Genética, Patologías

Genotipos de baja densidad para seleccionar truchas arcoíris resistentes a Flavobacterium columnare

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By Milthon Lujan

Trucha arcoíris. Fuente: Embrapa
Trucha arcoíris. Fuente: Embrapa

La crianza selectiva viene siendo implementada con éxito en un gran número de especies acuícolas, y el reciente desarrollo de herramientas de genotipificación, como el polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de alta densidad, abrieron las puertas para la implementación de la selección genómica para la mayoría de especies.

La crianza selectiva usando la selección genómica tiene el potencial de alcanzar mejoras acumulativas para la resistencia del huésped. No obstante, la selección genómica es cara debido al costo del genotipado de una gran número de animales usando matrices de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) de alta densidad.

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En este sentido, un equipo de investigadores del The Roslin Institute and Royal en la University of Edinburgh, de Natural Resources Institute Finland (Luke) y Benchmark Genetics evaluaron la eficiencia de la selección genómica para la resistencia a Flavobacterium columnare utilizando paneles in silico de baja densidad (LD) combinados con imputación.

Enfermedad columnaris

Flavobacterium columnare es el agente patógeno de la enfermedad columnaris, una enfermedad emergente que afecta la piscicultura de trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss).

La bacteria F. columnare se distribuye en todo el mundo y afecta a los peces de agua dulce, usualmente cuando las temperaturas del agua se encuentran entre 18 a 20 oC, pero también se ha reportado que afecta a los salmónidos en condiciones de aguas frías.

F. columnare causa infecciones agudas y crónicas, cuyos síntomas principales son la necrosis tisular y branquial, especialmente en peces pequeños, lo que provoca una alta mortalidad si no se trata la enfermedad.

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Paneles SNP de baja densidad (LD)

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Varias estrategias vienen siendo investigadas para reducir los costos de la genotipificación, para hacer de la selección genómica una herramienta más accesible para programas de crianza selectiva de pequeña y mediana escala.

Muchos estudios han investigado el potencial de usar paneles SNP LD para la selección genómica de varias especies acuícolas y han concluido que los paneles LD contienen entre 1000 y 6000 SNPs.

Según los autores del estudio, dependiendo de la especie y el rasgo, los paneles LD son suficientes para alcanzar una exactitud de las predicción genómica similar a la obtenida con un panel de mediana o alta densidad (HD).

Principales resultados del estudio

Los científicos evaluaron el impacto de la disminución de la densidad de SNP en la predicción genómica empleando paneles SNP LD creados in silico utilizando tres métodos de muestreo.

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Según reportan los investigadores “La precisión de la imputación y de las predicciones genómicas fue similar con un muestreo aleatorio y equiespaciado de SNP. El uso de paneles LD de al menos 3000 SNP o paneles de menor densidad (tan bajo como 300 SNP) combinados con imputación dio como resultado precisiones comparables a las del panel HD de 28K y un 11 % más altas que las predicciones basadas en pedigrí”.

Ellos destacan que sus resultados confirman que para la trucha arcoíris, la exactitud de la predicción genómica puede ser alcanzada con un marcador de baja densidad en el rango de 3000 a 7000.

Eficiencia en costo de las estrategias de genotipado

Según los investigadores “el uso de un panel de baja densidad para genotipar la trucha arco iris y realizar una predicción genómica de la resistencia a la EC daría como resultado sólo una pequeña reducción de la precisión de la predicción (3%) en comparación con el uso de un panel de alta densidad para una reducción considerable del coste (alrededor del 25%)”.

Sin embargo, advierten, el precio de 15€ por muestra para el genotipado utilizando un panel SNP 3K es hipotético, ya que dichos paneles no existen para la trucha arco iris, y en realidad podrían ser más caros de lo estimado, reduciendo así el interés del genotipado de baja densidad.

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El estudio analizó la relevancia del uso de paneles de baja densidad para la selección genómica como una forma de reducir el costo de genotipado con una pérdida marginal de precisión, lo que permitiría que los programas de reproducción acuícola de baja y mediana escala implementaran la selección genómica.

Conclusiones

“En comparación con el uso del panel HD comercial, los paneles LD combinados con la imputación pueden proporcionar un enfoque más asequible para la predicción genómica de los valores genéticos, lo que respalda una adopción más amplia de la selección genómica en los programas de reproducción acuícola”, concluyeron los investigadores.

Contacto
Clémence Fraslin
The Roslin Institute and Royal (Dick)
School of Veterinary Studies, University of Edinburgh,
Easter Bush, Midlothian, EH25 9RG, UK
Email: clemence.fraslin@roslin.ed.ac.uk

Referencia (acceso abierto)
Fraslin, C., Robledo, D., Kause, A. et al. Potential of low-density genotype imputation for cost-efficient genomic selection for resistance to Flavobacterium columnare in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Genet Sel Evol 55, 59 (2023). https://doi.org/10.1186/s12711-023-00832-z

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