MEMORIA FINAL

“I Convocatoria de Proyectos de Investigación orientados a ofrecer soluciones tecnológicas al sector primario”

Título del Proyecto: “Mejora de la raza morucha a través de métodos de selección citogenética”.IP: Jesús María Hernández Rivas.CLAVE DE PROYECTO: V111 /463AC06

Objetivos del Proyecto:1. Establecer un plan de calidad para asegurar la ausencia de alteraciones cromosómicas en ganado bovino de raza Morucha2. Establecer un banco de ADN genómico y realizar un estudio piloto para la selección genómica de la raza Morucha.

Resumen: El análisis cromosómico en sangre periférica de animales de la raza morucha nos ha permitido identificar individuos con la translocación Robertsoniana rob(1;29). Este polimorfismo está ampliamente descrito en diferentes razas de Bos taurus y su incidencia es variable en las diferentes razas en bovina. Aunque la presencia de esta translocación no afecta al fenotipo de los animales, que presentan un aspecto normal, su presencia determina una reducción en la fertilidad debida al aumento de la mortalidad de los embriones.Esta disminución en la fertilidad se traduce en pérdidas económicas que pueden evitarse mediante el diagnóstico temprano y la posterior selección de los animales con cariotipo normal.

Actualmente, se ha generado un banco de ADN genómico de bóvidos de raza morucha, se dispone de material procedente de 100 sujetos (45 hembras y 55 machos). El análisis final del cariotipo se ha podido llevar a cabo en 68 individuos, 12 de los cuales presentaban la translocación Robertsoniana rob(1;29).

Este estudio nos ha permitido detectar la presencia del polimorfismo estudiado en 8 hembras y 4 machos. Mediante la identificación de estos animales portadores de esta translocación se puede establecer el plan de calidad para asegurar la ausencia de esta alteración en la descendencia.

INTRODUCCIÓN

La raza morucha es una raza bovina española que procede directamente de Bos taurus ibericus. Se trata de un animal rústico y resistente, que se cría en régimen extensivo, y cuya finalidad principal es la producción de carne. Su distribución principal se encuentra en la provincia de Salamanca, norte de Cáceres y suroeste de Zamora, asociada al ecosistema de la dehesa donde se encuentran los mejores ejemplares de la raza.

Hasta ahora los estudios citogenéticos en la raza morucha son escasos y, por tanto, se desconoce la incidencia de anomalías cromosómicas en los reproductores lo cual representa una grave amenaza para el mantenimiento de las características productivas y de reproducción en este invaluable recurso genético de la provincia salmantina.

En la familia Bovidae son frecuentes las fusiones céntricas entre cromosomas acro-céntricos no homólogos, también conocidas como translocaciones robertsonianas (Joerg H., 2001). La translocación Robertsoniana 1/29 es una anomalía cromosómica descrita en el ganado vacuno por primera vez por Gustavsson y Rockborn en 1964, es la anomalía cromosómica más ampliamente estudiada en bovinos (Gustavsson, 1984) y con mayor repercusión en el mundo de la producción ganadera. Es la translocación entre el cromosoma 1 y el cromosoma 29 que se unen por sus centrómeros, dando lugar un nuevo cromosoma fusionado 1-29.

El material genético presente en el cromosoma translocado producto de la fusión es prácticamente el mismo que en los dos cromosomas separados debido a que la pérdida de material cromosómico es mínima, razón por la que este tipo de anomalía cromosómica no produce desequilibrio genético que conlleve a la presentación de anomalías fenotípicas en los animales portadores. Sin embargo, los efectos se hacen evidentes por variaciones en los parámetros reproductivos de animales heterocigotos en relación con los de ejemplares normales debido a la producción de gametos genéticamente desequilibrados. Entre los parámetros reproductivos alterados se encuentran: disminución de la tasa de concepción, aumento del número de servicios por concepción, incremento del intervalo entre partos, aumento de los días a la primera concepción y mortalidad embrionaria (Dyrendahl I, 1979; Maurer R, 1988). La mortalidad embrionaria producida por la presencia de la translocación rob(1;29) (Schmutz SM, 1991), disminuye las tasas de preñez y ocasiona que las vacas sean clasificadas como repetidoras y sean enviadas al sacrificio más temprano que sus contemporáneas. Gustavsson encontró diferencias significativas en el número de vacas hijas de toros portadores de la translocación que eran enviadas al sacrificio más tempranamente que las hembras hijas de toros normales, presumiblemente debido a su baja fertilidad. En los toros portadores de la translocación se ha reportado una reducción de la

fertilidad del 5-7% (Dyrendahl I I., 1979). Sin embargo, hay que destacar que la presión de selección siempre es más fuerte sobre la vaca que sobre el toro, porque la falla reproductiva se detecta primero en las hembras y se les responsabiliza de la infertilidad, cuando debería tenerse en cuenta que los machos también pueden ser portadores de la translocación, pasando desapercibidos, especialmente cuando no se realiza una estricta selección de acuerdo con la eficiencia reproductiva.

Debido a que la rob(1;29) se considera como una translocación ancestral, se asume que la única posibilidad de obtener un animal portador de la rob(1;29) sería por cruzamiento con un portador, pero si ambos reproductores portan la anomalía existe la probabilidad que se origine un portador en condición homocigótica.

MATERIALES Y METODOS

El análisis del cariotipo se realiza partir de una muestra de sangre, el cultivo de células y el tratamiento posterior para la fijación de los cromosomas en un portaobjetos. Los cromosomas se tiñen, así pueden ser observados y analizados en el número y la morfología para resaltar, o excluir, las alteraciones en comparación con el estándar de la especie. Se realizó el análisis cromosómico de 100 animales (55 machos y 45 hembras).

Los cromosomas en las células se encuentran por pares (uno heredado del padre y otro de la madre) y el número y la forma de los cromosomas depende de cada especie. Los bovinos tienen 60 cromosomas (2n = 60), 29 pares telocéntricos y la pareja de cromosomas sexuales submetacéntricos (Fig.1).

A. Cariotipo normal de un macho 60,XY B. Cariotipo normal de una vaca 60,XX

Figura 1. Dos cariotipos “normales” de un macho bovino (A) y de una hembra (B), que presentan 60 cromosomas, 29 pares son autosómicos y 2 cromosomas sexuales X e Y, y XX respectivamente.

RESULTADOS Y DISCUSION

En la Tabla 1 se presentan los resultados de los diagnósticos cromosómicos del total de 100 animales investigados procedentes de 21 explotaciones colaboradoras. Se pudo obtener el cariotipo de 80 ejemplares, de los cuales 12 eran portadores heterocigotos que corresponden al 15% de la población estudiada.

Tabla 1. Frecuencia de la translocación robertsoniana rob(1;29) en 100 ejemplares de bovinos de raza morucha.

Se detectó la presencia de la translocación rob(1;29) en 8 de los toros, (Fig.2) que corresponde al 17,7% y en 4 de las hembras (11,4%), Fig.3.

Figura 2. Diagnóstico cromosómico en un toro portador de la translocación Robertsoniana rob(1;29), 2n=59, XY t(1;29).

Figura 3. La translocación rob(1;29), en condición heterocigota, en el cariotipo de una vaca, 2n=59,XX

t(1;29).

Nº de animales estudiados

Normales 2n=60

Portadores No evaluables

Hembras 45 31 4 10

Machos 55 37 8 10

El análisis cromosómico en sangre periférica de animales de la raza morucha nos ha permitido identificar individuos con la translocación Robertsoniana rob(1;29). Este polimorfismo está ampliamente descrito en diferentes razas de Bos taurus y su incidencia es variable en las diferentes razas en bovina. Aunque la presencia de esta translocación no afecta al fenotipo de los animales, que presentan un aspecto normal, su presencia determina una reducción en la fertilidad debida al aumento de la mortalidad de los embriones.

Esta disminución en la fertilidad se traduce en pérdidas económicas que pueden evitarse mediante el diagnóstico temprano y la posterior selección de los animales con cariotipo normal.

Este estudio nos ha permitido detectar la presencia del polimorfismo estudiado en 8 hembras y 4 machos. Mediante la identificación de estos animales portadores de esta translocación se puede establecer el plan de calidad para asegurar la ausencia de esta alteración en la descendencia.

El manejo reproductivo puede influir en la erradicación de reproductores portadores de esta anomalía, si existe una rigurosa selección por eficiencia reproductiva tanto en machos como en hembras. Si los toros donantes de semen, para congelación, son previamente analizados para el descarte de anomalías cromosómicas, este problema debería eliminarse o reducirse a la mínima expresión, ya que el riesgo de transmisión de la anomalía a través de ellos no existiría. Además, la identificación de las reproductoras con cariotipo normal, permitiría su selección como madres de futuros sementales.

En cuanto al menor porcentaje de anomalías cromosómicas observado en las vacas demuestra que a pesar de no existir una selección rigurosa por eficiencia reproductiva, el hecho de eliminar vacas porque no se preñan en 3 sucesivas estaciones de monta, contribuye a erradicar este tipo de problemas, ya que ha sido demostrado que una de las consecuencias del apareamiento de los animales portadores puede ser la mortalidad embrionaria (Gustavsson, 1971), especialmente cuando existe un desbalance cromosómico, por monosomía del 1 o del 29. Hay que destacar que la presión de selección en este caso es más fuerte sobre la vaca que sobre el toro, porque la falla reproductiva se detecta en la hembra y se le atribuye a ella la infertilidad, cuando perfectamente podría ser el toro el portador de la translocación, sin embargo pasa desapercibido.

El diagnóstico cromosómico permite establecer a una edad temprana la normalidad cromosómica del reproductor, lo que ahorra tener que esperar su desempeño reproductivo para evaluarlo, evitando los costos de levantar animales con fertilidad reducida, y contribuye de este modo a preservar, mantener o incluso incrementar las tasas de fertilidad características de la raza morucha. Medidas preventivas como esta beneficiarían al ganadero doblemente, porque ahorran tiempo y aumentan la eficiencia reproductiva del ganado.

Entre las ventajas de la detección de la alteración cromosómica rob(1;29), podemos destacar: 1) Se evitarían las pérdidas económicas asociadas a la disminución en la fertilidad mediante el diagnóstico temprano y la posterior selección de los animales con cariotipo normal. 2) El diagnóstico cromosómico permite establecer a una edad temprana la normalidad cromosómica del reproductor, lo que evita tener que esperar su desempeño reproductivo para evaluarlo. 3) La identificación de las reproductoras con cariotipo normal, permitiría su selección como madres de futuros sementales.

BIBLIOGRAFÍA

Gustavsson, I. 1984. Chromosomes evaluation and fertility. 10th International Congress on Animal Reproduction and Artificial Insemination, University of Illinois, Urbana-Champaign, USA. June 10-14.6N 1-7.

Joerg H, Garner D, Rieder S, Suwattana D, Stranzinger G. Molecular genetic characterization of Robertsonian translocation in cattle. Journal of Animal Breeding and Genetics 118 (6):371-377, 2001.

Dyrendahl I I, Gustavsson I I. Sexual functions, semen characteristics and fertility of bulls carrying the 1/29 chromosome translocation. Hereditas 90:281-289, 1979.

Maurer R R, Vogt DW. Decreased fertility in related females heterozygous for the 1/29 chromosome translocation. Theriogenology 30 (6):1149-1157, 1988.

Schmutz SM, Moker JS, Barth AD, Mapletoft RJ. Embryonic loss in superovulated cattle caused by the 1;29 Robertsonian translocation. Theriogenology 35 (4):705-714, 1991.

Gustavsson I I. Culling rates in daughters of sires with a translocation of centric fusion type. Hereditas 67:65-74, 1971.