Módulo 1. Conceptos de Mejora genética de salmones

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CURSO DE CAPACITACION

MEJORA GENETICA DE SALMONES

Relator Dr. José Andrés Gallardo Matus

Académico – Investigador - Consultor


¿QUÉ APRENDERE EN EL MODULO 1? Principios fundamentos de la mejora genética de salmones.

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¿QUÉ ES LA GENETICA?

Campo de la biología que busca comprender la herencia de los caracteres biológicos.

¿CUÁL ES MI GENOTIPO?


¿QUÉ HACEN LOS GENETISTAS?

Investigan la estructura y función del material hereditario

(ADN).

Investigan como funcionan y se heredan los genes.

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¿QUÉ SON LOS GENES?

•  - Secuencias de ADN. •  •  - Almacenan y expresan

información hereditaria de las características biológicas.

•  - La mayor parte de los genes codifican para alguna proteína.


Carácter biológico: Pigmentación de la piel.

Fenotipo:

Pigmentado v/s NO pigmentado

Expresa una cualidad. Controlados por pocos genes.

Sin influencia del ambiente sobre su expresión.

CARÁCTER BIOLOGICO CUALITATIVO

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Gen TYR: Produce la enzima, tirosinasa, que cataliza la síntesis de pigmento a partir de tirosina. Fenotipo albino: 100 tipos de mutación producen alteración funcional del gen. Comparación de genes: 60 % de identidad del gen entre vertebrados.

GEN TYR: PIGMENTACION DE LA PIEL


DOMINANCIA COMPLETA DEL GEN TYR

Homocigoto dominante T T

Heterocigoto T t

Homocigoto recesivo t t

Precursor de melanina Melanina

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¿CUÁL ES MI GENOTIPO? = TT - Tt - tt


Expresa una cantidad. Controlados por muchos genes.

Gran influencia del ambiente sobre su expresión.

Genotipo + Ambiente (manejo productivo) = Fenotipo

CARÁCTER BIOLOGICO CUANTITATIVO

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Supuesto: Ambiente (E) = 0.

P = G

Genotipos Valor fenotipo EE 14 g Ee 12 g ee 6 g

Efecto aditivo del gen (a) a = + 4 g

Desvío de dominancia (d)

d = + 2 g

EFECTO DE UN GEN SOBRE UN RASGO CUANTITATIVO


Genotipos Valor fenotipo

EE 35 Ee 35 ee 15

Dominancia completa


EE 35 Ee 30 ee 15

Dominancia parcial

HERENCIA DE GENES CUANTITATIVOS



d = + 5 g



d = + 10 g

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DETERMINE EL EFECTO ADITIVO (a) Y DE DOMINANCIA (d) DEL GEN E.


EE 35 Ee 25 ee 15

Acción aditiva Genotipos Valor

fenotipo EE 35 Ee 45 ee 15

Sobredominancia

a = ? d = ?

a = ? d = ?


CLASIFICAR CARACTERES BIOLOGICOS

Cualitativo Cuantitativo

Sexo - Peso smolt - SGR - IGS - Peso WFE

Madurez - Gaping - Color filete - Rendimiento filete – Sobrevivencia

Resistencia a caligus - Resistencia a SRS.

ECONOMICAMENTE ¿CUÁL VALE MAS?

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Son técnicas y procedimientos de genética que permiten modificar caracteres biológicos (cualitativos o cuantitativos), de importancia económica, para mejorar la eficiencia de los sistemas productivos en la empresa.

TECNICAS Y PROCEDIMIENTO DE GENETICA

¿QUÉ ES EL MEJORAMIENTO GENETICO?


MEJORA GENETICA POR SELECCIÓN ARTIFICIAL

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R= h2 S IG

Hijos grupo seleccionado

Grupo seleccionado

h2 = heredabilidad. S = diferencial de selección. IG = Intervalo generacional. R = Respuesta a la selección en una generación

MEJORA GENETICA POR SELECCIÓN ARTIFICIAL


HEREDABILIDAD

Es una medida de la variación genética aditiva de un rasgo cuantitativo h2 = 0 - 1

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h2 = 0,4 h2 = 0,05

SELECCIÓN ARTIFICIAL Y HEREDABILIDAD


MEJORA GENETICA EN EL LARGO PLAZO

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CORRELACION GENETICA ENTRE RASGOS


INTERACCION GENOTIPO - AMBIENTE

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¿QUÉ INFORMACION NECESITO PARA SELECCIONAR AL MEJOR PEZ?


Pez Fam A Fam B Fam C Fam D 1 130 110 70 90 2 100 90 70 50 3 80 60 60 30 4 50 60 40 30

Promedio Fam 90 80 60 50 Promedio Total 70

Carácter cuantitativo: Peso (gramos).

SELECCIONE 4 PECES POR TAMAÑO

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¿Donde quiero llegar? Obje3vo de mejoramiento (Necesidad)

¿Cómo alcanzo ese obje3vo? Diseño y estructura (Recursos)


H = v1 BV1 + v2 BV2 + v3 BV3 + vn BVn

BVi = Breeding value (Valor de genético aditivo para cada rasgo). V i = Ponderación económica.

Combinación de caracteres biológicos que desean ser mejorados por la influencia que tienen en el beneficio (rentabilidad) económico del productor (Ponzoni, 1992).

OBJETIVO DE MEJORAMIENTO

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GANANCIA GENÉTICA ECONÓMICA (ΔH)

ΔH = vii

m∑ *ΔG

Ganancia genética económica 1 rasgo

Ganancia genética económica varios rasgos

ΔH = v1*ΔG


Criterio de selección = I

I = b1 PBV1 + b2 PBV2 + b3 PBV3 + bi PBVi

BVi = Predicted Breeding value o valor mejorante para cada rasgo (BLUP). b i = Coeficiente que maximiza la respuesta económica en H.

Combinación de caracteres biológicos que se pueden medir de forma práctica y económica, que están correlacionadas con H y que por tanto se usan para la selección de reproductores.

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ESTRUCTURA PROGRAMAS DE MEJORA GENETICA EN ACUICULTURA


1.- Establecer una población base con alta variabilidad genética. 2.-‐ Establecer un 9po de apareamiento familiar y registro de datos para es9mar parámetros gené9cos. 3.-‐ Establecer una metodología de selección que maximize ΔG y minimize ΔF. 4.-‐ Establecer un sistema o estructura que permita diseminar el progreso gené9co a producción.

DISEÑO Y ESTRUCTURA

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Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Full sib

Peces para selección

Peces para evaluación

Núcleo

Centros de prueba

2.-‐ ESTABLECER UN TIPO DE APAREAMIENTO FAMILIAR Y REGISTRO DE DATOS PARA ESTIMAR PARÁMETROS GENÉTICOS.


Método BLUP requiere: 1.- Matriz de fenotipos (y). 2.- Matriz de parentesco (A): genealogía. 3.- Matrices de diseño (XZ): Piscicultura, Estanque, Fecha desove, etc. 4.- Parámetros genéticos y fenotípicos (λ): varianzas (h2), covarianzas (rg).

MODELO LINEAL MIXTO BLUP (Best Linear Unbiased prediction)

3.-‐ ESTABLECER UNA METODOLOGÍA DE SELECCIÓN QUE MAXIMIZE ΔG Y MINIMIZE ΔF.

BVi = Predicted Breeding value

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Parentesco: Dos individuos son parientes si tienen ancestros en común o si uno es antecesor de otro.

Vías de conexión

A B

X Y Y X

B A

PARENTESCO


1/2 1/2 1/2 1/2

X Y

1/2 1/2

X Y

Hermanos completos Medios hermanos (hermastros)

Rxy = Σ ( ½ ) n1 + n2

Rxy = ( ½ ) 2 = 1/4 Rxy = ( ½ ) 2 + ( ½ ) 2 = 1/2

A B A B C

Rxy: Proporción de genes que comparten dos individuos emparentados.

PARENTESCO

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Para la siguiente genealogía calcule el coeficiente de parentesco entre los individuos: A) Individuo 2 – individuo 12 B) Individuo 12 – individuo 14.

PARENTESCO


Def.: Cruzamiento o reproducción entre individuos emparentados.

A y B son homocigotos recesivos, pero solo A es consanguíneo.

CONSANGUINIDAD

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DEF. 1. Disminución del valor fenotípico promedio (rasgo cuantitativo) en una población (Lynch y Walsh, 1998). DEF. 2. Aumento de malformaciones en los animales o aumento de enfermedades de tipo hereditarias producto de la consanguinidad (Tave, 1996).

DEPRESION POR CONSANGUINIDAD


El coeficiente de Consanguinidad (F ) de un individuo es la probabilidad de que dos alelos presentes en él sean idénticos por descendencia.

Abuelo

1/2

1/2 1/2

1/2

a1a2

_ _ _ _

_ _

Madre Padre

Nieto

COEFICIENTE DE CONSANGUINIDAD

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a)  Probabilidad de que el nieto tenga dos alelos A1:

a.  A través de la madre = ½ * ½ = ¼. b.  A través del padre = ½ * ½ = ¼ c.  Total = ¼ * ¼ = 1/16.

b) Probabilidad de que el nieto tenga dos alelos A2: a.  A través de la madre = ½ * ½ = ¼. b.  A través del padre = ½ * ½ = ¼ c.  Total = ¼ * ¼ = 1/16.

c) Probabilidad de que dos alelos en el nieto sean idénticos por descendencia F x = 1/16 + 1/16 = 1/8 = 0.125.

Abuelo

1/2

1/2 1/2

1/2

a1a2

_ _ _ _

_ _

Madre Padre

Nieto



Generalizando, el coeficiente de consanguinidad es

)(1 )2/1( A1n'n

x FF += ++∑n = número de generaciones entre el padre y el antecesor común. n’ = número de generaciones entre la madre y el antecesor común.

Fx = 0.125 (1 + FA)

Abuelo

1/2

1/2 1/2

1/2

a1a2

_ _ _ _

_ _

Madre Padre

Nieto


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A PARTIR DE LA SIGUIENTE GENEALOGÍA DETERMINE EL NIVEL DE CONSANGUINIDAD DEL INDIVIDUO Z

X Y

A B

Z


Machos Hembras Tamaño efectivo de la población

(Ne)

Tasa de consanguinidad

(%)

100 100

50 100

10 100

1 100

Ne = 4 * Nm * Nh Nm + Nh

Tasa de F = 1/(2Ne)

PROPORCION DE SEXOS Y CONSANGUINIDAD (F)

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4.-‐ SISTEMA O ESTRUCTURA DISEMINACION PMG

G0 G1 G2 G3

BLUP BLUP BLUP BLUP

COS1 COS2 COS3


4.-‐ SISTEMA O ESTRUCTURA DISEMINACION OTROS PMG

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