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Las infestaciones por ectoparásitos son unas de las principales causas de pérdidas económicas en los sistemas de producción bovina a nivel mundial; no solo por causar enfermedad, sino por transmitir agentes patógenos, ocasionando dificultad para la adaptación de razas importadas en ambientes tropicales.

El control de las garrapatas se logra principalmente a través de acaricidas químicos utilizados de manera poco controlada, lo que ha generado el desarrollo de resistencia por parte de los parásitos,

RUBÉN DARIO CORZO


Recursos genéticos y biotecnología animal

TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN:

OBJETIVOS:

RESEÑA:

“Estudio de asociación genómica (GWAS) para resistencia genética a ectoparásitos y hemoparásitos en cuatro razas criollas colombianas, como una estrategia para mejorar los programas de selección y mejoramiento genético del ganado criollo”

Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria – Corpoica.

> Participar en la generación de una base datos que reúna información sobre carga parasitaria (garrapata (Rhipicephalusmicroplus) y diagnóstico de hemoparásitos (Babesia, Anaplasma, Trypanosoma), a partir de los Bancos de germoplasma animal y de poblaciones comerciales de ganado criollo.

> Apoyar en actividades de Genotipado a gran escala utilizando chips de alta densidad, en poblaciones de ganado criollo colombiano.

> Participar en el análisis de asociación genómica, con el propósito de identificar marcadores genéticos (SNP) con efecto significativo sobre la variación genética de características de resistencia a ectoparásitos y hemoparásitos en ganado criollo colombiano.

> Promover la divulgación de información generada mediante la publicación de artículos científicos y otros medios que se desarrollen a partir de los resultados obtenidos, haciendo asequible la información para todos los entes y sectores del país interesados.


lo cual hace que las moléculas sean menos eficientes. Por tal motivo, la búsqueda de alternativas para el control de las garrapatas y hemoparásitos ha sido constante. Actualmente, está siendo empleado el análisis de variabilidad genética entre individuos, a través de estudios de asociación genómica (GWAS), para identificar regiones en el ADN, que están estrechamente relacionadas con resistencia/susceptibilidad a infestaciones por garrapatas.

Bajo este contexto, el objetivo del presente trabajo fue determinar realizar un estudio GWAS para 250 animales de cada una de las cuatro razas de ganado bovino criollo colombiano (Romosinuano, BON, Costeño con Cuernos y SanMartinero), pertenecientes al Banco de Germoplasma de Corpoica (CI Turipaná, CI Nus y CI La Libertad), ubicadas en 3 regiones de Colombia (Región Caribe, Orinoquia y Valles interandinos), bajo condiciones naturales y en dos épocas del año (seca y lluviosa); para identificar regiones del genoma, relacionadas con carga de garrapatas, moscas y hemoparásitos; a partir de la información fenotípica (conteo de cargas parasitarias, parámetros fisiológicos y hematológicos) y la información genómica, generada mediante el genotipado a gran escala por medio de chips de array de ADN. Para realizar los análisis estadísticos se utilizó el paquete Agricolae contenido en el software R y para determinar la significancia de los efectos fijos se realizó un análisis GLM (Modelo lineal generalizado). Para los análisis de asociación entre los SNP y los QTL relacionados con carga de ectoparásitos se utilizó el software Single Step GBLUP y se graficaron las posiciones de cada uno de los SNP a partir del Manhattan plot.

La raza Costeño con Cuernos demostró los mayores recuentos de garrapatas, los cuales se relacionaron con épocas de lluvia y resultaron coherentes con los recuentos de potreros que demostraron comportamiento similar. La raza con los menores recuentos de garrapatas fue la raza San Martinero. El análisis de las variables hematológicas demostró que los recuentos linfocitarios y de trombocitos estaban asociadas a dichas cargas. Se establecieron las prevalencias parciales para los hemoparásitos en las razas CCC y Romo. Para la raza CCC se determinó 32.3% para Anaplasma marginale; 10,2% para Babesia spp. y 0% para Trypanosoma spp. En la raza ROMO se estimó 31.0% para Anaplasma marginale, 8.4% para Babesia spp y 3.8% para Trypanosoma spp. Los recuentos de moscas en el ganado (Stmoxys calcitrans y Hematobia irritans) resultaron altos en las razas BON y CCC en épocas de lluvia. La raza San Martinero demostró recuentos elevados en el mes de agosto. Los recuentos son altos en épocas de lluvia y bajos en épocas de verano.

Esta información permitirá mejorar la precisión de las evaluaciones genéticas y la selección de animales para características de interés sanitario, valorizando el recurso genético criollo colombiano.



RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN:

4.1. Análisis fenotípicos

4.1.1. Carga de garrapatas

• La raza CCC presentó la infestación más alta de garrapatas en todas las familias (> de 40 garrapatas en promedio), respecto al resto de razas; mientras que en la raza Romosinuano la infestación promedio por familia fue inferior, el menor valor promedio se registró en la familia 8, con 17,31 y el máximo valor en la familia 1 con 36,35 garrapatas/animal.

• Las razas Sanmartinero y BON presentaron niveles de infestación bajos en todas las familias (< de 20 garrapatas/animal en promedio). El análisis de comparación de medias permitió evidenciar diferencias estadísticas entre grupos familiares en estas dos 2 razas.

• Los resultados encontrados para los niveles de infestación por época en bovinos Costeño con Cuernos presentan diferencias significativas según la época; el mayor valor de infestación se presenta en la época seca 77,07 ±123,22 garrapatas/animal, contra 30,44±41,89, que podría explicarse por las condiciones ambientales y por la disminución de las defensas inmunológicas de los animales, como consecuencia de reducción de la oferta alimenticia durante la época seca. Igual situación se presentó en la raza Romosinuano.

• El análisis de los niveles de infestación por época en bovinos Sanmartinero y Blanco Orejinegro, presentan diferencias estadísticas significativas según época del año; el mayor nivel de infestación se observó en la época de lluvias.

4.1.2. Recuentos hematológicos

• Se evidenciaron recuentos absolutos altos de glóbulos blancos, en las razas Costeño con Cuernos y Romosinuano (12099 y 12791).

• La línea mieloide granulocítica presenta aumentos absolutos con recuentos por encima de las 6500 células, situación que se relaciona clínicamente con las cargas parasitarias aumentadas.

4.1.3. Hemoparásitos

• Para Anaplasma marginale resultó una prevalencia para este muestreo de 32.3%. Para Babesia spp., una prevalencia de punto de 10.2 % para el primer muestreo. No se diagnosticaron Trypanosomas en este muestreo.• Para la raza ROMO resultaron positivos a Anaplasma marginale resultó una prevalencia del 31.0%. Para Babesia spp., se presentó una prevalencia de 8.4%. Para Trypanosoma spp. una prevalencia estimada de 3.8%. • Para la raza CCC se determinó 32.3 %. para Anaplasma marginale; 10,2 %. para Babesia spp y 0% para Trypanosoma spp.


4.1.4 Moscas

Los recuentos de moscas en el ganado (Stmoxys calcitrans y Hematobia irritans) se observaron más elevados en el mes de noviembre en las razas BON (399), CCC (319) y ROMO (289), época que corresponde a uno de los meses de mayor precipitación anual. Para la raza San Martinero se encontraron los recuentos más altos en el mes de agosto (323 moscas). Los recuentos son altos en épocas de lluvia y bajos en épocas de verano situación que podría estratégicamente utilizarse para el desarrollo de programas de manejo integrado.

4.2. Análisis genómicosDiferentes polimorfismos fueron asociados a la característica de recuento parasitario.

• El cromosoma 3 posee una gran cantidad de variaciones altamente significativas, así como también los cromosomas 1 y 2, en los cuales se pueden observar agrupaciones ascendentes bien definidas hacia el mayor nivel de significancia.

• En el cromosoma 25, solamente una variación presenta alto nivel (>20), mientras que los demás se agrupan en un cluster de SNP con bajos niveles de significancia, hacia la parte inferior del gráfico.

• El SNP INRA-393 presenta el mayor grado de significancia (34,1) sobre el efecto que tiene asociado con recuento parasitario. Este se ubica en el locus LOC508347 del cromosoma 3 bovino, una región asociada con la expresión de la proteína 44 inducida por intereferón, la cual participa en el desarrollo de estructuras microtubulares y en la respuesta a infecciones virales.

• Otros SNP del cromosoma 3 altamente asociados y que se encuentran dentro de regiones codificantes son el BTB-00125348 y el ARS-BFGL-NGS-113472, las cuales codifican para la proteína específica del oviducto OVGP1 y para un tipo de receptor tirosina quinasa (DDR2), respectivamente. Este último influye en la regulación del crecimiento, la diferenciación y el metabolismo celular.

• En el cromosoma 2 también es posible encontrar un gran número de SNP con un efecto altamente significativo sobre el recuento parasitario. Los polimorfismos Hapmap52874-ss46526209 y ARS-BFGL-NGS-10586se encuentran en regiones que permiten la expresión de la proteína transmembrana SERINC2 y el RUNX1, factor de transcripción que regula la diferenciación de las células hematopoyéticas madre en células sanguíneas maduras.

• El único SNP altamente significativo ubicado en el cromosoma 25 (ARS-BFGL-NGS-109952) se encuentra dentro de una región no codificante.

• Los parámetros genéticos obtenidos para recuento de garrapatas y moscas presentaron valores de heredabilidad de 0,12 y 0,23 respectivamente.

• Con respecto a la carga de moscas, se encontraron posibles QTL’s en los cromosomas 4, 5, 6, 9.


DATOS DE LA INVESTIGACIÓN:

Tabla 1. Número de garrapatas distribuidas por familia, en cuatro razas de bovinos criollos colombianos. Promedios y Error estándar de media (número de datos)

Tabla 2. Número de garrapatas por época del año, en cuatro razas de bovinos criollos colombianos. Promedios y Error estándar de media (número de datos)

Letras diferentes en entre filas, denotan diferencias significativas con el test de Duncan a una probabilidad de 0.05


Conclusiones

• La infestación por garrapatas en animales criollos presentan diferencias estadísticas significativas entre razas y también entre épocas del año.

• El presente estudio sugiere que los factores ambientales influyen en las poblaciones de ectoparásitos que parasitan los bovinos en el trópico, igualmente sugiere que la susceptibilidad individual determina los niveles de infestación independientemente de la época del año; ambos aspectos deben ser tenidos en cuenta al momento de diseñar estrategias de control.

• La identificación de genes de resistencia o de susceptibilidad son una alternativa para seleccionar animales y disminuir cargas parasitarias.

• Estos resultados podrían ayudar a identificar regiones que afectan la expresión de un carácter cuantitativo y que pueden intervenir en fenómenos de resistencia genética a parásitos para efectos de selección

• Se implementó una herramienta tecnológica para toma de decisiones, que permita identificar con una mayor precisión, animales con resistencia a garrapatas.

• Los resultados de este estudio corroboran el carácter poligenético para la carga de garrapatas, mostrando que múltiples genes, ubicados en diferentes cromosomas pueden afectar en diferente magnitud la expresión de la característica.

• La identificación de SNP relacionados con características sanitarias, permitió aportar información útil, para encontrar los genes que controlan la expresión fenotípica de la carga de garrapatas en las razas de ganado criollo colombiano.

• La conformación de una población de referencia con información genómica, permitirá realizar nuevos estudios de asociación para otras características (productivas, reproductivas y sanitarias) importantes dentro del programa de mejoramiento genético del ganado criollo.

BIBLIOGRAFÍA

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