Genética de Poblaciones Sistemas de Apareamiento (I)

Cátedra de Genética y Mejoramiento Animal

•apareamiento aleatorio (panmixia)

•apareamientos no aleatorios

- apareamientos clasificados por el fenotipo: positivo - negativo

- apareamientos clasificados por el genotipo

- apareamientos clasificados por el parentesco: endogamia - exogamia

Sistemas de Apareamiento no aleatorios

• Apareamientos Clasificados por el Fenotipo

Positivo Negativo

Like to like = similares like to unlike = distintos

Endogamia: es el apareamiento entre individuos con mayor parentesco aditivo que el promedio de la población a la que pertenecen.

Exogamia: es el apareamiento entre individuos con menor parentesco aditivo que el promedio de la población a la que pertenecen.

Sistemas de Apareamiento no aleatorios

• Apareamientos Clasificados por el Parentesco

Endogamia

La endogamia es un sistema de apareamiento en el cual se

aparean individuos cuyo parentesco es mayor que el

promedio de parentesco de la raza o población a la que

pertenecen. La práctica de la endogamia trae aparejado

cambios poblacionales, tanto a nivel genético como a nivel

fenotípico.

1

bisab x bisn 0,0625

ab x nieto 0,125

pad x hijo 0,25

medio herm 0,125

herm ent 0,25

0,000,050,100,150,200,250,30

Fi bisab x bisnab x nieto

pad x hijo

medio hermherm ent

Recordemos algunos parentescos y la Fi del resultado del apareamiento

Endogamia

Consecuencias Genéticas

Aumento de la homocigosis y reducción de la heterocigosis

∆F = disminución de la fracción heterocigota, aumento de la homocigosis entre una generación y la siguiente

FUENTE: Lasley, J. 1972. Genética del Mejoramiento del Ganado

G

Genotipo de la Poblaciónfrecuencia del

alelo bfrecuencia del genotipo bb

% de homocigosis

BB Bb bb

0 0 3200 0 0.5 0 0

1 800 1600 800 0.5 0.25 50

2 1200 800 1200 0.5 0.375 75

3 1400 400 1400 0.5 0.437 87.5

4 1500 200 1500 0.5 0.468 93.8

5 1550 100 1550 0.5 0.484 96.9

6 1575 50 1575 0.5 0.492 98.4

El coeficiente de consanguinidad de una población (F) será el promedio de los coeficientes de consanguinidad de

todos los individuos de la población

Cambio en los valores de frecuencias genotípicas

Genotipo

Frecuencias Genotípicas

Originalesdebido a la

endogamia

BB p2 + pqF

Bb 2pq - 2pqF

bb q2 + pqF

FUENTE: Polak, E.J. 1987. Genetics for the Animal Sciences

Fijación de alelos en grupos de individuos más emparentados

La endogamia reduce la varianza genética dentro de una línea consanguínea, la varianza genética dentro de una línea, disminuyendo las diferencias genéticas entre ellos.

.

Endogamia

Consecuencias Fenotípicas

Depresión Endogámica:

Reducción de la media y de la varianza fenotípica de todos los caracteres (productivos y reproductivos)

Aumento de la aparición de anormalidades hereditarias y de la manifestación de genes letales y semiletales recesivos

Carácter h2Camada Hembra

Media Rango Media Rango

Tasa de ovulación 0.32 - 1.13 - -0.55

Nro total de lechones nacidos 0.11 - 0.29 0.13 - 0.40 - 0

Nro total de lechones nacidos vivos 0.09 0.01 - 0.17 - 0.30 - 0

Peso camada al nacimiento 0.29 - 0.15 - 0.20 - 0.46 - – 0.07

Peso camada al nacimiento 0.17 - 1.72 - 0.10 - 2.18 - – 0.91

En la tabla siguiente se muestran los niveles de DE para algunos caracteres en la especie porcina, cada un incremento de un 10 % de consanguinidad.

FUENTE: The Genetics of the pig. 1998

Depresión endogámica en producción porcina

Fuente: Christensen et al. Anim Prod. 58:298-300, 1994

Ganancia Diaria de Peso en gramos

Depresión endogámica en producción canina

Influence of inbreeding on reproductive performance, ejaculate quality and testicular volume in the dog. D.E. Wildt, E.J. Baas, P.K. Chakraborty, T.L. Wolfle, A.P. StewartTheriogenology,Volume 17, Issue 4, April 1982, Pages 445–452

En un trabajo realizado por John B. Armstrong, Ph.D.,del Dpto de Biología de la Universidad de Ottawa, Canada, (Longevity in the Standard Poodle), para la característica longevidad en la raza canina caniche (Poodle), con consanguinidades superiores al 25 %

0

20

40

60

80

0,25 0,38 0,50 0,59 0,67 0,73 0,79

% de mortalidad en cachorros de raza Beagle hasta los 10 días de edad (Rehfield 1979)

“La depresión endogámica afecta de forma similar a las distintas especies”

Característica Depresión consanguínea

Crecimiento 5 %

Terneros nacidos 4 %

Terneros destetados 10 %

Producción lechera 3 %

Los informes sobre consanguinidad en bovinos indican que por cada 10 % de incremento de la misma, puede disminuir la producción de características, como lo muestra la siguiente tabla.

Depresión endogámica en producción bovina

Fuente: Consanguinidad en bovinos- Bob Guest*. 2008. Revista Angus, Bs. As., 241:54-55. *Angus Society of Australia.

Promedio de consanguinidad en el Holstein en los EEUU.

Año de nacimiento Consanguinidad %

1989 2,3

1995 3,7

2001 4,7

2007 5,3

Hansen, 2008

En el siguiente gráfico de muestra la tendencia del Coeficiente de Consanguinidad en vacas Holstein (Diciembre 2011) (http://arsusda.gov/eval/summary/inbrd.cfm)

Toros altamente emparentados con vacas Holstein, abril 2011

Nombre del ToroIdentificación del toro

Añode nac.

F del toro

F de hijas nacidas

Fesperado de hijas futuras

TO-MAR BLACKSTAR-ET HOUSA000001929410 1983 4.7 3.9 7.9

ROUND OAK RAG APPLE ELEVATION HOUSA000001491007 1965 0.0 1.3 7.7

MARA-THON BW MARSHALL-ET HOUSA000002290977 1995 5.8 4.7 7.4

Carol Prelude Mtoto ET HOITA006001001962 1993 4.2 5.9 7.1

PAWNEE FARM ARLINDA CHIEF HOUSA000001427381 1962 0.0 0.3 7.1

KED JUROR-ET HOUSA000002124357 1990 4.5 5.1 7.0

WA-DEL RC MATT-ET HOUSA000002118528 1989 4.5 4.9 6.9

REGANCREST ELTON DURHAM-ET HOUSA000002250783 1994 7.9 4.5 6.9

HANOVERHILL STARBUCK HOCAN000000352790 1979 1.6 4.1 6.8

RICECREST EMERSON-ET HOUSA000002271271 1994 5.0 5.5 6.8

S-W-D VALIANT HOUSA000001650414 1973 0.0 1.1 6.7

CAL-CLARK BOARD CHAIRMAN HOUSA000001723741 1976 1.6 3.0 6.7

MARGENE BLACKSTAR FRED HOUSA000002168044 1991 5.1 5.4 6.7

REGANCREST-MR DRHAM SAM-ET HOUSA000207184639 1999 5.0 5.9 6.7

MADAWASKA AEROSTAR HOCAN000000383622 1985 6.4 3.5 6.6

WALKWAY CHIEF MARK HOUSA000001773417 1978 0.0 2.7 6.6

528 ETAZON LORD LILY-ET HOUSA000017036332 1991 3.0 5.2 6.6

STOUDER MORTY-ET HOUSA000017349617 1997 4.8 6.1 6.6

A TOWNSON LINDY ET HOCAN000000382748 1984 6.3 6.2 6.4

SUMMERSHADE INQUIRER HOCAN000006483076 1995 11.3 5.8 6.4

F = Coeficiente de consanguinidad

Cuando el número de machos y hembras es desigual, el ΔF que se produce en cada generación es igual al que se produciría en una población con un número de individuos igual al número efectivo donde la mitad son hembras y la mitad son machos.

2N

1ΔF =

2Ne

1ΔF =

Endogamia y Tamaño Poblacional

N ideal

N no ideal

Ne = 4 x Nºhembras x Nº machos Nº hembras + Nº machos

50m/50h 20m/80h 10m/90h 5m/95h 1m/99h

Nro. Machos

Nro. Hembras Ne ΔF

50 50 100 0,0050

20 80 64 0,0078

10 90 36 0,0139

5 95 19 0,0263

1 99 3,96 0,1263

El gráfico y la tabla muestran los distintos valores de Ne (según distintas proporciones de machos y hembras) y su correspondiente ΔF.

En la siguiente gráfica se muestra la evolución de los valores del coeficiente de consanguinidad, a lo largo de 100 generaciones para diversos valores de composición de la población (N = 2, 4, ... 100 individuos)

Endogamia

Usos

Formación de razas

Formación de líneas

Formación de familias dentro de una raza

Detección de portadores

Cría en Línea

Formación de líneas

A

B C D E

Formación de razas: uniformar

A

B C D

Ejemplo de cría en línea hacia A

K E F G

H

I

X Cría en línea

Bowman y Falconer comenzaron con 20 parejas de ratones. Cada pareja constaba de un macho y una hembra que se cruzaron para producir una camada de hermanos.

De cada una de las camadas se eligieron un macho y una hembra como progenitores de la generación siguiente. En ésta y en todas las generaciones subsiguientes el único apareamiento en cada línea tuvo lugar entre un macho y una hembra elegidos dentro de cada camada.

Experiencia de Bowman y Falconer

Formación de líneas