o
(
g
)
P1 P2 P3 P4
2.2P 42.3P 31.2P 21.1P 1
Gr/diaPoblacionMachos
1.7P 41.5P 30.7P 21.1P 1
Gr/diaPoblacinHembras
Actividades realizadas
Esquema de cruces Pruebas de entrecruzamiento en de parejas
de Tilapias nilticas en tanques de fibra Pruebas de cruces un macho una hembra Pruebas con hormonas EPC y Oxitocina
Pruebas con HormonasTratamientos
TF= TRATAMIENTO CON OXITOCIMA 0,1 ml ( 10 U.I.) Y EPC 0,5 mg/kg PARA HEMBRAS. MACHOS SIN DROGASTE= TRATAMIENTO CON EPC CON 0,5 mg/kg PARA HEMBRAS y EPC CON 0,25 mg/kg PARA MACHOSTD= TRATAMIENTO CON EPC PARA MACHOS CON 0,5 mg/kg y OXITOCINA PARA HEMBRAS CON 0,1ml (10 U.I)TC= TRATAMIENTO CON EPC PARA MACHOS Y HEMBRAS CON 0,5mg/kgTB= TRATAMIENTO CON OXITOCINA PARA HEMBRAS Y MACHOS CON 0,1ml TA= TRATAMIENTO DE CONTROL SIN DROGAS
67%46TF13%18TE13%18TD0%08TC0%08TB
13%18TA
Porecentajede xitoNde xitosNde replicas Tratamiento
Resultados
Actividades ao 2007 Produccin de familias Evaluacin del crecimiento de las familia Recoleccin de informacin Estimacin de los parmetros genticos para
peso y sobrevivencia