Los avances en las tecnologías genómicas han conducido al descubrimiento y aplicación de marcadores de ADN para la mejora genética de varias especies acuícolas.
La identificación de regiones genómicas específicas asociados con importantes rasgos económicos, usando, por ejemplo, los estudios de asociación del genoma (GWAS), permitió el descubrimiento y la incorporación de marcadores vinculados a los loci de rasgos cuantitativos (QTL) en programas de reproducción de acuicultura a través de la selección asistida por marcadores (MAS).
Los investigadores de la Universidad de Chile, de la University of Edinburgh, de la Swedish University of Agricultural Sciences, de AquaGen, y de la Xiamen University publicaron una revisión científica que provee una visión global del desarrollo y la aplicación de tecnologías genómicas para descubrir la base genética de rasgos complejos y acelerar el progreso genético en especies acuícolas, como por ejemplo: salmón, trucha, carpa, tilapia, bagre, camarón, vieiras y ostras.
Asimismo, el documento brinda perspectivas futuras sobre el despliegue de nuevas tecnologías moleculares para la investigación en reproducción selectiva en los próximos años.
Recursos genómicos
Los recursos genómicos para la mayoría de especies que sustentan la industria acuícola global. Estos recursos incluyen ensamblajes de genomas de referencia de alta calidad y paneles de SNP para varias especies.
El estudio cita el estado de las secuencias del genoma para importantes especies acuícolas como: salmón del Atlántico, trucha arcoíris, salmón Coho, carpas, goldfish, tilapia del Nilo, bagre, pangasius, ostra, y camarón blanco.
Los genomas de referencia son recursos muy importantes para el diseño y la generación de paneles SNP de todo el genoma, que tendrán un impacto significativo en desentrañar la arquitectura genética de rasgos complejos y acelerar la respuesta a la selección en especies acuícolas para mejorar el rendimiento de la industria.
Arquitectura genética de los rasgos deseados
El objetivo de los estudios de asociación del genoma completo (GWAS) es identificar las regiones genómicas involucradas en determinar la variación fenotípica para un rasgo particular.
En la industria de la acuicultura, los rasgos de interés varían dentro de las especies y aún dentro de la misma especie, siendo definida en base a los objetivos de la crianza selectiva. Sin embargo, existen varios rasgos de interés para la selección de diferentes especies: crecimiento, resistencia a las enfermedades, maduración sexual, calidad de la carne y tolerancia a diferentes factores ambientales.
El documento reporta los estudios de GWAS en salmónidos, bagres, carpas, tilapia, lubina, bivalvos y camarones.
Selección genómica
La selección genómica usa marcadores de genotipos y datos fenotípicos para predecir los valores genómicos de la reproducción y se ha demostrado que mejora la exactitud de la selección.
Los principales beneficios de aplicar la selección genómica en la industria acuícola están relacionadas a la evaluación de la dificultad de medir los rasgos, la mayor exactitud en la estimación de la varianza genética aditiva, y la reducción en el intervalo generacional.
La estrategia de la selección genómica puede ser relevante para rasgos que son difíciles o imposibles de ser medidos directamente en la selección de candidatos, como la resistencia a las enfermedades, los rasgos de la carcasa, los rasgos limitados por el sexo y cuando una interacción del genotipo con el ambiente esta presente.
Firmas de domesticación y selección
La domesticación y la reproducción selectiva ha dado como resultados importantes cambios fenotípicos en las especies acuícolas.
Según reportan los investigadores, la intensa reproducción selectiva y adaptación a ambientes locales han dado origen a diferentes líneas de salmón del Atlántico, tilapia del Nilo, trucha arcoíris, entre otras especies.
La caracterización de las regiones genómicas que se ven afectadas por la selección puede permitir inferencias sobre las regiones genómicas, la funcionalidad y los genes que subyacen a la expresión de rasgos específicos; por lo tanto, se han llevado a cabo estudios de firmas de selección en varias especies, tanto en poblaciones silvestres como domésticas.
Re-secuenciamiento del genoma
La disponibilidad de las secuencias del genoma para muchos individuos puede ser útil en la búsqueda de variantes genéticas raras asociados con rasgos económicos para la industria acuícola.
Los avances en las tecnologías de secuenciamiento de próxima generación han contribuido a reducir los costos del secuenciamiento y han hecho posible la aplicación de la selección genómica usando datos WGS.
Conclusión
“En solo dos décadas, la aplicación de la genómica en la cría acuícola ha pasado de ‘ninguna’ a ‘común’. Hoy en día, muchos programas de mejoramiento en acuicultura emplean la selección genómica o asistida por marcadores de alguna forma para propagar sus poblaciones o para producir huevos”, concluyen los investigadores.
El estudio fue financiado por la Alliance of International Science Organization – ANSO, el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico y la National Natural Science Foundation of China.
Contacto
José M. Yáñez
Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias
Universidad de Chile, Santiago, Chile.
Email: jmayanez@uchile.cl
Referencia (acceso libre)
Yáñez, JM, Barría, A, López, ME, et al. Genome-wide association and genomic selection in aquaculture. Rev Aquac. 2023; 15( 2): 645- 675. doi:10.1111/raq.12750
