CURSO DE CAPACITACION MEJORA GENETICA DE SALMONES

(1)

www.aquagenetics.org

CURSO DE CAPACITACION

MEJORA GENETICA DE SALMONES

Relator

Dr. José Andrés Gallardo Matus Académico – Investigador - Consultor

¿QUÉ APRENDERE EN EL MODULO 1?

(2)

¿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.

(3)

¿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.

(4)

www.aquagenetics.org 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

(5)

¿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

(6)

www.aquagenetics.org 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 Genotipos Valor fenotipo EE 35 Ee 30 ee 15 Dominancia parcial

HERENCIA DE GENES CUANTITATIVOS

d = + 5 g

(7)

DETERMINE EL EFECTO ADITIVO (a) Y DE

DOMINANCIA (d) DEL GEN E.

Genotipos Valor fenotipo 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.

(8)

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?

(9)

R= h

2

_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

h

2

_{= 0 - 1}

(10)

www.aquagenetics.org h2 _{= 0,4} _h2 _{= 0,05}

SELECCIÓN ARTIFICIAL Y HEREDABILIDAD

(11)

CORRELACION GENETICA ENTRE RASGOS

(12)

¿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).

(13)

¿Donde quiero llegar?

Obje3vo de mejoramiento (Necesidad)

¿Cómo alcanzo ese obje3vo?

Diseño y estructura (Recursos)

H = v

1

BV

1

+ v

2

BV

2

+ v

3

BV

3

+ v

n

BV

n 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).

(14)

GANANCIA GENÉTICA ECONÓMICA (ΔH)

Δ

H

=

∑

_i

m

vi

*

Δ

G

Ganancia genética económica 1 rasgo

Ganancia genética económica varios rasgos

Δ

H

=

v

1*

Δ

G

Criterio de selección = I

I = b

₁

PBV

₁

+ b

₂

PBV

₂

+ b

₃

PBV

₃

+ b

_i

PBV

_i

BV_i = 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.

(15)

www.aquagenetics.org 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.

(16)

www.aquagenetics.org 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.

(17)

www.aquagenetics.org 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 = ( 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.

(18)

www.aquagenetics.org 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.

(19)

www.aquagenetics.org 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

a

₁

a

₂

_ _

_{_ _}

_ _

Madre

Padre

Nieto

COEFICIENTE DE CONSANGUINIDAD

(20)

www.aquagenetics.org 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

a

₁

a

₂

_ _

_{_ _}

_ _

Madre

Padre

Nieto

COEFICIENTE DE CONSANGUINIDAD

Generalizando, el coeficiente de consanguinidad es

)

(1

)

2 /

1 (

n

n'

1 _A

x

F

₌

+

₊

∑

n = número de generaciones entre el padre y el antecesor común.

Fx = 0.125 (1 + F

_A

)

Abuelo

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

a

₁

a

₂

_ _

_{_ _}

_ _

Madre

Padre

Nieto

COEFICIENTE DE CONSANGUINIDAD

(21)

www.aquagenetics.org 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)