1

Herramientas modernas de selección:

las evaluaciones genéticas nacionales

Jorge I. Urioste

2016

¿Qué sabemos sobre estimación de

mérito genético (A)?

iA

P

A

Pi

Depende de h2 , cantidad

de información fenotípica e

información genealógica

ASESOR/AEMPRESA

AGROPECUARIA

RENTABILIDAD

CORTO Y LARGO

PLAZO

INFORMACION

DECISION

ACCION

Un avance de 4° año:

Con los pies en el predio:

2

Algunas decisiones genéticas

• Vendedores de Toros (Cabañas)

¿Qué características seleccionar?

¿Cómo realizar los apareamientos?

• Compradores de toros (est. comerciales)

¿Dónde comprar?

• En ambos casos, la evaluación genética

es un insumo para la toma de decisiones

Evolución en los métodos

Simples criterios de estándar racial, apreciación visual o puramente genealógicos

Desarrollo de registros productivos dentro de establecimiento

Centrales de prueba para reproductores

Los métodos de selección han ido variando con el tiempo:

Evolución… (2)

• Tecnología de modelos

mixtos (BLUP), introducida

en 1991 a Uruguay por la

Facultad de Agronomía

(Sistema Nacional de

Evaluación de Reproductores

Aberdeen Angus).

• 25 años después, existen evaluaciones genéticas consolidadas de este tipo en razas vacunas y ovinas. Los Desvíos Esperados en la Progenie (DEP o

EPD, en inglés) han venido para quedarse.

1991

3

Evaluaciones nacionales

• Logro fundamental: La generación de Diferencias Esperadas en la Progenie (DEPs o EPDs) en diversas características a través de evaluaciones nacionales

• Inicialmente, asociadas a la cantidad de producto

Ovinos: peso de vellón y peso del cuerpo

Vacunos para carne: peso al destete y a los 18 meses

Vacunos para leche: producción de leche

Caso particular: características de tipo en ganado

lechero

El menú de hoy:

• Introducir la idea de las evaluaciones

genéticas nacionales

• Ubicar la evaluación genética en el

contexto general de programas de mejora

• Desarrollar los principales conceptos

vinculados a las evaluaciones nacionales,

especialmente el uso de las DEP como

herramienta de selección

Puntos a resaltar

• Componentes de un plan de mejora genética

• Qué es e implica una evaluación genética

• Qué características registrar, y por qué

• Conceptos: DEP/EPD, precisión, grupo contemporáneo, conexión genética

• El modelo básico, con ejemplos

• Tendencias genéticas

• Percentiles

4

Un programa integral de

mejora

Cualquier consideración sobre la evaluación

genética debe basarse en que ésta es parte

integrante de un programa integral de

mejoramiento genético

Objetivos y

criterios de

selección

MEDICIÓN

EVALUACIÓN

SELECCIÓN

USO

POBLACIÓN

Genes “empaquetados”

en animales

Programa de

Mejora Genética

Aumenta

frecuencia

de alelos

positivos

II. Qué es evaluación?

• Predicción del mérito genético de los

animales a partir de observaciones

(medidas, registros)

• En una evaluación nacional: quiénes?:

Todos los individuos pertenecientes a una

población registrada (machos y hembras;

jóvenes y viejos; con y sin registros)

→ Gran diferencia con métodos anteriores!

5

¿Qué implica?

• Identificación única del animal

• Información genealógica

• Información productiva y reproductiva

(características a analizar)

• Información ambiental (lotes de manejo,

edades, sexo, época de nacimiento, etc.)

• Almacenamiento en Base de datos

DATOS GENEALOGÍA

EVALUACIÓN B.L.U.P.(Modelo Animal)

MACHOSHEMBRAS HIJOS

RODEOS

IA IA IA

... ...

IA

Esquema de Sistema Nacional de Evaluación

La realidad en números redondos

(Urioste, 2010):

80 productores

ovejeros,

105.000 ovinos

evaluados

230 productores

ganaderos,

385.000 vacunos

de carne evaluados

860 productores lecheros,

370.000 vacunos de leche

evaluados

6

¿Qué se debe registrar?

1. Fenotipo (P) de los animales y de susparientes: pesos, alturas, producciones, días, etc.

2. Factores ambientales: Identificación de establecimiento, Fechas, estación

en que suceden los eventos (nacimiento, destete,etc.)

Medidas de manejo (lotes de pastoreo,suplementación, épocas de entore, encarnerada,esquila, etc.)

3. Factores genéticos: Identidad única del animal

Información genealógica de parientes

Qué características registrar?

Ej. Bovinos de carne

• Peso al nacimiento: relacionado a facilidad de parto

• Peso al destete:

relacionado al crecimiento del animal y a la capacidad maternal de su madre

• Peso a los 18 meses:

relacionado al crecimiento del animal (potencial peso de faena) y su habilidad de consumo

Qué características registrar?

• Circunferencia escrotal:

relacionada a la fertilidad de las

hembras

• Características de res (ultrasonido)

• Facilidad de parto

• Otras?

7

Evaluaciones Genéticas

nacionales o poblacionales

• Predicción de la superioridad /

inferioridad genética de un animal

• Se presenta a través de la diferencia

esperada de la progenie (DEPs o EPDs)

• Resuelve un viejo problema: cómo

comparar animales en distintas

circunstancias ambientales

Conceptos

• DEP

• Precisión

• Grupos Contemporáneos

• Tendencias genéticas

• Percentiles

DEP / EPD: medida de mérito

• Expresada como diferencia de la progenie de un

animal con respecto a la de un reproductor

promedio (o una base predeterminada) en la

unidad de la característica (siempre

comparamos!)

• ½ del Valor de Cría

• Es la herramienta más fiable actualmente para

comparar u ordenar la superioridad de los

animales

8

DEP / EPD: medida de mérito

• Su valor es relativo a una base arbitraria (ej:

media de la población en un año dado)

• Debe complementarse con la Exactitud o

Precisión (cuán cerca estamos del Verdadero

Valor Genético)

Precisión o exactitud

• Medida de la

confiabilidad o

riesgo de la

predicción de la DEP

(Accuracy, en inglés)

• Depende de:

heredabilidad de

la característica

cantidad de

información

disponible (nº de

hijos)

Los valores varían entre 0

(nada preciso) y 1

(totalmente preciso)

DEP poco

preciso

DEP muy

preciso

Precisión o exactitud

• Variantes:

Precisión B.I.F.

(ganado de

carne)

Repetibilidad

(ganado de

leche)

• Representan el

mismo concepto,

pero son variantes

más conservadoras

Los valores varían entre 0

(nada preciso) y 1

(totalmente preciso)

DEP poco

preciso

DEP muy

preciso

9

Utilidades de la DEP

• Auxilia al criador en la elección de los

reproductores, permitiendo alterar el

desempeño medio de sus rodeos en la dirección

e intensidad deseadas

• Permite prever el desempeño de los hijos de los

toros en comparación con los hijos de otros

toros

• Se debe tener en cuenta el objetivo de

selección

(Ej. Criador DEP para PD; ciclo completo DEP para

peso a sobreaño)

Toro DEP (kg)

A +9,94

B +6,50

C +5,30

D +7,70

Toro A+3,44 kg en relación a B

+4,64 kg en relación a C

+2,24 kg en relación a D

+9,94 en relación al “toro

promedio”

Diferencias esperadas en la progenie para

peso al año de edad

• Identificación del Grupo contemporáneo:

animales que han experimentado las mismas

condiciones ambientales (igual rodeo, año, mes,

lote) con respecto a la expresión de una

característica

efecto responsable de la mayoría de las

diferencias ambientales

Se registra en las planillas de toma de datos

Otras exigencias de la

Evaluación

10

• Conexión entre establecimientos: Utilización

de algún toro en común con otra cabaña

Imprescindible para poder participar en la

evaluación genética poblacional

Permite hacer comparables los animales de

diferentes cabañas (dentro de cada

evaluación)

Otras exigencias de la

Evaluación

III. ¿Cómo se hacen los cálculos?

• Considera toda la información productiva disponible:

(animales vivos e información histórica).

• Considera parentescos entre animales.

• Tiene en cuenta las diferencias en “oportunidades”

que tuvieron los animales para producir.

• Estima simultáneamente las DEPs (animales), y los

efectos ambientales (rodeo, año, lote, etc.).

Procedimiento estadístico

sofisticado (miles de ecuaciones)BLUP (Modelo

Animal)

Metodología de modelos mixtos

• Modelo matemático que representa el animal

(genética) y todos los factores que lo afectan

(ambiente)

(el modelo genético básico!)

• Estadísticamente, trata al animal como

muestreado de una población (efecto

“aleatorio”), y a los efectos ambientales como

efectos “fijos” (niveles conocidos dentro de cada

efecto)

Cada animal mencionado y efecto ambiental

considerado se representa con una ecuación

11

Inclusión de Efectos Fijos

• Aquellos factores con efectos cuantificables,

sistemáticos o no sistemáticos

Cálculo simultáneo de factores de corrección

(generalmente aditivos).

Ajuste por regresión (edad, largo de lactancia);

pueden hacerse previamente a la evaluación.

• Ejemplos: sexo, edad de la madre, año, rodeo,

estación, mes de nacimiento, etc.

Efectos genéticos?

• El animal

• Toda la información de sus parientes a través

de una matriz de parentescos

Método Tabular!

• Conocimiento de las varianzas y covarianzas

genéticas (h2, rA) de las características

evaluadas para la población correspondiente

(concepto poblacional)

Animal Padre Madre Edad

(meses)

Mes Año PE12

(cm)

1 7208 2265 11 10 1 32

2 1265 5421 12 10 2 33

3 4892 1987 13 11 2 34

4 3175 6452 12 11 1 31

5 2586 3789 11 11 1 33

PE12 = + mes + año + b*edad + valor de cría + error

De los datos al análisis:

Genética Ambiente Fenotipo

12

Matriz de incidencia de efectos fijos

X

Matriz de incidencia de los efectos genéticos

Z

3233343133

=

1 1 0 1 0 111 1 0 0 1 121 0 1 0 1 131 0 1 0 1 121 0 1 1 0 11

M10M11A1A2b

+

1 01

11

0 1

u1u2u3u4u5

+

e1e2e3e4e5

Vector de efectos fijos

Vector de efectos

genéticosu

y = X + Zu + e

MODELO ANIMAL en forma

matricial:

Inversa de la

matriz de

parentesco

(incluye también

parientes)

(1-h²)/h²

Soluciones de los efectos fijos

X’X X’ZZ’X Z’Z + A-1

û =X’yZ’y

Valor Genético Aditivo

Resolución a través de las Ecuaciones de los

Modelos Mixtos

MODELO ANIMAL en forma

matricial: y = X + Zu + e

Resultado final

• Los resultados obtenidos a través de las

ecuaciones de los Modelos Mixtos son:

Las soluciones de los efectos fijos (ambiente)

Las predicciones de los valores de cría

(genética)

13

Ejemplito de evaluación:

700

580

Rodeo 2

7

6

580

700

Rodeo 1

3

5

“Toro de

referencia”

Soy

el 4

El ejemplito en un archivo:

Caravana Gr. Contemp. Peso

3 1 580

5 1 700

6 2 580

7 2 700

Media fenotípica de c/rodeo = 640 kg.

1 2

3 4

567

También conocemos la

genealogía:

Rodeo 1 Rodeo 2

Toro de

conexión

14

Archivo de genealogía

1 - -

2 - -

3 1 2

4 - -

5 4 2

6 4 3

7 4 3

Animal Padre Madre

Ecuaciones

• 2 para el efecto del rodeo

• 7 para todos los animales (con y sin

datos)

1 2

3 4

567

Resultado de la evaluación:

0-8

-12

12

8

-10.66.6

P3=580

P7=700 P6=580 P5=700

R1=640

R2= 642

15

Modelo Animal, resumen

Ventajas:

• Corrige por consanguinidad, apareamientos

preferenciales, efectos ambientales

• Estima Valores genéticos para efectos directos y

maternos, para madres, madres e hijos con o

sin registros de producción

• Calcula el mérito genético del animal para un

conjunto de características (rA)

• Permite la comparación directa entre animales

de diferentes edades (ej. Toros jóvenes y viejos)

IV. Catálogos

• Toda la información genética se resume

en catálogos (públicos) e informes

individuales (privados)

– Individuo y su genealogía

– Propietario / criador

– DEP y precisión por característica

– Nº de hijos

– Tendencias genéticas

16

Tendencias genéticas

• Ha funcionado la selección como herramienta?

Las tendencias genéticas muestran el trabajo efectivamente realizado.

• Subproducto de la evaluación

=PGA!

Tendencias genéticas

Tendencias genéticas en peso al

destete

-4,00

-3,00

-2,00

-1,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999

Año de nacimiento

D.E

.P.,

kg

Población Cabaña 2

• Subproducto de la evaluación: Evolución de los DEP promedio por año

• Permite compararcada cabaña con el desarrollo general de la población

Ejemplos de tendencias en

ganado de leche

Kg leche Kg proteina

17

Ejemplos de tendencias en

ganado de carne

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

1,400

1,600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

AOB GRASA CIRC. ESC.

Peso al nacimiento y a los 18 meses (A. Angus)

Área ojo del bife, circunferencia escrotal, grasa dorsal (Hereford)

Peso al Nacimiento

-0,40

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Año Nacimiento

DE

P P

N K

g

Peso 18 Meses

-2,00

3,00

8,00

13,00

1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008

Año NacimientoD

EP

P18 K

g

Ejemplos de tendencias en

ovinos

Diámetro de fibra y peso del cuerpo en Corriedale

Índices de selección en Merino y Corriedale

Percentiles

Percentil Peso al

Nacer

Peso al Destete

Directo

Habilidad

Lechera

Peso 18

Meses

Circunf.

Escrotal

Área Ojo

del Bife

Grasa MAR

5 -0,88 14,75 4,40 22,95 0,72 1,796 0,091 0,096

10 -0,56 12,86 3,41 19,85 0,58 1,454 0,068 0,076

20 -0,20 10,59 2,29 16,00 0,40 1,044 0,040 0,052

30 0,05 8,93 1,56 13,25 0,28 0,748 0,021 0,036

40 0,25 7,53 0,91 10,87 0,17 0,491 0,007 0,023

50 0,44 6,22 0,33 8,67 0,08 0,267 -0,006 0,012

60 0,63 4,94 -0,24 6,46 -0,02 0,043 0,019 0,000

70 0,83 3,59 -0,85 4,02 -0,12 -0,184 0,032 -0,012

80 1,08 1,89 -1,60 1,29 -0,23 -0,446 -0,048 -0,026

90 1,42 -0,43 -2,77 -2,62 -0,40 -0,819 -0,072 -0,047

95 1,71 -2,27 -3,82 -5,72 -0,54 -1,136 -0,093 -0,063

18

Percentiles

• valores máximos (valor superior) y mínimos (valor inferior) de DEP para cada rasgo en la población y valores límites de DEP para cada percentil.

• Estos límites nos permiten ubicar un determinado animal en el contexto poblacional.

• Por ejemplo, un toro A que presenta una DEP para peso a los 18 meses de 17 Kg, pertenece al 20% superior de la población para ese carácter, cuyo límite inferior es 16,00 Kg.

• Para el peso al nacimiento (PN) los valores se encuentran invertidos: aquellos animales que producen menores pesos al nacer se consideran superiores.

Resumen:• Disponibilidad de sistemas nacionales

de evaluación genética

• Uso extendido de las DEP en la comercialización de reproductores en Uruguay, tanto en ovinos como bovinos

• Selección potenciada por el uso masivode información

Mejor estimación del valor de cría (parientes, rA entre caracteres)

Separación de los efectos genéticos y ambientales

• Avance genético comprobable

Páginas útiles

• Ovinos:• http://www.geneticaovina.com.uy/

• Bovinos de carne:• http://www.geneticabovina.com.uy/

• Holando:• http://www.geneticalechera.com.uy/