Mejoramiento Genético y su Potencial en Aumentar Producción de Sólidos Lácteos Héctor Uribe Méd. Vet. (UACH), MSc. (Guelph), PhD. (Guelph) INIA - Remehue

Contenidos de la Presentación Introducción Cruzamientos interraciales Selección genética Panorama actual Conclusiones 11-04-2017

I. Introducción · Estrategia de Desarrollo Competitivo 2010-2020 Objetivo Meta 11-04-2017

I. Introducción Kilos de sólidos por vaca o hectárea reemplazarán a litros de leche por vaca o há. Es necesario producir mas sólidos en leche ¿Cómo hacerlo? hay varias maneras una de ellas es con herramientas genéticas ¿Cómo lo han hecho otros países? ¿Podemos aprender de esos ejemplos? ¿Por qué no se ha usado en Chile la solución genética? 11-04-2017

I. Herramientas Genéticas Selección Cruzamientos Ambas son complementarias 11-04-2017

Cruzamientos II. Apareamiento de animales de distinta raza Usa el Vigor Híbrido o heterosis Ventajas: Solución a corto plazo Respuesta rápida (F1) Se puede implementar a nivel predial Desventajas: Tiene límite de mejoramiento Requiere un esquema claro y ordenado El avance que se logra no es permanente ¿Cómo funciona? 11-04-2017

Heterosis para Producción de Grasa en un Cruzamiento Frisón-Jersey II. Heterosis para Producción de Grasa en un Cruzamiento Frisón-Jersey 152,8 147,6 Heterosis: 10,4 kg (7,3%) 142,4 137,1 Producción de grasa (kg/vaca) F J F1: F x J Tipo Genético 11-04-2017 Prof. H. Gonzáles, 2003- UCH

Heterosis para Producción de Leche en Cruzamiento Frisón-Jersey II. Heterosis para Producción de Leche en Cruzamiento Frisón-Jersey 3.204 2.972 Heterosis: 171 kg (6,1%) 2.801 Producción de leche (kg/vaca) 2.398 F J F1: F x J Tipo Genético Prof. H. Gonzáles, 2003- UCH 11-04-2017

Heterosis II. El escenario ha cambiado Heterosis mejora varias características Sólidos Fertilidad Longevidad Rusticidad Disminuye la eliminación de vacas Su importancia económica la hace la sumatoria de estos pequeños cambios (5-10%). 11-04-2017

Heterosis II. · Pero el 100% de heterosis solo se observa en la F1. ¿Qué pasa después?, ¿Qué hacemos con la F1? x 11-04-2017

Heterosis II. En bovinos de carne F1 es terminal. En aves y cerdos F1 es terminal Si cruzamos F1 con F1 solo obtenemos un 50% de heterosis. Esta podría ser una “nueva raza” pero luego de algunas generaciones se conserva menos heterosis. 11-04-2017

Heterosis II. F1= Esta puede ser una nueva raza pero en algunas generaciones se conserva menos heterosis. Ej. Kiwicross 11-04-2017

¿Qué pasa cuando se cruza la F1? II. ¿Qué pasa cuando se cruza la F1? Raza Negra Raza Azul AABB aabb ab AB AaBb x AaBb F1 AABB = 1 AABb = 2 AaBB = 2 AaBb = 4 AAbb = 1 Aabb = 2 aaBB = 1 aaBb = 2 aabb = 1 AABB AABb AaBB AaBb AAbb Aabb aaBB aaBb aabb Padres AB Ab aB ab Total = 9 genotipos y solo un 4/16 (25%) igual a la F1 11-04-2017

Raza Kiwicross II. Sistemas de Cruzamientos 11-04-2017

II. Sistemas de Cruzamientos Existen diferentes sistemas de cruzamientos Absorventes: Raza A se cruza con Raza B F1 se sigue cruzando con raza B Luego de cuatro generaciones tenemos raza B (98%) Esto es un cambio de raza…… Luego de 4 generaciones no hay heterosis 11-04-2017

II. Sistemas de Cruzamientos 2) Rotacionales Consiste en rotar la raza paterna en cada generación Pueden participar 2 o mas razas Requiere un manejo de registros e identificaciones No usa el 100% del vigor híbrido Las hembras reemplazos se generan en el rebaño 11-04-2017

II. Sistemas de Cruzamientos 2) Rotacionales Se estabiliza en mas menos 66 % de Heterosis Con 3 razas se estabiliza con 86% de heterosis 11-04-2017

Sistema de Cruzamiento Rotacional Entre dos Razas II. Sistema de Cruzamiento Rotacional Entre dos Razas A 2/3 B + 1/3 A B 2/3 A + 1/3 B Se estabiliza en mas menos 66 % de Heterosis 11-04-2017 H. Gonzáles, 2003

II. Cruzamientos Si su sistema de registro de animales es claro usted se puede beneficiar del vigor híbrido a través de un programa de cruzamientos a nivel predial. Cualquiera sea el sistema de cruzamiento o raza a usar se debe saber hacia donde se va. 11-04-2017

II. Selección Herramientas Genéticas Cruzamientos Ambas son complementarias 11-04-2017

III. Selección · Ventajas Cambio permanente y acumulativo Solución de largo plazo Desventajas Su implementación es a nivel poblacional Respuesta a mediano plazo Requiere organización del sector 11-04-2017

III. Selección · Mejoramiento Genético Consiste en aumentar la frecuencia de genes “positivos” en una población de animales dentro de una raza. Cambia la estructura genética. En general busca mayor productividad En este caso los genes positivos o favorables serían aquellos involucrados en mayor producción de sólidos. 11-04-2017

III. Selección · Genes positivos Entonces hay que “buscar” los genes positivos Hay diferentes maneras de hacerlos: Técnicas moleculares: útil cuando son pocos no es necesario información en progenie Técnicas matemáticas: útil cuando son cientos de genes hay que esperar progenie 11-04-2017

III. Selección · Mejoramiento Genético usando técnicas matemáticas Esto es Genética Cuantitativa (no confundir con “cuentitativa”) Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970 Absolutamente probado en ganado de leche Resultados de mediano a largo plazo Cambio genético es permanente (y acumulativo) 11-04-2017

III. Selección Nada nuevo: en uso ya desde principios de 1970 Absolutamente probado en ganado de leche Ej. Cambio genético en leche ha sido de 73 kg/año 11-04-2017

III. Cambio Genético Holstein Cambio genético Grasa (libras) Cambio genético Proteína (libras) 11-04-2017

III. Nueva Zelandia Esto se ha logrado con Programas de Mejoramiento Genético (y es permanente) 11-04-2017

III. Programa de Mejoramiento Genético · Debe tener al menos 5 pasos Definir objetivo de selección ($) Definir Características que nos llevan a alcanzar el objetivo (¿sólidos, volumen, fertilidad, longevidad?) Identificar genéticamente los mejores animales para esas características. (Pruebas de Progenie, Evaluación Genética) Diseminar la genética de los animales seleccionados Evaluar el progreso genético. 11-04-2017

III. Programa de Mejoramiento Genético No es transferencia de embriones No es inseminación artificial No es importación de reproductores No es traer nuevas razas Todo lo anterior son acciones que pueden ser parte de un Programa de Mejoramiento Genético 11-04-2017

Un PROGRAMA tiene al menos 5 pasos III. Definir objetivo de selección ($) Definir Características que nos llevan a alcanzar el objetivo Identificar los mejores animales (genéticamente hablando) para esas características. (Evaluación Genética) Diseminar la genética de los animales seleccionados Evaluar el progreso genético. ¿Por qué evaluar? Para identificar genéticamente a los animales Los animales mas productivos no necesariamente son genéticamente los mejores 11-04-2017 30

III. = Genética + Ambiente ¿Por qué evaluar? FENOTIPO ¿Cuanto del fenotipo es atribuible a genética? ¿ y cuanto de esa genética se pasa a los hijos? Aditiva + Dominante + Epistática 11-04-2017 11-04-2017 31

III. Fenotipo = GENÉTICA + AMBIENTE ¿Por qué solo genética aditiva? Litros de leche Kilos de grasa Kilos de proteína Longevidad Fertilidad Células somáticas Medidas morfométricas etc. Año de parto Rebaño Mes de parto Número de parto Días en Lactancia Agencia de control lechero ,etc Mérito Genético Aditivo ¿Por qué solo genética aditiva? 11-04-2017 11-04-2017 32 11-04-2017 32

Mérito Genético Aditivo III. = Genética + Ambiente Aditiva + Dominante + Epistática Estos componentes no se pasan a la progenie se forman en la nueva generación 11-04-2017 33 33 33

¿Qué se obtiene con la evaluación genética? III. ¿Qué se obtiene con la evaluación genética? Valores genéticos para: leche, grasa, proteína, etc Permite jerarquizar reproductores Permite hacer índices de selección Breeding Worth (NZ); LPI (Canadá), TPI (USA) Es lo que aparece en los catálogos de reproductores. Solo aplicable a la población donde se obtienen los datos (por eso se creó INTERBULL en 1983) 11-04-2017

III. RAZONES: Diferentes modelos estadísticos Diferente población base Diferentes índices Interacción genético ambiental 11-04-2017

¿Cómo se hace la evaluación Genética III. ¿Cómo se hace la evaluación Genética Modelos matemáticos Modelo: es una ecuación que incluye los factores que influyen en un registro fenotípico. Separa el componente genético aditivo de los otros efectos. Las soluciones predicen el potencial genético aditivo. Necesita datos 11-04-2017

III. Datos = Registros Control Lechero Identificación única de Animales (DIIO) Análisis de datos e interpretación de resultados (Centro de Evaluación Genética) Resultados (valores genéticos) de libre acceso 11-04-2017

Información para valorar a un animal Fuentes de Información para valorar a un animal Madre Pedigrí Rendimiento Propio Progenie Hermanas Medias hnas. Tías, etc. Padre Hijas Nietas 11-04-2017

Mejoramiento Genético usando Selección III. Mejoramiento Genético usando Selección Es un proceso continuo en el tiempo Resultados de mediano a largo plazo Identifica animales superiores dentro de la misma población. Evalúa reproductores extranjeros Se incorporan genes favorables en la población y se preservan genes “autóctonos” (adaptación, rusticidad) 11-04-2017

Selección y Cruzamientos 11-04-2017

IV. Panorama Actual 650.000 dosis de semen congelado se importaron el año 2010. 70% ganado Holstein 100.000 hembras entrarán a producción y nunca serán genéticamente evaluadas. 15 países y 18 empresas comercializando este material genético. Cruzamientos: no está claro que hacer con la F1 11-04-2017

IV. Panorama Actual Chile no tiene un programa centralizado de mejoramiento genético en ganado de leche. No existe un sistema de prueba de progenie. ¿Quién debe hacerlo? (lo mas caro ya está pagado por los productores) 11-04-2017

IV. Panorama Actual Chile no tiene un sistema o programa de evaluación genética. “There is no national system for evaluating the genetic merit of individual cows. Interestingly, very few people in the focus groups or on any of the farms made any comments about the genetic merit of cows.” Profesor Tony Bywater – Lincoln University, Nueva Zelanda 11-04-2017

Mensajes para llevarse a casa Selección y Cruzamientos: son 2 herramientas genéticas. Selección: Permanente y acumulativa, mediano plazo. Cruzamientos: corto plazo, temporal Si usa cruzamiento sepa que hará con la segunda y tercera generación. La heterosis (5-10%) no compensa el uso de reproductores no mejorados. 11-04-2017 11-04-2017 44

Mensajes para llevarse a casa Registros y datos de producción son el insumo principal de un programa de mejoramiento genético. En Chile esto ya está financiado por productores que llevan Control Lechero Usando como contraparte los registros de producción, los productores (FEDELECHE) podrían gestionar en el sector público instrumentos que le permitan estimar mérito genético y hacer pruebas de progenie. 11-04-2017 11-04-2017 45

Gracias por su atención Hector.a.uribe@gmail.com 11-04-2017

Algunos Resultados Fuente: COOPRINSEM, 2001 11-04-2017 H. Uribe

Evaluación Agosto 2003 Hol.USA 552 396 922 -100 22 341 729 -119 Origen # toros PD Promedio Máximo Mínimo Hol.USA 552 396 922 -100 Hol. HOLA. 22 341 729 -119 Hol. CAN 85 190 644 -261 Hol. CHI 45 67 412 -558 FN. CIA 77 -68 451 -631 11-04-2017 Fuente: COOPRINSEM, 2003 H. Uribe

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