Ensayo sobre mutacion en vacas holstein

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE [pic 1][pic 2]

CARRERA DE INGENIERIA EN CIENCIAS AGROPECUARIAS

MEJORAMIENTO GENETICO ANIMAL

NOMBRE: Francisco Javier Carrillo

CURSO: Séptimo

FECHA: 22 de octubre de 2018

ENSAYO

Identificación de una Mutación sin Sentido en APAF1 como Causa Probable de una Disminución de la Eficiencia Reproductiva en Vacas Lecheras Holstein

La fertilidad es uno de los rasgos más importantes que determinan la sostenibilidad de la producción animal. Esto debido a que si esta producción o el rendimiento implicado disminuyen se produce pérdidas financieras que conllevan a  la necesidad de buscar una forma de recuperación con animales de reemplazo para intentar obtener los mismos niveles de producción. Según (Lucy, 2001; Shook, 2006), La importancia relativa de la fertilidad y los rasgos de lactancia asociados a la industria láctea ha hecho que el rendimiento reproductivo sea un objetivo importante en los programas de cría de ganado lechero. Al ser este un objetivo importante, la práctica de IA en la industria láctea ha sido extensivamente usada provocando endogamia dentro de la producción sin conocer que esta reduce la eficiencia reproductiva, así como provoca una mayor frecuencia de alelos letales y subletales recesivos en la población aunque también puede llevar a la purga de alelos dañinos por selección natural. Según., (VanRaden et al. (2011b)),  La identificación de tales mutaciones ha permitido que los programas de detección eviten los apareamientos entre portadores dentro de la población utilizaron el genotipo de SNP de alta densidad para identificar un haplotipo en el cromosoma 5 (BTA5), denominado HH1, que se asoció con una disminución en las tasas de concepción y un aumento en el nacimiento de fetos muertos en el ganado Holstein. Mediante este método se encontraron una frecuencia del haplotipo de 2.25%, con esto se llegó a decir que este haplotipo está presente en un único padre nacido hace 50 años durante la época de la mejora genética animal. El presente estudio trata sobre brindar la información de una mutación sin sentido en el gen APAF1 llevado a cabo en el haplotipo HH1 del toro Chief el cual es considerado el causante en la disminución en la tasa de concepción en ganado Holstein presentando pruebas de haplotipos con precisión reducida  para una mayor confianza en los datos.

Cálculos de la Influencia de Chief  en Abortos espontáneos

Se usaron datos de pedigrí de (VanRaden et al. (2011a)), con esto se identificó a Pawnee Farm Arlinda Chief nacido en 1962, siendo el primer ancestro que porta el haplotipo HH1. Chief es uno de los padres más influyentes de la raza Holstein, al producir muchos hijos, así como hijas, nietas e inclusive bisnietas entre los registros. Se estimó el número de abortos espontáneos desde que HH1 presente en Chief se volvieron frecuentes dentro de la población de Holstein estadounidense, se lo realizo con la siguiente formula: el número de vacas (8 millones) x  0.045 (1/2) x 0.045 (1/2) = 4,050/año, donde 0.045 es la frecuencia portadora HH1 de un padre, y 1/2 es la probabilidad que el padre contribuirá con el defecto a la descendencia. Con esto se llegó a observar que alrededor de 140000 abortos espontáneos se dan en EEUU y 525000 en todo el mundo en un periodo de 35 años.  Según (VanRaden et al., 2011b), la frecuencia de portadores en Holstein en los Estados Unidos excedió 0.08 durante los años ochenta y noventa, pero disminuyó a aproximadamente 0.03 en 2010 (VanRaden et al., 2011b), con estos valores se ha llegado a observar que la pérdida económica de un aborto se estima que va de $800 siendo un total de $ 420 millones. La pérdida embrionaria y fetal durante la gestación se investigó utilizando la base de datos nacional de fertilidad y se produjo principalmente entre 60 y 200 días de gestación para HH1, pero antes para otros defectos recesivos (VanRaden et al., 2011a;).

Detección de haplotipos y análisis de cruzamiento

Se detectaron haplotipos recombinantes que era una porción del haplotipo HH1 dentro de 78465 animales que tenían 54001 genotipos SN. Según (VanRaden et al. (2011b)),  se estudió solo el haplotipo de origen, mientras que los animales vivos con haplotipos recombinantes que son homocigóticos solo para una parte del haplotipo de origen con esto se pudo descartar que la porción del haplotipo no contenga la mutación letal. El método de mapeo permitía centrarse en la homocigocidad de los animales afectados en lugar de descartar los animales que no eran afectados. El findhap f90 transformo los genotipos de haplotipos y detecto puntos de recombinación entre el haplotipo materno y paterno de cada genotipo padre. Con esto se comparó los haplotipos de la progenie con los parentales para observar eventos cruzados. En EEUU se eligieron individuos que tuvieran relación con Chief y la endogamia con la raza Holstein  de aquí se obtuvieron dos hijos; Walkway Chief Mark (Mark) y Milu Betty Ivanhoe Chief (Ivanhoe Chief), los cuales se identificaron como portadores de HH1 en base al genotipo (VanRaden et al., 2011b) pero existía un tercer hijo SWD Valiant (Valiant) el cual no era un portador del haplotipo HH1. Para Chief y sus 3 hijos se llevó una secuenciación separada para cada uno de ellos, sus resultados permitieron diseñar un panel de confirmación de SNP1 de 12 marcadores de APAF1.

Secuenciación, alineación y mapeo

Los genomas de Chief, Ivanhoe Chief y Valiant se secuenciaron mediante secuenciación mediante síntesis química en una plataforma Illumina HiSeq 2000 (Illumina Inc.) en el Centro WM Keck de la Universidad de Illinois para Genómica Comparativa y Funcional. Las muestras se prepararon a partir de 5 ug de ADN genómico obtenido de pajuelas de semen, y los datos se obtuvieron con los protocolos del fabricante, para Mark y Chief se usaron las secuenciaciones previas realizas con tecnología 454 Titanium (Larkin et al., 2012).  Las lecturas de secuencia fueron emparejadas-final y 100 pb de longitud, y de acuerdo con los criterios de desajuste elegidos (5 desajustes asignados), solamente las lecturas mapeadas, aquellas con coincidencias únicas en secuencias cromosómicas y aquellas identificadas como el mejor golpe de SOAP2 en una secuencia de cromosoma que fue mejor que cualquier otro golpe fueron compiladas para la posterior detección de SNP.

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