TECNOLOGÍA
Análisis de un punto clave para la difusión de la mejora genética

Evaluación genómica de la fertilidad por inseminación artificial en la raza Assaf

Mª Ángeles Jiménez Hernando1, Fernando Freire Fernández2 y Magdalena Serrano Noreña1

1 Dpto. de Mejora Genética Animal. Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA)

2 Asociación Nacional de Criadores de Ganado Ovino de la Raza Assaf (Assafe)

10/03/2021
La tasa de fertilidad por inseminación artificial (IA) es baja en todas las razas de ovino españolas, lo que afecta de forma importante a la eficiencia, tanto de los programas de mejora genética como de los centros de Inseminación Artificial. La selección continuada para incrementar la producción lechera en los esquemas de selección genética ha supuesto un deterioro de las características reproductivas y funcionales de los animales, siendo el carácter fertilidad, uno de los más afectados. El mantenimiento de unos niveles adecuados de fertilidad es crítico para una producción ovina eficiente.
La fertilidad, entendida como el porcentaje de ovejas que paren y producen progenie, a diferencia de otros fenotipos medidos en ganado ovino de aptitud lechera, es un carácter que depende de la combinación del genoma del macho y de la hembra que se aparean para obtener la descendencia. Desde un punto de vista genético, es un carácter que presenta una heredabilidad baja (0,01 a 0,04) lo que dificulta su selección genética con la metodología tradicional de valoración. Por otro lado, no existen actualmente modelos genéticos eficientes que permitan incluir dos fuentes de variación genética para predecir el valor genético de los animales para la fertilidad. Hay aproximaciones, como el modelo umbral aditivo o el modelo umbral producto, que incluyen el efecto genético de la hembra y del macho y ofrecen soluciones más o menos precisas (David y cols., 2011), asumiendo que son simplificaciones de un modelo probablemente más complejo.
Ejemplares de raza Assaf en una explotación ganadera
Ejemplares de raza Assaf en una explotación ganadera.
Gracias al avance de las herramientas moleculares y de las plataformas de genotipado masivo, se han desarrollado nuevas metodologías asociadas al conocimiento más profundo del genoma de los animales. La detección de regiones del genoma relacionadas con los caracteres objeto de selección y la incorporación de esta información a la valoración genética clásica de los animales (evaluación genómica) añade ventajas al proceso selectivo de caracteres difíciles de mejorar como es el caso de la fertilidad.

Fertilidad por inseminación artificial en la raza Assaf

La raza ovina Assaf, actualmente una de las razas lecheras de mayor importancia en el territorio nacional, presenta problemas en la fertilidad por IA. Un estudio reciente realizado por técnicos de Assafe en colaboración con distintas instituciones (Pérez, 2020) establece el valor medio de esta fertilidad en un 42%, existiendo una gran variabilidad entre las ganaderías analizadas y, por tanto, un amplio rango para su mejora. Dicho análisis aborda el estudio de la fertilidad de la hembra y la influencia de factores ambientales a tener en cuenta a la hora de seleccionar a las mismas para ser inseminadas: edad, intervalo de días entre el último parto y la inseminación, y la producción de leche y urea de la oveja. Ovejas entre uno y dos años, con periodos entre el parto y la inseminación en torno a los ocho meses y producciones de leche de hasta un litro y medio obtienen los mejores resultados de fertilidad por inseminación artificial.

Desde el año 2017, Assafe viene desarrollando la implementación de la selección genómica como herramienta de mejora genética para los caracteres objeto de selección. Se ha desarrollado un chip de SNPs de 50K y se ha genotipado un conjunto de animales, machos y hembras representativos de los distintos niveles genéticos de la población y candidatos a futuros reproductores. Durante el año 2019 la población genotipada se incrementó hasta llegar casi a los 5.000 animales y por primera vez se realizó la valoración genómica tanto para los caracteres de producción láctea como para los de morfología mamaria. Desde entonces, la metodología ‘Single Step Genomics BLUP’ (SSG-BLUP) se ha generalizado como método a aplicar en el proceso de evaluación genómica de la raza. La información derivada de esta valoración es la que se entrega a la asociación de ganaderos para la selección de los futuros reproductores, tanto del centro de IA como de las propias explotaciones.

Surge, entonces, la posibilidad de utilizar la información genómica disponible para llevar a cabo también la mejora de nuevos caracteres de interés, tales como la fertilidad por IA, carácter difícil de abordar con la metodología tradicional. Para ello, se ha utilizado la base de datos de las inseminaciones acumuladas de la Asociación y se han analizado distintas aproximaciones a este carácter, probando distintos fenotipos y modelos de valoración y utilizando la metodología SSGBLUP. Se trata, por tanto, de analizar la componente genética del carácter fertilidad sin olvidar la influencia que los factores ambientales tienen sobre la misma.

Inseminación artificial en una oveja
Inseminación artificial en una oveja.
La base de datos utilizada contiene registros comprendidos entre los años 1998 y 2020: 180.457 inseminaciones de 769 machos de IA y 132.073 ovejas inseminadas en 207 rebaños. Se ha realizado la estimación de los componentes de varianza y la valoración genómica del carácter fertilidad por IA utilizando dos fenotipos: porcentaje de ovejas preñadas por macho, rebaño y fecha de IA y presencia (1) o ausencia (0) de parto asociado a la IA con dos opciones, el dato lo produce el macho o el dato lo produce la hembra. El modelo empleado en la valoración genómica ha sido distinto según el fenotipo utilizado, pero en todos los casos se ha incluido la edad del macho y de la hembra, el rebaño, la fecha de IA y la producción de leche de la hembra inseminada (o la media de producción del lote de hembras inseminadas) utilizando el dato de control lechero más próximo a la fecha de IA. La genealogía estuvo constituida por más de 300.000 animales, de los cuales, 6.955 son animales genotipados para 45.265 SNPs.

Es importante destacar el hecho de que las hembras no presentan apenas medidas repetidas para la IA, es decir, la mayoría de ellas son inseminadas una sola vez en su vida. Prueba de ello es que, de las 132.073 hembras inseminadas, solo 33.578 ovejas repitieron inseminación. Dado que estos caracteres presentan varianzas genéticas y heredabilidadades de baja magnitud, no disponer de medidas repetidas de las hembras, dificulta la obtención de predicciones genéticas con fiabilidades mayores. Por ello, otra de las opciones analizadas en este estudio, ha sido la fertilidad asignada al macho cuya ventaja radica en la posibilidad de tener medidas repetidas, lo que contribuye a mejorar la precisión de las predicciones. Por otro lado, hubiera sido interesante disponer otros datos, tales como el inseminador, la condición corporal de la oveja en la IA y el tratamiento de la esponja de sincronización (por ejemplo si llevan antibiótico o no), lo que permitiría, si estos factores tienen efecto sobre el carácter, corregir su influencia sobre el mismo.

Tabla 1. Componentes de varianza de los distintos fenotipos utilizados en el análisis del carácter fertilidad por IA
Tabla 1. Componentes de varianza de los distintos fenotipos utilizados en el análisis del carácter fertilidad por IA.
Los resultados (Tabla 1) muestran que, tanto para el carácter porcentaje de ovejas preñadas por macho como para la presencia o ausencia de parto de IA cuando el dato se asigna al macho, las estimas de las varianzas genética y permanente fueron de muy baja magnitud, así como las fiabilidades de las predicciones genómicas. Las heredabilidades estimadas para estos caracteres fueron del 2% y el 0,2% respectivamente. En este estudio también se ha calculado la correlación entre las predicciones genómicas del carácter fertilidad y la producción de leche tipificada a 150 días (valores estimados en la valoración genómica de la raza realizada en octubre de 2020). Esta correlación ha resultado positiva, con valores de 0,42 y 0,14, en cada uno de los casos, lo que parece indicar, que al menos por el momento, la selección para incrementar la producción de leche no ha perjudicado la fertilidad de las ovejas.

El último modelo de valoración analizado, presencia o ausencia de parto de IA cuando el dato se asigna a la hembra, muestra valores superiores de heredabilidad (9%) con valores de fiabilidad de las predicciones genómicas también algo mayores. En este caso, la correlación con el valor genómico de producción de leche fue de 0,50, también superior al observado en los caracteres anteriores. En la Figura 1 se presenta la evolución por año de nacimiento de los valores genómicos predichos para producción de leche y fertilidad por IA de las hembras y los machos de IA.

Figura 1...
Figura 1. Evolución por año de nacimiento del valor genómico para leche tipificada a 150 días de lactación y fertilidad por IA, para las hembras y los machos de IA.
Las estimas de los factores ambientales edad del macho y de la hembra y la producción de leche de la oveja inseminada, incluidos en el último modelo de valoración, se muestran en la Figura 2. Se observa una disminución de la fertilidad por IA a medida que aumenta la edad de la oveja y cuando las producciones de leche superan los 1,5 litros de leche. Por otro lado, la fertilidad aumenta a medida que se incrementa la edad del macho en el momento de la inseminación hasta edades comprendidas entre los 5 y 6 años, a partir de las cuales se observan caídas importantes de la misma. Estos resultados ponen de manifiesto tanto la influencia como la importancia de estos factores sobre la fertilidad y corroboran los resultados obtenidos en el estudio llevado a cabo por los técnicos de la Asociación.

Tal y como se ha comentado, los mejores resultados se han obtenido cuando el fenotipo de fertilidad por IA se asigna a la hembra, destacando la importancia de la componente genética de la misma frente a la del macho, aunque ambos efectos intervengan en el resultado del carácter. Sin embargo, la varianza genética y la heredabilidad estimadas con los diversos modelos analizados han resultado de baja magnitud, al igual que las predicciones de los valores genómicos, que no han sido muy precisas. Por tanto, el carácter fertilidad por inseminación artificial requiere del análisis de nuevas aproximaciones genéticas que permitan mejorar, entre otras cosas, la precisión con la que seleccionar a los futuros reproductores.

Figura 2. Efecto sobre la fertilidad por IA de la edad y producción de leche de las ovejas inseminadas y de la edad de los machos de inseminación...
Figura 2. Efecto sobre la fertilidad por IA de la edad y producción de leche de las ovejas inseminadas y de la edad de los machos de inseminación.

Desde el Departamento de Mejora Genética Animal del INIA, y en colaboración con otras razas de aptitud lechera con las que la raza Assaf comparte esta problemática, se pretende abordar el problema desde otros puntos de vista, como por ejemplo, evaluar la fertilidad asociada a la hembra mediante la valoración genómica del carácter edad al primer parto, incluyendo en el modelo de valoración información relativa a las madres de las hembras evaluadas con el fin de detectar efectos epigenéticos.

Referencias

  • David, I., Carabaño, M.J., Tusell, L., Diaz, C., González-Recio, O., López de Maturana, E., Ugarte, E. & Bodin, L. 2011. Product versus additive model for studying artificial insemination results in several livestock populations. J. Anim. Sci. 89: 321-328.
  • Pérez, E. 2020. Mejorando los resultados de la inseminación artificial: alimentación y manejo. Actas XXII Foro Nacional de Ovino 2020.
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