Sistemas de apareamiento

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Sistemas de apareamiento Terminología taxonómica
1. Especie Población o poblaciones de organismos
que pueden aparearse entre sí y producir
descendencia fértil. 2. Subespecie Subgrupo de
individuos pertenecientes a una especie que,
debido al aislamiento geográfico, han
divergido fenotípicamente de otros miembros de
esa misma especie (morfología, reproducción
etc.). 3. Raza es un témino similar, aunque en
el contexto de las especies domésticas se
refiere básicamente a subgrupos de individuos
pertenecientes a una misma especie que han
divergido fenotípicamente debido al efecto de la
selección ejercida por el hombre.
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Sistemas de apareamiento Terminología taxonómica
4. Estirpe Variedades, dentro de una misma raza,
que difieren para determinados caracteres
fenotípicos que han sido seleccionados en una
determinada dirección p.e. Landrace alemán
respecto a Landrace sueco. 5. Líneas
variedades dentro de una misma estirpe. 6.
Familia grupo de individuos emparentados.
Landrace alemán
Landrace sueco
3
Depresión endogámica
Definición - El aumento de la consanguinidad a
menudo implica la progresiva reducción de la
media fenotípica de diversos caracteres, entre
los que destacan los vinculados a la eficacia
biológica y a la reproducción. - A este fenómeno
se le conoce con el nombre de depresión
endogámica.
4
Depresión endogámica
Incremento de la consanguinidad en la raza
Holstein en EEUU durante el periodo 1970-1998
(datos de Thompson et al. 1999).
F ()
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
Año
0
1970
1975
1980
1985
1990
1995
1998
5
Depresión endogámica
Número de vacas Holstein clasificadas de acuerdo
a sus niveles de consanguinidad (EEUU, periodo
1970-1998)
Millones de cabezas
16
14
12
10
8
6
4
2
0
F ()
0-2
2-4
4-6
6-8
8-10
10-20
gt20
6
Depresión endogámica
Disminución de la producción lechera por
lactación de 305 d atribuible al incremento de la
consanguinidad (Thompson et al. 1999)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
F ()
0
-100
-200
-300
-400
-500
-600
-700
kg leche
-800
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Depresión endogámica
Disminución de la producción de grasa y proteina
por lactación de 305 d atribuible al incremento
de la consanguinidad (Thompson et al. 1999)
5
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
F ()
0
-5
Grasa
-10
Proteina
-15
-20
-25
kg de grasa y proteina
8
Depresión endogámica
Causas 1. Hipótesis de la sobredominancia si
los heterocigotos poseen p.e. una mayor
eficacia biológica, el incremento de la
consanguinidad hará disminuir la frecuencia
de heterocigotos y por tanto la eficacia
biológica de la población. 2. Hipótesis de la
dominancia Si en la población existen alelos
deletéreos que se heredan de forma recesiva,
el incremento de consanguinidad hará aumentar
la frecuencia del genotipo homicigoto recesivo y
por tanto la eficacia biológica de la
población disminuirá.
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Depresión endogámica
M0 a(p-q) 2 pqd MF ap2 apqF - aq2 apqF
2pqd 2pqdF MF a(p2-q2) 2pqd (1 F) p2
- q2 (pq) (p-q) p-q ya que pq 1 MF a
(p-q) 2pqd -2pqdF M0 2pqdF
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Depresión endogámica
Factores que influyen sobre su magnitud 1. Sólo
se producirá una cambio en la media poblacional
para aquellos loci en los cuales exista
dominancia (d ? 0), ya que MF M0 -
2pqdF si d gt 0 entonces MF lt M0 si dlt 0
entonces MF gt M0 2. Cuánto mayor sea F, mayor
será el efecto de la depresión endogámica. 3. Si
p y q son intermedias, mayor será el efecto de la
depresión endogámica.
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Depresión endogámica
1. El principal efecto de la consanguinidad es
aumentar la frecuencia de genotipos
homocigotos. 2. Si existe dominancia direccional
y d gt 0 (alelos que aumentan la expresión del
carácter son dominantes respecto a los que la
disminuyen) entonces el incremento de la
consanguinidad implicará una disminución de la
media poblacional.
AA
AA
Media
Media
Aa
aa
aa
F 0 p q 0,5
F 1 p q 0,5
12
Depresión endogámica
3. Si la dominancia es la principal causa de la
depresión endogámica, entonces existe una
relación lineal entre F y el aumento de la
misma. 4. Consecuencias disminuye la varianza
genética dentro de líneas y aumenta la
varianza genética entre líneas.
aabbcc AaBbCc aaBbCC
aabbcc...
AABBCC AaBbCc.. aaBBCc...
AABBCC...
s2B gtgt s2W
s2W gtgt s2B
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Depresión endogámica
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Heterosis Definición
Definición la heterosis es el aumento de vigor
de los individuos hibridos con respecto a sus
padres (Shull 1914). Es el fenómeno contrario a
la depresión consanguínea.
MP 0,5 (MP1 MP2) y MF1 gt MP
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Heterosis Definición
Consideramos un locus con 2 alelos en dos
poblaciones distintas 1 y 2 que van ser cruzadas
para obtener una F1 híbrida Población 1 (P1)
p q Población 2 (P2) p p y q q y
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Heterosis Definición
A1 A2 p q
A1 p A2 q
p2 pq pq
q2
Por lo que la media genotípica en la P1 es
A1A1 A1A2 A2A2
Genotipos
Frecuencias p2
2pq q2 Valor
genotípico a d -a
MP1 ap2 2pqd aq2 a(p-q) 2pqd
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Heterosis Definición
A1 A2 p q
A1 p A2 q
p2 pq pq
q2
Por lo que la media genotípica en la P2 es
A1A1 A1A2 A2A2
Genotipos
Frecuencias p2
2pq q2 Valor
genotípico a d -a
MP2 a(p q) 2pqd
MP2 a (p q 2y) 2 d (pq y (p q) y2)
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Heterosis Definición
A1 A2 p q
A1 p y A2 q y
p (p y) q (p y) p ( q y)
q (q y)
Por lo que la media genotípica en la F1 es
A1A1 A1A2 A2A2
Genotipos
Frecuencias p (p y) 2 pq y (p
q) q (q y) Valor genotípico
a d -a
MF1 ap(p-y) 2pqd dy (p-q) - aq(qy) a (p
q y) d (2pq y (p q))
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Heterosis Definición
La heterosis la expresamos como la desviacion de
la media de la F1 a la media de las dos
poblaciones parentales con lo cual hF1
MF1 MPm dy2 y para n loci hF1 ?
dy2 lo cual demuestra que la heterosis depende
de la dominancia y del cuadrado de la diferencia
de frecuencias alelicas entre las 2
poblaciones parentales. Si en ambas poblaciones
se han fijado alelos distintos entonces la
heterosis será máxima. Si d 0 o bien p p y
q q entonces no hay heterosis.
MPm ½ (MP1 MP2) a (p q y) d (2pq y
(p q) y2) MF1 a (p q y) d (2pq y (p
q))
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Heterosis Factores que influyen sobre la
heterosis
1. La heterosis es la consecuencia del aumento de
la proporción de de heterocigotos para
aquellos caracteres que presenten dominancia
direccional. 2. Si suponemos que la heterosis se
debe sólo a la dominancia (epistasia no
influye) entonces la heterosis es función lineal
del grado de heterocigosidad. 3. La
heterosis es atribuible a los efectos no aditivos
de los genes, por tanto la mejora obtenida no
es acumulativa (se pierde en sucesivas
generaciones). 4. Caracteres reproductivos y
relacionados con la eficacia biológica.
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Heterosis Heterosis y ambiente
Comercial
F1
F1
F2
F2
Promedio C L
Comercial
Promedio C L
Local
Local
Ambiente pobre
Ambiente favorable
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Heterosis Estimación del grado de heterosis
A diferencia del valor mejorante, la heterosis no
puede predecirse dado que es experimental, sin
embargo podemos predecir la fracción de
heterosis que se expresará en los diferentes
planes de cruzamiento si asumimos la hipótesis
de que la heterosis es función lineal del grado
de heterocigosidad. Tipos de heterosis 1.
Individual superioridad del individuo F1 debido
a que es híbrido. 2. Materna superioridad del
individuo F1 debido a que su madre es híbrida.
3. Paterna idem, pero referido a los padres.
De poca importancia en Producción Animal.
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Heterosis Estimación de la heterosis individual
Desde un punto de vista practico, la heterosis
individual suele estimarse como la desviación de
la suma de las medias de los cruzamientos
recíprocos respecto a la suma de las dos medias
parentales. (MAB
MBA) (MAA MBB)
Heterosis individual ()
x 100
MAA MBB
El porcentaje de heterosis difiere entre cruces
reciprocos, probablemente debido a la influencia
del ambiente materno. En algunos cruzamientos
pueden coexistir la heterosis individual y
materna, con lo cual aumenta la heterosis total.
24
Heterosis Heterosis para distintos caracteres
25
Heterosis Heterosis para distintos caracteres
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Cruzamiento Objetivos
1. Aprovechar el fenómeno de la heterosis
hF1 MF1 MP dy2
2. Utilización del efecto de la
complementariedad combinación de razas o
poblaciones que maximiza el valor genético medio
de la descendencia. p.e. en porcino, raza
materna con buena prolificidad y raza paterna
con buena conformación muscular. 3.
Introgresión de alelos favorables de genes
mayores en una población. 4. Aumento de la
variabilidad genética.
27
Cruzamiento Modelo de Dickerson
Dickerson (1969, 1973) ha descrito un modelo
matematico que permite predecir los efectos de la
complementariedad entre razas y la heterosis en
distintos sistemas de cruzamiento. Modelo
simplificado
yi ? ? gI ? gM ? hI ? hM
El modelo asume que el fenotipo de un individuo
se debe a influencias atribuibles al propio
individuo (I) y a influencias maternas (M).
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Cruzamiento Modelo de Dickerson
29
Cruzamiento Cruzamiento industrial
Yi ? 0.5 (gIA gIB) hIAB gMB
30
Cruzamiento
Cruzamiento en doble etapa
La media de la descendencia producto del cruce
C x AB es y ? 0.5 gIC 0.25 (gIA gIB)
0.5 (hICA hICB) 0.5 (gMA gMB) hMAB
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Cruzamiento
Cruzamiento en doble etapa
X
Abuela Duroc
Abuelo Landrace
X
Macho finalizador Pietrain
Híbrido TB1
Híbrido TB2
32
Cruzamiento
Cruzamiento en doble etapa
1. Desde el punto de vista genético este tipo de
cruzamiento resulta ideal ya que aprovecha
de forma óptima la heterosis individual y materna
y la complementariedad. 2. Los machos
finalizadores se eligen de acuerdo a su
crecimiento, índice de conversion y calidad
de la canal. El principal problema es que
resulta necesario mantener tres poblaciones.
33
Cruzamiento Cruzamiento rotativo
34
Cruzamiento Cruzamiento rotativo
1. En el cruzamiento rotativo pueden estar
implicadas dos (cruzamiento alternante o
criss cross), tres o mas razas. 2. El manejo de
este tipo de cruzamiento es complejo ya que las
generaciones se solapan y las madres suelen
ser de edades y generaciones distintas. Ademas,
la descendencia puede presentar una elevada
variabilidad fenotipica. 3. Este tipo de
cruzamiento no aprovecha de forma tan eficiente
como el cruzamiento a tres vias los
fenomenos de heterosis individual, materna y
complementariedad. 4. Este tipo de cruzamiento
se puede combinar con la utilizacion de un macho
terminal.
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Cruzamiento Cruzamiento rotativo
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Cruzamiento Cruzamiento de absorción
1. Consiste en retrocruzamientos repetidos con
una raza paterna tras un cruce F1 inicial. Su
finalidad es implantar una nueva raza puesto que
no aprovecha los fenomenos de heterosis y
complementariedad. 2. Su principal ventaja es
que no resulta necesario comprar un nuevo rebaño,
pero se requiere un tiempo largo (5
generaciones) para llegar a la sustitucion
(31/32 genes 96,8)
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Cruzamiento Cruzamiento de absorción
B (mat) x A (pat) Merino precoz francés
Merino autóctono
(50A50B)
F1 x A
F2 x A
(75 A 25 B)
F3 x A
(87.5 A 12.5 B)
(93.75 A 6.25 B)
F4 x A
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Cruzamiento Razas sintéticas
Se desarrolla una nueva raza cuando se considera
que las razas existentes no proveen las
condiciones optimas desde el punto de vista
productivo. Se eligen Las razas que mejor se
adapten a los objetivos de seleccion y se procede
a convertir la descendencia del cruce en una
poblacion cerrada. El valor fenotipico de la
generacion F1 de la nueva raza constituida por
dos razas iniciales es
y ? 0.5 (gIA gIB) 0.5 (gMA gMB) hIAB
En una segunda generacion deberían añadirse los
efectos de la heterosis materna generada por el
cruzamiento
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Cruzamiento Razas sintéticas

• Inconvenientes
• Cuando los individuos de la poblacion cerrada se
  apareen entre sí, se
• perderá parte de la heterocigosidad
  inicial y, por tanto, de la heterosis
• inicial. Si N razas contribuyen a la
  fundacion de una poblacion, en
• posteriores generaciones de apareamiento
  se perdera aproximadamente
• 1/N de la heterocigosidad y heterosis
  iniciales.
• Si la poblacion se ha formado con un bajo numero
  de machos o hembras,
• aumentara la consanguinidad dando lugar a
  la aparicion de depresion
• consanguinea para ciertos caracteres.
• Si una proporcion de la superioridad de
  cualquiera de las razas originales
• Se debe a combinaciones epistaticas, la
  media de la poblacion cerrada
• disminuira en las generaciones siguientes
  debido a la desaparicion de
• combinaciones favorables por recombinacion.

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Cruzamiento Razas sintéticas
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Cruzamiento Razas sintéticas
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Cruzamiento Heterosis en distintos cruzamientos