Genética

Selección genómica para mejorar la acuicultura del camarón marino

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By Milthon Lujan

Townsville, Australia.- En la industria de la acuicultura, la selección basada en información genómica tiene un gran potencial para cambiar los programas de mejoramiento genético y los sistemas de producción. Un grupo de científicos publicó una revisión científica sobre los avances técnicos, requerimientos prácticos y aplicaciones comerciales que hacen de la selección genómica sea factible para un grupo de industrias acuícolas.

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Los programas de mejoramiento animal se basan en el uso de información fenotípica de los individuos en conjunto con el conocimiento de sus relaciones genética y principios genéticos cuantitativos. Los productores han incrementado las características de producción de las especies en crianza mediante la selección de individuos superiores como padres para las generaciones futuras.

A pesar del rápido crecimiento de la producción acuícola, aproximadamente solo el 10% se basa en animales mejorados genéticamente. Este bajo porcentaje de animales mejorados bajo cultivo se debe a varios factores, incluido el tamaño y la madurez de las industrias, la incapacidad de domesticar o controlar la reproducción en muchas especies, el gran número de especies criados, las dificultades para retener el pedigree durante todo el proceso de producción, la incapacidad de recolectar grandes grupos de datos de fenotipo, y una general carencia de información sobre parámetros genéticos para los rasgos.

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Dentro de los programas de crianza de la acuicultura, el foco inicial ha sido el crecimiento, el cual es un rasgo moderadamente heredable y relativamente fácil de seleccionar. En este contexto, la industria ha alcanzado tasas de progreso genético por generación 4-5 veces más grandes que los alcanzados por la ganadería. Aún cuando el crecimiento es un importante determinante de la productividad acuícola, otros rasgos como la resistencia a las enfermedades, eficiencia de conversión del alimento, tolerancia ambiental y calidad del producto también es significativo.

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En los camarones marinos, los fenotipos como la morfología animal (tamaño, peso, color y dimensiones del camarón), fecundidad, resistencia a las enfermedades y/o rusticidad ambiental han sido identificados por la industria como rasgos importantes para asegurar la productividad comercial.

Los científicos de la James Cook University, The University of Sydney y de la James Cook University Singapore (Singapur) discuten los avances técnicos, los requerimientos prácticos, y las aplicaciones comerciales que han hecho factible la selección genómica en un grupo de industrias acuícolas, con particular atención en los moluscos (ostras perleras, Pinctada maxima) y los camarones marinos (Litopenaeus vannamei y Penaeus monodon).

Ellos destacan que el uso de secuenciamiento de genoma de bajo costo ha permitido el genotipado efectivo a gran escala y es de particular valor para especies sin un genoma de referencia o acceso a arreglos genotipos comerciales.

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“Nosotros describimos el potencial para capturar fenotipos a gran escala comercial basados en el análisis de imágenes e inteligencia artificial a través del aprendizaje automático, como insumos para calcular los valores genómicos de reproducción” reportan.

Los científicos destacan que la aplicación de la selección genómica, con respecto a los programas de reproducción acuático tradicional, ofrecen significativas ventajas que permiten predecir los rasgos poligénicos complejos que incluyen resistencia a las enfermedades; incremento de las tasas de ganancia genética; minimización de la endogamia; y efectos limitantes potencialmente negativos del genotipo por interacciones ambientales.

¿Cómo incorporar la selección genómica en los programas de reproducción?

El Polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) se ha convertido en el marcador elegido en las investigaciones genéticas debido a su alta abundancia, herencia co-dominante, facilidad relativa de descubrimiento de alto rendimiento y bajo costo de genotipado por locus. El uso de la tecnología de los microarreglos es una elección factible. Sin embargo, la falta de SNP disponibles comercialmente para la mayoría de las especies acuícolas agrega costos adicionales para las investigaciones genética, debido a que estos recursos necesitan ser desarrollados y probados.

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Consideraciones para la implementación de la selección genómica en granja

El mayor valor inmediato de la selección genómica se realiza cuando los valores genómicos de reproducción pueden enfocar contra los rasgos que conducen a rendimiento económicos para los productores comerciales. Típicamente, tales rasgos se basan en los rendimientos de los productos cosechados.

“En nuestra experiencia, la transición de los programas de selección existentes/tradicionales en un programa de selección genómica es un desafío debido a que los diseños de para el apareamiento e infraestructura en las instalaciones de reproducción no captan las ventajas ofrecidos por los programas de selección genómica” informan los científicos.

Perspectivas para la aplicación de la selección genómica en el camarón

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Con los rápidos avances tecnológicos en todo el proceso de selección genómica, es comprensible que la aceptación por parte de la industria, a menudo, se esté quedando atrás. Este también es el caso con los programas de reproducción emergentes en acuicultura, en particular aquellos que no tienen una sólida formación histórica en los programas de mejoramiento genético estructurado.

“En L. vannamei, los avances están significativamente por delante de P. monodon, a pesar de la similitud en los recursos genómicos, el fenotipado, y los principios generales de los sistemas de cultivo. Una diferencia fundamental está en la etapa de domesticación, y en ser capaces de cerrar completamente los ciclos de vida entre las especies, lo que significa una limitante para la adopción de sistemas de reproducción avanzados en P. monodon” destacan los autores del estudio.

Referencia (gratis):
Kyall R. Zenger, Mehar S. Khatkar, David B. Jones, Nima Khalilisamani, Dean R. Jerry and Herman W. Raadsma. Genomic Selection in Aquaculture: Application, Limitations and Opportunities With Special Reference to Marine Shrimp and Pearl Oysters. Front. Genet., 23 January 2019 | https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00693
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2018.00693/full 

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