HERRAMIENTAS DE SELECCIÓN GENÉTICA EN EL

SIGLO XXI

Horacio Larrea

Aprendamos a no sorprendernos de las

sorpresasEnrico Banchi

Adolfo Bioy Casares

“Solamente los imbéciles no cambian

de opinión”

¿Cual es la meta de selección de todo productor lechero?

Una vaca perfecta y

honesta

Camina aun sin dificultad, raramente necesitando ser desvazada

alta ingestión de alimentos, altas producciones de leche, con

bajo mantenimiento

celos regulares, preñandose en 1ª servicio

Siempre parió sin asistencia

resistente a mastitis

pocos desordenes metabólicos y siempre

manteniendose en buen estado

12,5 AÑOS DE SOBREVIDA

194.826 kg DE LECHE

Vacas a prueba de balas

Tendencias mundiales Concentración de vacas en menos rodeos,

cada vez mayores Mano de Obra es el mayor limitante Constante aumento de gastos fijos Acortamiento de vida útil de las vacas Problemas de recría. Aumento de incidencia de emfermedades

Creciente incidencia de enfermedades

1996 2001 20070

10

20

30

40

50

60

DAMilk FeverRepro (Metritis)Retained PlacentaRespiratoryLamenessMastitis

NAHMS Dairy 2007 Part II: Changes in the Dairy Cattle Industry 1991-2007

%

Hechos concretos : problemas reproductivos

(HD (55%) x CR (33%) x PGL (10%) x H (48%) x S (8%) x DL (8%)

Semen Straw(i.e., type, production and health traits)

LA VACA DE LOS 4 EVENTOS PARTO INSEMINACIÓN TACTO SECADO

Correlaciones de los distintos rasgos con Longevidad (Herd Life)

Los rasgos de Salud (SCS,

DF and DCA) son como

mínimo tan buenos

indicadores de

longevidad como los mejores

rasgos de tipo (Sistema

mamario y Patas)

Interpretando la información de Herd Life

Expected Survival Rate of Daughters by Herd Life proof of sire

Herd Life(RBV)

% Daughter Survival to:2nd Calving 3rd Calving 4th Calving

115 85% 68% 47%110 80% 62% 42%105 75% 56% 36%

100 70% 50% 31%

95 65% 44% 26%

90 59% 38% 21%

85 54% 32% 16%

The Real Impact of Herdlife

The Real Impact of Herdlife

Interpretando la información de Fertilidad

Expected Reproductive Performance by Daughter Fertility of Sire

Daughter Fertility(RBV)

Conception RateDays Open

Cows Heifers

115 69% 81% 111%

110 66% 79% 115%

105 62% 78% 120%

100 59% 76% 124%

95 56% 74% 128%

90 53% 73% 133%

85 50% 71% 137%

The Real Impact of Daughter Fertility

Picolo-Red

The Real Impact of Daughter Fertility

Bolton

The Real Impact of Daughter Fertility

Eight

Índice de conversión Emisión de metanos Resistencia a enfermedades

Investigaciones a futuro

TODOS LOS PRODUCTORES QUIEREN VACAS MAS SANAS

El problema Es difícil de mejorar genéticamente-baja

heredabilidad Datos de poca fidelidad e inconsistencias

en los diagnósticos

Respuesta Inmunológica y Salud

• Hay evidencias considerables tanto en humanos como en otras especies que muestran que los individuos con mayor respuesta inmunológica son más resistentes a enfermedades.

• Esta respuesta inmunológica es más heredable que los rasgos de salud.

Respuesta Inmunológica a Enfermedades

• Involucra alrededor de 2000 genes

• Regula genéticamente una red de células y moléculas que ayudan a defender el cuerpo ante el ataque de distinto tipo de micro organismos

Inmunidad Innata

Innate Immunity

Immune Response Genotype

Primer línea de defensa contra microbios invasores• Sin respuesta específica• Sin memoria de exposición a patógenos

Inmunidad adaptativa

Innate Immunity

Adapt

ive Im

munity

Adaptive Immunity

Immune Response Genotype

• Potencia al componente innato• Reconoce un amplio rango de micro-

organismos y los reconoce ante los ataques siguientes− Las respuestas son

cada vez más rápidas y fuertes

• Específicos y duraderos

Cell M

ediat

edAntibody Mediated

Inmunidad adaptativa –Dos tipos

Innate Immunity

Immune Response Genotype

Resistencia general a enfermedadesLucha contra infecciones intracelulares. virus o micobacteria (Paratuberculosis)

Lucha contra infecciones extracelulares ex. bacteria (Mastitis)

Respuesta Inmunológica General

Immune

Response

Defensa contra todo tipo de enfermedades – Tanto viral como bacterianas

Immune Response Genes

Disease

Better Response to Commercial VaccinesLas vacas HIR tienen:Mejor respuesta a las vacunas comerciales

LsMEANS OF SERUM ANTIBODY TO J5 E. coli VACCINE

ELIS

A O

D

Wagter & Mallard et al 2000 JDS 83:488

GreaLterLas Alas vacody in Colostrum & Milk

Wagter & Mallard et al 2000 JDS 83:488

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

wk 0 wk 2 wk 3 wk 4 wk 6

HighAveLow

OD

ELI

SA

Las vacas HIR tienenMejor calidad de calostro con más anticuerpos

Thompson-Crispi, K. et al. 2011 Report to the Genetic Evaluation Board, CDN

Vacas HIR tienen menor incidencia a enfermedadesIncidencia promedio( conjunto de enfermedades

0.00%

2.00%

4.00%

6.00%

8.00%

10.00%

12.00%

14.00%

16.00%

7.50%

11.30%

14.40%

% D

isea

se O

ccur

renc

e

High Average Low n= 64 herds

0 30 60 90 120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

70

75

80

85

90

95

100

Low AverageHigh

Days in Milk

% o

f mas

titi

s-fr

ee c

ows

% de vacas sin mastitis según su clasificación en AMIR (64 tambos de Canada)

Resitencia a Mastitis

Las vacas HIR tienen menor incidencia de enfermedades

27% menos Mastitis 38% menos Metritis 15% menos Cetosis 12% menos retención de placenta Menor descarte – Mayor longevidad

Investigación realizada sobre 700 vacas dentro de un establo de 3,000 vacas en North Florida

Thompson-Crispi et al. 2012 JDS 95:3888

Heredabilidad de la Respuesta Inmune Heredabilidad: proporción de la variación debido

al factor genético. Heredabilidad del IR: 25% Como se compara con otros rasgos?:

Trait HeritabilityProducción 25-35%Conformación 15-40%Longevidad 8-10%Facilidad de Parto 6-7%Fertilidad hijas 4-7%Salud 2-10%

ANALISIS ECONÓMICO

SEX O NO SEX?

CUÁLES SON LOS PUNTOS DÉBILES

Menor fertilidad. Atraso en los partos. Aumento del número de animales

dentro de la categoría no paridos (eventualmente problemas de espacio).

MENOR FERTILIDAD

60%43%

Convencional Sexado

Tasa ConcepciónTasa Concepción

El semen sexado tiene el 72% de la fertilidad del semen convencional del mismo toro

Holstein Heifers (2597)0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%72.7%

52.4%

72%

SEMEXX™ vs. Conventional Se-men Fertility

CDN data - November 2009

Conventional Sexed % of Conv

56 d

ay u

nadj

uste

d N

RR

38.599 2.597

CUÁLES SON LOS PUNTOS FUERTES

Mayor cantidad de hembras para reemplazos.

Menor dificultad de partos. Menor mortandad perinatal. Mayor índice de fertilidad en aquellas

vaquillas que parieron con semen sexado. Mayor producción en aquellas vaquillas

que parieron con semen sexado. Mayor progreso genético. Mayor capital en ganado dentro de la

lechería.

MÁS HEMBRAS PARA REEMPLAZO

Estadísticamente, aquellos rodeos que inseminan el 100% de sus vaquillas con sexado, promedian 65% de hembras en los partos totales de la granja, comparado al 48% que se obtiene con el semen convencional.

Aumento de la presión de selección, permitiendo realizar reemplazos voluntarios.

Mejor $$$$ al poder vender las vaquillas excedentes.

MENOR DIFICULTAD DE PARTO Los partos difíciles son generalmente

el de los machos. Al nacer prácticamente todas hembras, la dificultad de parto se reduce drásticamente. Vemos que el encargado de atención de partos en las grandes lecherías suele el principal promotor del uso de semen sexado.

MENOR MORTANDAD PERINATAL

En línea con los índices de dificultad de parto, hay MENOS CRIAS MUERTAS por año, al haber menos partos distócicos*.*(Fetrow et al. 2007)

MEJOR FERTILIDAD EN LAS VAQUILLAS PARIDAS CON SEXADO En línea con las conclusiones de trabajos

realizados sobre el impacto de la Facilidad de parto en la funcionalidad y Longevidad del rodeo Lechero* el uso del semen sexado mejora la Tasa de Concepción en las vaquillas hasta un 10%, comparado al grupo de contemporáneas. El parto fácil significa un puerperio más corto, sin stress para la vaquilla, por lo tanto empieza a ciclar antes y se PREÑA antes.

*Lopez de Maturana, Ugarte & Gonzalez Recio, 2007)

MAYOR PRODUCCIÓN EN PRIMER PARTO

Otros estudios*, también demuestran que el grupo de vaquillas que parieron con facilidad producen hasta 800 LITROS MÁS DE LECHE en la primer lactancia, que el grupo control. Esto también se debe al menor stress de parto, más rápida recuperación del nivel de ingesta, lo que se traduce en un mejor estado corporal y por lo tanto MAYOR PRODUCCIÓN DE LECHE.

*Dr. Fricke,University of WI, 2008)

MAYOR PROGRESO GENÉTICO

El 18% más de crías hembras extras se generarán del mejor grupo genético del rebaño, que es el de las vaquillas, por ser la generación más joven del grupo en edad de reproducir. Esto se traduce en una MAYOR PROGRESO GENÉTICO por generación, calculado en un 15%*.

*Weigel, 2004

MAYOR CAPITAL EN GANADO EN PIE

Ese 18% más de crías hembras se traduce en un MAYOR CAPITAL por unidad de tierra.

Estas hembras extras , como provienen del mejor grupo genético del rebaño, que es el de las vaquillas, por ser la generación más joven del grupo en edad de reproducir, también tienen un MAYOR VALOR POR INDIVIDUO.

Cinco años de selección por marcadores genéticos

TraitAvera

ge Chang

eTPI -170

Milk -377

Fat -19

Protein -13Somatic Cell Score -0.01

GPA vs Proven: Holstein World• 121 GPA Sires from Jan. 2010• Compared Jan.2010 GPAs to Dec.2011 proofs

TraitAvera

ge Chan

geProductive Life -1.15DPR +0.35PTAT -0.33Udder Composite -0.43

Foot & Leg Composite +0.07

Selner, Holstein World - April 2012

Higher Bias on Top BullsChoice of bulls Trait

Average in 2010

Average in 2012 Difference

Top 10 bulls in Jan 2010

TPI 2311 2080 -231

NM$ 718 480 -238

Top 20 bulls in Jan 2010

TPI 2228 1959 -269

NM$ 668 503 -165

Selner, Holstein World - April 2012

Bulls No.Avg.2008 GPA LPI

Avg.2012 LPI Bias

All bulls 1312 924 624 -300Top 100 in 2008 100 1957 1335 -622Top 35 born 2003 35 1034 629 -405Top 35 born 2004 35 1409 928 -481Top 35 born 2005 35 1885 1267 -618Top 35 born 2006 35 2118 1242 -876Top 35 born 2007 35 1474 1250 -224

Source: Sargolzaei and Chesnais, 2012

2008 GPA vs. 2012 ProvenFix & del. S.Proof

-229-206-364-452-128-286-121

Expected Change In LPI By Reliability

-1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

iabi

lity

(%)

Confidence Range for 90% of the Population

Progeny Proven Sires

GenomicPA

Sires

PA YoungSires

±425 LPI

Points

±730 LPI

Points

±940 LPI

Points

1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 3800

Top GPA vs. Top Proven

-1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

iabi

lity

(%)

Confidence Range for 90% of the Population

Progeny Proven Sires

GenomicPA

Sires

PA YoungSires

±425 LPI

Points

±730 LPI

Points

±940 LPI

Points

-1200 -1000 -800 -600 -400 -200 0 200 400 600 800 1000 1200

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Rel

iabi

lity

(%)

Confidence Range for 90% of the Population

Progeny Proven Sires

GenomicPA

Sires

PA YoungSires

±425 LPI

Points

±730 LPI

Points

±940 LPI

Points

1724 2149 25742423 3153 3883

Top 30 Proven Bulls Aug. 2012

Top 30 GPA Bulls Aug. 2012

-425 +425

-730 +730

1801 2531 3261

EVALUACIÓN INDIVIDUAL VS GRUPOS DE TOROS

MATEMÁTICAMENTE, CUANDO COMBINAMOS DOS REPRODUCTORES

EL NUMERO DE COMBINACIONES POSIBLES ES DE …….

1,073,741,824 posibles combinaciones de

haplotiposMatemáticamente, es más fácil sacar la

lotería dos veces seguidas

GPA vs. Probados

Los genómicos son mas altos genéticamente◦Por ser mas jovenes◦Por la intensidad de selección

Son menos seguros◦Mas variación en su prueba

Ligera sobrestimación

Grupos Toros (# de toros)

% Repetibilidad del grupo (cada toro tiene 60%

individual) **5 92%

10 96%

Diluyendo el riesgo usando grupos de toros

** Se asume toros sin parentesco

En la practica, como la mayoría de los toros genómicos estan emparentados, una estimación

realista rondaría el 80-85%.

Muchas gracias