Incorporación de la información genómica a los programas de mejora genética de ovino lechero: cómo, cuándo, dónde

SEMINARIO INTERNACIONAL:

‘Genómica: el ovino del futuro’

Juan José Jurado. Investigador del INIA

Tras varios años de funcionamiento de los programas de mejora genética, el patrimonio genético de las razas se ha ido concentrando lentamente en un grupo pequeño de animales, a los que denominamos ‘mejorantes’, con un valor genético muy superior a la media de la población y que, en las valoraciones genéticas y debido a la alta cantidad de información que se tiene, alcanzan fiabilidades muy altas. Por lo tanto, son animales muy buenos con una alta seguridad, entre un 70% y un 80% de fiabilidad. Posteriormente, la mejora se transmite entre todos los rebaños conectados de la raza a través de la inseminación artificial.

Esos machos mejorantes se renuevan todos los años, mediante el programa de mejora genética. La sustitución anual de animales mejorantes se hace a partir de la identificación de una serie de ovejas selectas en los rebaños, con abundante información y un valor genético elevado. Después se organizan unos apareamientos dirigidos entre los sementales mejorantes y las ovejas selectas. Se hace con muchos requisitos, con el objetivo de que los corderos que salgan sean los candidatos a futuros sementales. Tras ingresar en el lazareto de los centros de recría, a los seis meses se procede a empezar a trabajar con ellos. El problema de estos corderos es que la fiabilidad al comienzo es muy baja, puede ser aproximadamente el 30%. Esa fiabilidad es baja porque la información inicial es escasa, ya que únicamente se conocen los datos de padre y madre. Debido a que esta fiabilidad es tan baja, esos corderos no pueden servir para sustituir desde un primer momento a los sementales mejorantes.

Eso obliga a proceder al testaje, que consiste que estos machos comienzan a tener una serie de hijas en los rebaños mediante la inseminación artificial. Se espera a que esas hijas tengan una o dos lactaciones para comenzar a tener información. Así, al cabo del tiempo, que suelen ser tres o cuatro años, ya se tiene información suficiente para obtener un valor genético de estos animales con suficiente fiabilidad, al menos entre un 50% y un 60%. De esta manera, estos corderos se han convertido en sementales testados que podrán sustituir a los mejorantes. Lo mismo ocurre con las hembras, ya que la valoración genética también sirve para detectar a las ovejas con una mayor valoración que, con el tiempo, sustituirán a las ovejas selectas y serán madres de futuros sementales.

Por lo tanto, la base de los programas de mejora genética está en tener dos tipos de informaciones: el control de producciones y el libro genealógico. Con estos dos instrumentos, se obtienen buenos resultados de mejora genética y con progresos muy aceptables.

De repente, surge una novedad, una nueva fuente de información. Es la valoración genómica. Se debe introducir en este contexto para tener una mayor eficacia.

La valoración genómica es una técnica que combina tres fuentes de información: control de producciones, libro genealógico y genoma de los animales. Desde nuestro punto de vista, la información genómica nos la aporta el laboratorio. Simplemente enviamos una muestra biológica (sangre, pelo y cartílago) y devuelven el valor genómico de un animal. Una vez recibidas estas tres fuentes de información, se puede proceder a desarrollar la genómica.

Una valoración genómica es, en el fondo, una valoración genética, pero con mucha más calidad. Así, se consigue a través de una tercera fuente de información, que para nosotros es mucho más valiosa y aporta una mayor fiabilidad, algo que es muy importante para la selección.

¿CÓMO SE APLICA LA SELECCIÓN GENÓMICA?

Para aplicar la selección genómica en los programas de mejora se necesitan una serie de requisitos: control de producciones, el libro genealógico, una población de referencia, una valoración genómica de los reproductores y selección de los reproductores.

► Población de referencia

La población de referencia está integrada por una serie de animales que está genotipados, ya que se conocen los contenidos de los diferentes SNP. De esta forma, ya se ha diseñado un chip con los SNP adecuados y se sabe que esos SNP están relacionados con los genes auténticos del carácter de selección. Al conocer el contenido de esos SNP, de alguna forma conocemos el genotipo de esos animales.

La población de referencia debe ser numerosa. Al menos, entre 1.000 y 3.000 animales, porque no creo que en ovino alcancemos durante los primeros años un número superior. Sin embargo, cuánto más numerosa mejor, ya que se obtendrán mejores resultados. Se necesita estimar lo más precisamente los efectos en la sustitución del gen, es decir, lo que cada SNP explica del carácter. Si en esta etapa se cometen errores, cualquier error condiciona la futura selección. Por lo tanto, hay que centrarse en la construcción o designación de la población de referencia.

Además, la población de referencia debe ser representativa de la población total, con todas sus características genéticas. Otra característica es que debe ser específica de cada raza. Se está intentando hacer una ‘metapoblación’ de referencia para todas las razas, pero en principio es mucho más razonable, debido a los costes, que sea de cada raza. Se deben tener en cuenta animales de los que se tenga mucha información, por lo que deben incluirse los sementales de inseminación artificial y de monta natural, además de hembras bien valoradas. Se deben incluir animales de todas las valoraciones genéticas, tanto buenos como los malos, porque debe ser representativa de la población.

La creación de la población de referencia es siempre el factor limitante más importante para empezar la selección genómica, porque requiere una elevada inversión inicial. Además, hay que recalibrar la población de referencia cada cierto número de años. En cada generación se va produciendo la recombinación genética entre los genes y la relación entre los SNP y los genes va cambiando. Por lo tanto, cada tres o cuatro generaciones se debería crear en teoría una nueva población de referencia. En realidad, no hace falta ser tan drásticos y pensamos que la población de referencia puede ir aumentando progresivamente y, con el tiempo, ir eliminando los animales más viejos, por lo que la población de referencia siempre sería un fiel representante de la situación genética de cada raza en esos momentos.

► Valoración genómica de reproductores

Una vez que se tienen las tres fuentes de información (control de producciones, libro genealógico y población de referencia), se procede a realizar una valoración genómica. Es una valoración genética en la que los animales están evaluados de una forma más precisa.

Se pueden usar dos métodos diferentes. Uno es el SSG-BLUP, que es una variante del método BLUP tradicional en mejora genética. Además del control de lactaciones y de la matiz genealógica, se introduce la variantes de la matriz de relaciones genómicas entre los animales genotipados. El segundo método es el BLUP-SNP, que consiste en estimar lo que cada SNP aporta al carácter. Una vez que se sabe, se suman los SNP que tenga cada animal.

Partiendo de la información de producciones, genealogías y genotipados, se obtiene el valor genómico de todos los reproductores, tanto machos como hembras. También se obtiene el valor genómico de todos los animales productores y la gran novedad es que también se obtiene el valor genómico de los animales jóvenes, que son los corderos candidatos a futuros sementales, de los que únicamente se conocen los datos de padre y madre. Además, el genotipo de los animales jóvenes se obtiene con una mayor precisión.

La principal ventaja que tiene la genómica es que mejora la fiabilidad, aunque depende del tipo de animal que sea. En los sementales, es el tipo de animal en el que menos aumenta la fiabilidad, porque ya se tiene mucha información de ellos. En ovejas el aumento de la fiabilidad es bastante más importante, pero donde aumenta radicalmente es en los candidatos a futuros sementales, es decir, en los jóvenes corderos que entran en el centro de inseminación artificial. Se puede pasar de un 30% a un 50% de fiabilidad. Desde el punto de vista de aplicación de la genómica, es el aspecto más importante.

► Selección de reproductores

Se puede utilizar la genómica en el contexto general de los programas de mejora genética. En la actualidad se cuenta con sementales mejorantes, con una fiabilidad alta del 70% y el 80%, y una serie de ovejas con bastante información pero con una fiabilidad menor, alrededor del 50%. Se establecen apareamientos dirigidos con muchos requisitos y se obtienen una serie de candidatos a futuros sementales. En este punto comienza a jugar un papel importante la genómica, porque a estos corderos recién nacidos se les procede al genotipado o tipaje. Así, se hace una valoración genómica de todos los miembros de la población y se obtiene el valor genómico de estos corderos con una fiabilidad muy alta, que puede llegar perfectamente al 50%. Con esta fiabilidad, ya incluso se podrían elegir estos animales como reproductores.

Puede ocurrir que la fiabilidad no parezca suficientemente alta. Por lo tanto, una opción es que estos animales hagan el testaje clásico. Así, se puede tener mucha más información después de tres o cuatro años, con hijas y lactaciones, por lo que se puede hacer una segunda selección con animales testados que se convierten en mejorantes. Este sistema tiene una ventaja, ya que los corderos que son testados ya han tenido una primera selección, por lo que el testaje puede hacerse sobre un número menor de corderos.

Como se ha comentado antes, otra opción es que, después del tipaje de los corderos con una fiabilidad del 50%, se toma esa fiabilidad como suficiente, sin tener más información. Es una táctica arriesgada. La principal ventaja es que esos corderos ya pueden ser utilizados como reproductores en el plazo de uno o dos años. Por lo tanto, el intervalo generacional se acorta a la mitad.

En todos los casos siempre está presente un centro de inseminación artificial, porque hacen falta apareamientos dirigidos y el uso de la inseminación artificial. Existe una tercera opción. Los ganaderos, por su cuenta, pueden aplicar la genómica en sus rebaños sin la necesidad de un centro de inseminación artificial. Por ejemplo, los ganaderos de Assaf tienen muchos machos de monta natural que han sido testados, cuya descendencia está certificada por ADN. Un ganadero puede cruzar las mejores ovejas con esos machos para obtener un recrío de corderos, que sustituirán en el futuro a los machos de monta natural, se tipan y se procede a una selección. Al cabo de uno o dos años, estos animales ya están criados y han sido seleccionados, sustituyendo a los sementales de monta natural. Tiene un coste económico, ya que se deben tipar al doble de los machos que se van a seleccionar finalmente.

También se puede hacer una selección genómica en las ganaderías sobre las ovejas. Con el recrío de las hembras, se tipan estos animales para sustituir a las ovejas selectas. Lógicamente, también tiene un coste económico. Así, la genómica realizada de forma individual por los ganaderos es cara, pero compensa con sus resultados.

En España aún no tenemos resultados de genómica en ovino lechero. Para saber si va a funcionar, se han realizado estudios de simulación con el método de Essen de 1974. Así, se han comparado cinco situaciones diferentes: selección clásica con testaje de sementales (situación actual); selección genómica en los candidatos a futuros sementales y también el testaje de los sementales; selección genómica en los candidatos pero no se realiza testaje; selección genómica sólo en candidatos a futuros sementales en rebaños; selección genómica a nivel de rebaño sólo en las hembras.

Los resultados de esta predicción, realizados en la raza Assaf, son esclarecedores. En el caso de seguir con la selección clásica, en un plazo de treinta años se mejoraría en unos 110 o 120 litros. En la segunda situación, con una primera selección por genómica y una segunda selección por testaje, se subirían unos 130 o 140 litros. Si se suprime el testaje, únicamente genotipando a los corderos jóvenes, se lograrían unos 140 litros de mejora. No hay que olvidar que aunque se haga el genotipo, no significa que se puede suprimir el centro de inseminación artificial. De hecho, hay que mantener la inseminación artificial para difundir la mejora y conectar los rebaños. En el caso de que el ganadero haga selección genómica con sus corderos, es una mejora muy parecida a la que se obtiene con el centro de inseminación artificial suprimiendo el testaje. Por último, con el genotipo de las hembras, el resultado se pondría en treinta años en unos 160 litros. Es un resultado predictivo, pero lo que indica es que la selección genómica va a funcionar.

¿CUÁNDO SE APLICA LA SELECCIÓN GENÓMICA?

En España no hay mucha información en ovino de leche, ya que no hay ninguna raza que practique la selección genómica. En cambio, en vacuno de leche de raza Holstein, sí se está aplicando con éxito.

Hay que tener en cuenta que la raza Holstein es la mayor productora a nivel nacional, tiene mucha información histórica disponible y tiene programas de genética consolidada. La población de referencia son 35.000 sementales, de los que 1.500 son toros españoles. El intervalo generacional es largo, de cinco a siete años, pero la selección genómica lo puede reducir sustancialmente. El precio del genotipado es muy bajo en relación con el precio de los animales, únicamente un 5%, algo que no ocurre en ovino. Además, en el mundo hay muchos centros de inseminación artificial, al ser una raza internacional. Así, poner un toro en el mercado con unos meses de antelación puede suponer un beneficio económico bastante importante. Además, la población está muy bien conectada porque hay mucha inseminación artificial. El tamaño efectivo es muy reducido, por lo que la mejora genética se expande rápidamente a nivel mundial. Por último, hay que mencionar los medios económicos y el impacto social que tiene el vacuno de leche.

Sin embargo, en ovino hay que tener en cuenta que las razas españolas únicamente están en nuestro país y su censo no es muy grande. Así, la única población de referencia es la que se va a diseñar en España, ya que nadie puede colaborar con nosotros. El intervalo generacional también sería positivo, porque se bajaría en unos años. Además, el precio del genotipado es alto en relación al precio del animal y el control de producciones es limitado, ya que se realiza el control lechero a un número limitado de animales de cada raza. También hay que tener en cuenta la capacidad económica de las razas, ya que para poner en marcha la población de referencia hace falta una inversión inicial y el poder económico de las asociaciones de ovino es menor que vacuno. Por otra parte, en el mundo del vacuno de leche hay una competencia enorme, mientras que las razas españolas de ovino no compiten en el exterior. No se debe olvidar que el sistema tradicional está funcionando bastante bien, por lo que debe plantearse si se va a realizar algún cambio, aunque podría tener más utilidad si se utiliza la genómica para seleccionar caracteres que son importantes pero difíciles de medir, como es el caso de la fertilidad. Además, el tamaño efectivo de las razas de ovino es más grande y cualquier avance se expande de forma más lenta. Por lo tanto, los avances en vacuno no serán extrapolables al ovino en un primer momento, ya que los medios que se pueden poner en ovino no son iguales que en vacuno.

Por lo que respecta al ovino, se pueden realizar una serie de consideraciones en la obtención de estimas de valores genómicos. Así, la fiabilidad aumenta sobre todo según el tipo de animales, la valoración genómica se puede obtener en cualquier momento de la vida del animal, permite acortar el intervalo generacional y permite distinguir los méritos genéticos de dos hermanos, que tienen un valor genético igual en pedigrí. Por otra parte, aunque se testen animales, en un sistema clásico se tienen que testar muchos animales para obtener un mejorante porque sólo tenemos la información del pedigrí, mientras que en genómica se hace una preselección en los corderos y se testarían un menor número de animales. Otro aspecto importante es que, una vez que se genotipen los animales, esta información es valiosa para cualquier carácter cuyo valor fenotípico pueda medirse. No sirve sólo para la producción de leche, sino para grasa, proteína, recuento de células somáticas, fertilidad... Cuantos más caracteres se seleccionen, más rentable será la selección genómica. Por último, puede señalarse que la selección genómica no ahorra ninguna de las tareas que se realizan hasta ahora: control de producciones, libro genealógico, certificación de paternidades... Los animales genotipados también deben tener su valoración genética, porque la población de referencia se va recalibrando y va cambiando.

¿DÓNDE SE APLICA LA SELECCIÓN GENÓMICA?

Las razas Assaf, Churra y Lacaune participaron en el año 2015 en un programa subvencionado por el Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente (Mapama), en el que se buscaba la implementación de la selección genómica como herramienta de mejora genética en el ganado ovino de leche. Por cada euro que invierte la asociación, el Ministerio aporta otro euro.

En el caso de la raza Assaf, se está trabajando en la población de referencia. Se ha creado una primera placa de animales, ya que al laboratorio se deben enviar de 1.000 en 1.000 muestras. Se han escogido animales positivos y negativos, incluyendo los sementales que tienen muchas hijas y por lo tanto una fiabilidad alrededor del 70%. Estos animales, tanto de inseminación como de monta natural, pretenden representar la estructura general de la población, elegidos en muchos rebaños diferentes. Así, hay 223 machos de inseminación artificial y 307 de monta natural, mientras que resto está constituido por la raza Lacaune y la raza Churra. En una segunda placa, se envían 666 machos de monta natural y 218 hembras por lo que respecta a la raza Assaf, todos ellos con paternidad contrastada. Por lo tanto, para finales de 2017 hay estimados unos 1.500 animales como población de referencia.

Por lo que respecta a la raza Churra, hay unos 250 sementales con una alta fiabilidad que se han incluido en estas placas del proyecto conjunto.

En la raza Latxa, se tienen un alto número de animales genotipados.

Por último, en el caso de la raza Manchega se espera tener genotipados unos 700 animales.

Por lo tanto, todas las razas españolas que trabajan en genómica se encuentran preparando la población de referencia. Cuando esté preparada, se podrá realizar la primera valoración genómica.