aspectos genétios de la fertilidad en bovinos lecheros

Aspectos Genéticos de la Fertilidaden Bovinos Lecheros

Bernardo Vargas Leitón, PhD.Escuela de Medicina VeterinariaUniversidad Nacional, Costa Rica

06/10/2020

Agenda▸ Impacto de la fertilidad en los hatos lecheros

▸ Factores que influyen sobre la fertilidad

▸ Indicadores del rendimiento reproductivo

▸ Genética y Fertilidad

Problemas Medidas

✓ Baja heredabilidad de rasgos reproductivos ✓ Optimización de índices de selección✓ Selección genómica

✓ Antagonismo genético: Producción vs. Fertilidad ✓ Optimización de índices de selección

✓ Incremento en Consanguinidad y problemas reproductivos asociados (anomalías recesivas y depresión consanguínea)

✓ Planificación de apareamientos✓ Cruzamientos entre razas o líneas genéticas✓ Herramientas genómicas para identificación de

genes/haplotipos recesivos

3

▸ Alta producción de leche de composición adecuada en base a una ración de bajo costo

▸ Muestra celos evidentes y se preña con facilidad

▸ Produce un ternero vivo sin necesidad de asistencia

▸ Mantiene condición corporal adecuada a lo largo de la lactancia

▸ No sufre de desórdenes reproductivos ni metabólicos

▸ Resistente a mastitis

▸ Alta movilidad (capacidad de pastoreo) y buen apetito

▸ Resiliente y longeva

Se busca…

4

Grupo Lac PT_Ac DEO_Ac

01_J8 10 93725 3504

01_J8 13 93362 4286

01_J8 9 93117 3534

01_J8 11 91345 4123

01_J8 9 90167 2988

Fuente: Con base en datos VAMPP, 2020

Grupo Lac PT_Ac DEO_Ac

05_H8 12 122550 4691

05_H8 10 121524 3550

05_H8 10 115031 4043

05_H8 9 114599 3563

05_H8 11 112109 3839

Vacas sobresalientes

▸ “Pitufa”

▸ 216 891 kg

▸ 15 años / 10 lactancias

A nivel local

A nivel mundial

Fuente: https://www.thatsfarming.com/news/smurf

(5 vacas de mayor producción vitalicia por raza)

Lactancias Kgs leche Días en ordeño Lactancias Kgs leche Días en ordeño

Variable HOLSTEIN(n=272)

HXJ(n=103)

JERSEY(n=190)

OTRAs(n=108)

MEJORES(n=10)

META

Edad a 1er Parto (meses) 30.9 32.0 29.5 34.8 26.0 24Servicios por Concepción 1.93 1.96 1.91 1.98 1.7 <1.5IEP (meses) 13.5 13.2 13.2 13.5 12.5 12Longitud Lactancia (meses) 10.4 9.7 10.3 9.8 10 10Edad a descarte (meses) 78.4 80.5 75.9 81.9 84.2 >84

Número total de lactancias 3.5 3.7 3.5 3.5 4.6 >5

Meses producción (totales) 35.1 36.8 35.4 34.8 46 >50

Valores promedio de algunos indicadores Re/Productivos en hatos de CRC Rica Fincas de zonas Medias (500-1500 m) y Altas (>1500m)


Los indicadores reproductivos a nivel local demuestran que existe un margen amplio de mejora

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NUTRICION

MANEJO

SANIDADAMBIENTE

GENETICA

Factores que influyen sobre el rendimiento reproductivo

La fertilidad es un rasgo complejo afectado por gran cantidad de factoresPara poder mejorarlo es necesario combinar distintas estrategias, incluyendo la GENETICA

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Parámetros de rendimiento reproductivo en hatos lecheros?

▸ Parámetros indirectos: ▹ Condición Corporal▹ Vida Productiva

▸ Rendimiento reproductivo▹Edad a primer celo/servicio▹Edad a Primer Parto ▹Servicios x Concepción▹Días abiertos/ I.E.P▹Longitud de Preñez▹Tasa de concepción (1,2, 3 servicios)▹Tasa de No Retorno ( “x” días post-servicio)

▸ Salud reproductiva▹Tasa de Mortalidad perinatal▹Tasa de Abortos▹Incidencia de Metritis▹Incidencia de Retención de Placenta

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/PROBLEMA 1: La heredabilidad de rasgos reproductivos es BAJA!!!

Progreso genético= intensidad× precisión× variación genética

intervalo entre generaciones

Heredabilidad: Cuánto se parece la progenie a los padres

Debido a la baja heredabilidad de losrasgos reproductivos, durante muchosaños los programas de selección seorientaron mayormente a rasgos deproducción y rasgos de tipo

Rasgo % Heredabilidad

• Edad a 1r Servicio 13%±1

• Edad a 1er Parto 6 a 10%

• Tasa de Concepción 0.5 a 8%

• Tasa de No Retorno 3%±0.04

• Tasa preñez de las hijas 3 a 5%

• Interv. Parto – 1r Servicio 6 a 10%

• I.E.P 3%±0.1

• Días Abiertos 4%±0.2**

• Muerte Perinatal 3 a 6%

• Facilidad de Parto 2 a 5%

• Longitud de Gestación 33 a 47%Fuente: Ma et al., 2019

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Incremento marcado en producción Reducción marcada de tasas de concepción

Fuente: Ma et al., 2019

• La selección intensa por producción conlleva a un descenso paralelo en las tasas de fertilidad

• La concepción exitosa en vacas Holstein ahora requiere aproximadamente 50 días más que hace 50 años

BV-PRODUCCION DE LECHE BV-TASA DE CONCEPCION (HIJAS)

TorosVacas

Pasado Reciente

USA 66% (1951) 30% (2001)

Irlanda 55% (1990) 44% (2001)

UK X (1975) X- 23% (1998)

/PROBLEMA 2: Hay antagonismo genético entre producción y fertilidad

y = -0.4x

y = -0.4x40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

1985 1995 2005 2015

% P

RE

ÑE

Z 1E

R S

ER

VIC

IO

AÑO DE PARTO

JERSEY HOLSTEIN

Lineal (JERSEY) Lineal (HOLSTEIN)

10

TASA PREÑEZ 1er SERVICIOREDUCCION: -0.4% por año

y = 71.6x

y = 59.7X

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

1985 1995 2005 2015

KG

LE

CH

E 3

05-D

AÑO DE PARTO

JERSEY HOLSTEIN

Lineal (JERSEY) Lineal (HOLSTEIN)

Tendencias (fenotípicas) para producción de leche y tasa de preñez /Costa Rica

(Razas Holstein y Jersey 1987-2017)

KG LECHE 305-DAUMENTO: >60 KG POR por año


En CRC también se observa una reducción consistente en fertilidad durante las últimas décadas

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Problema/Selección por Angulosidad o Tipo (forma) lechera

Una tendencia marcada durante muchosaños (décadas) fue la búsqueda de vacascon mayor tipo lechero (más angulosas)

Fuente: Berry et al, 2014

Rasgo Correlación Genética

Significado

Prod. leche/ Cond Corporal -0.49 Vacas con mayor producción tienden a presentar menor Condición Corporal

Angulosidad/Cond. Corporal -0.73 Vacas con mayor angulosidad tienden a presentar menor condición corporal

Cond. Corporal/ I.E.P -0.44 Vacas con menor CC posparto tienen mayores IEP

Prod. de Leche/I.E.P 0.46 Vacas más productoras tienen mayores I.E.P

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/PROBLEMA 3: Incremento marcado en niveles de consanguinidad en razas lecheras

•La consanguinidad es un fenómeno que se produce por el apareamiento de animales emparentados entre sí

• La selección dentro de las razas puras lecheras y el uso intensivo de algunos sementales ha causado que los niveles actuales de consanguinidad sean elevados

9% 9%

Parentezco entre padres % ConsanguinidadProgenie

Hermanos completos 25%

Medios hermanos 12.5%

Primos hermanos 6.25%

Padre-progenie 25%

Abuelo-Nieta 12.5%

Ej. La progenie de uncruce entre medioshermanos tiene un 12.5%de consanguinidad

Niveles de consanguinidad en progenie de cruces entre parientes

• Recomendación: Evitar cruzamientos que produzcan > 3% de Consanguinidad• Regla sencilla: Evitar cruces entre animales con abuelos en común

14

y = 0.2x R² = 0.93

y = 0.2x R² = 0.75

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

% D

E C

ON

SA

NG

UIN

IDA

D

AÑO DE NACIMIENTO


Niveles de consanguinidad en ganado lechero de CRC

• A nivel promedio es todavía relativamente bajo (<1.5%) *Engañoso porque los registros genealógicos son deficientes en muchas fincas

• Sin embargo aumenta a niveles similares que en otros países (0.2% año)

• Las vacas consanguíneas tuvieron un promedio de F de 2,16% para Holstein y 2,98% para Jersey.

• Algunas fincas presentan promedios superiores a 4%

Brachyspina

Efectos negativos de la consanguinidad/ anomalías genéticas recesivas

• Algunas anomalías son causadas por genesrecesivos. Estas anomalías solo aparecencuando el animal es homocigota (tiene 2 dosisdel gen recesivo)

•La consanguinidad aumenta la frecuencia de anomalías recesivas

Abuelo

Hijo Hija

Nieta

(a,-)

(a,-) (a,-)

(a,a)

normal

normalnormal

afectada

•En un cruce de 2 padres “portadores” se espera que el 25% de las crías presenten la anomalía

Malformacion Vertebral Compleja (CVM)

Efectos negativos de la consanguinidad /Haplotipos

HH6

25% Mueren (preñez sin término)50% Normales (portadores)25% Normales

TV Libre del gen recesivo para CVM

• Un haplotipo es definido como un grupo de genes (o nucleótidos simples) que tienden a ser heredados juntos y están ligados a problemas de fertilidad (sin ser los causantes directos)

• En Holstein, se han identificado varios haplotipos ligados a infertilidad HH1, HH2, HH3, HH4 y HH5

HH6F = tested free (sin la variante)HH6C = carrier (portador de la variante)

Ejemplo:Toro CHIEF (1962)

ARLINDA CHIEF:

• Más de 16 000 hijas, 500 000 nietas, 2 millones de bisnietas registradas

• Contribuye 14% al genoma de la raza Holstein actual

• 2011: Se descubrió que CHIEF era portador de HAPLOTIPO HH1, causante de abortos espontáneos.

• Se calculan aprox . 525 000 abortos ≈ $420 millones de pérdidas por el uso de este toro.

• Sin embargo, el aporte de Chief se calcula en $30 billones por mejoras en producción

Ejemplo: Impacto de anomalías recesivas asociadas con fertilidad

Rasgo Unidad Vacas > 6.25% consanguinidad

Edad a Primer Parto días +18

Vida Productiva meses -10.3 (Jer) -19.3 (Hol)

Producción de Leche kg -140

/Efectos negativos de la consanguínidad/ Depresión consanguínea

Estudio local:

Hembras con F>6.25% presentaron menor vida productiva: -10.3 meses (Jersey) -19.3 meses (Holstein)

“Depresión consanguínea”: Reducción observada en el rendimiento de los individuos consanguíneos, principalmente en fertilidad y longevidad

Fuente: Aguirre et al (2013)

Anomalías recesivas: Solo la punta del iceberg

Depresión Consanguínea: Mayor impacto

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Baja fertilidad Alta Producción

Baja fertilidad Baja Producción

Alta fertilidad Alta Producción

Alta fertilidad Baja Producción

Medidas: Intensificar la búsqueda de vacas productivas y fértiles


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RASGOS

CONSIDERADOS

PD$

(1971)

MFP$

(1976)

CY$

(1984)

NM$

(1994)

NM$

(2000)

NM$

(2003)

NM$

(2006)

NM$

(2010)

NM$

(2014)

NM$

(2018)ENFASIS

Leche MLK 52% 27% -2% 6% 5% … 5% … -1 -1% PRODUC

Grasa FAT 48% 46% 45% 25% 21% 22% 23% 19% 22% 27% PRODUC

Proteína PROT … 27% 53% 43% 36% 33% 20% 16% 20% 17% PRODUC

Vida Productiva PL … … … 20% 14% 11% 20% 22% 19% 12% SALUD

Células Somáticas SCS … … … -6% -9% -9% -8% -10% -7% -4% SALUD

Ubres (índice) UDC … … … … 7% 7% 6% 7% 8% 7% TIPO

Patas (índice) FLC … … … … 4% 4% 3% 4% 3% 3% TIPO

Tamaño (índice) BWC … … … … -4% -3% -3% -6% -5 -5% TIPO

Tasa Preñez Hijas DPR … … … … … 7% 7% 11% 7% 7% SALUD

Habilidad al Parto CE … … … … … 4% 5% 5% 5% 5% SALUD

Tasa Preñez Vacas CCR … … … … … … … … 2% 2% SALUD

Tasa Preñez Novilla HCR … … … … … … … … 1% 1% SALUD

Res. Enfermedades** HTH … … … … … … … … 2% SALUD

Sobrevivencia LIV … … … … … … … … 7% SALUD

Fuente: USDA, 2020

Medidas: Los índices de selección se modifican

** Indice de Resistencia a Enfermedades: Considera Metritis 27%/Ret Placenta 10%/ Mastitis Clínica 33%/Fiebre de leche 2.3%/ Cetosis 5%/Abomaso Desplazado 23%

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Leche1%

Grasa27%

Proteína17%

Vida Productiva12%

Células Somáticas4%

Ubres7%

Patas3%

Tamaño/Peso5%

Tasa Preñez Hijas7%

Facilidad Parto5%

Tasa Preñez Vacas2%

Tasa Preñez Novillas

1%

Salud2%

Sobrevivencia7%

PRODUCCION 44.40%

SALUD 40.20%

TIPO 15.40%

Fuente: USDA, 2020** Indice de SALUD (2%) contempla:Metritis 27%/Ret Placenta 10%/ Mastitis Clínica 33%/Fiebre de leche 2.3%/ Cetosis 5%/Abomaso Desplazado 23%

Indice de selección actual para ganado lechero

Los índices de selección actuales tienen un mejor equilibrio entre rasgos productivos y rasgos funcionales

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leche grasa proteína longevidad SCS parto

patas tamaño tipo

otrosEf. alim temperamento

Fuente: Cole y Van Raden, 2018

PRODUCCION

( AUMENTAR INGRESOS)

FUNCIONALIDAD

(REDUCIR COSTOS)

*** Longevidad SCS Ubre parto ordeño patas tamaño

producción longevidad tipo

GANANCIA = INGRESOS - COSTOS

Indices de Selección actuales para ganado lechero (a nivel mundial)

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Concepción▸ PTA_SCR Tasa de concepción del toro (afecta concepción de las vacas servidas por el toro)

▸ PTA_DPR Tasa de Preñez de las hijas del toro (afecta concepción de las hijas futuras)

▸ PTA_CCR Tasa de concepción de la vaca

▸ PTA_HCR Fertilidad en novillas

Gestación

▸ PTA_GEST Longitud de gestación

Habilidad de Parto▸ %_SCE Facilidad de Parto (Toro en Servicio) +++Se miden como %partos difíciles en vaquillas

▸ %_DCE Facilidad de Parto (Hijas del toro)

▸ %_SSB Mortinatos (Toro en servicio) : Se miden como %mortinatos en vaquillas

▸ %_DSB Mortinatos (hijas del toro)+++

+++ Más importantes porque son más heredables y tienen mayor valor económico.

MEDIDAS/Indicadores REPRODUCTIVOS en las evaluaciones genéticas actuales

24 Fuente: Sito web Alta Genetics (2020)

•Las evaluaciones genéticas actuales de toros lecheros tienen marcado énfasis en los rasgos funcionales, entre ellos los relacionados con fertilidad

RASGO MEDIA MIN MAXDPR (PTA) -0.43 -4.9 3.5SCR (PTA) -0.58 -9.1 2.7HCR (PTA) 0.31 -4.4 4.2CCR (PTA) -0.09 -8.9 4.2GEST (PTA) -0.65 -5.4 3.1

SCE (%) 2.23 1.2 6.5DCE (%) 2.53 1.0 5.1SSB (%) 5.67 3.9 8.5DSB (%) 5.90 3.1 13.6

DPRCCRHFR

SCEDCESSBDSB

MEDIDAS/Indicadores REPRODUCTIVOS en las evaluaciones genéticas actuales

❖ Análisis de ADN (SNP) (chip de 50 000 SNiPs)

+❖ Evaluaciones genéticas

tradicionales (PTA leche)

Ecuación de predicción(SNP= PTA)

❖ Análisis de ADN (SNP)

+❖GENEALOGIA (PA)

SELECCION

Toros probados(Referencia)

Toros jóvenes

(PTA)-GENOMICO

❖ La información histórica de toros probados en conjunto con sus perfiles de ADN permitieron crear ecuaciones de predicción

❖Estas ecuaciones se aplican en animales jóvenes que solo cuentan con perfiles de ADN (y genealogía) para predecir su potencial genético

2009/Selección Genómica / Oportunidad para selección por fertilidad

La selección genómica hace posible la selección por rasgos de baja heredabilidad porque:

• Incrementa la intensidad de selección• Incrementa la precisión (confiabilidad) de las evaluaciones• Reduce los intervalos generacionales

Hembras

MachosM

iles

de

anim

ales

co

n g

eno

tip

o

Selección Genómica / Incremento en animals con pruebas genómicas (USDA)

Progreso genético= intensidad× precisión× variación genéticaDistancia entre Generaciones

Fuente: Wiggans et al 2016

27

Algunos rasgos de fertilidad ahora muestran tendencias de mejora genética mucho más marcada, principalmente en la última década

Fuente: https://www.uscdcb.com/ 2018

Selección Genómica por rasgos de fertilidad/Ganancia genética por año

TorosVacasTasa de Concepción novillas Tasa de Concepción Vacas

Dificultad al Parto Mortinatos

https://www.uscdcb.com/

28Fuentes: DeChow et al 2003, Berry et al, 2003, Berry et al, 2014

Medidas/ Incorporar Condición Corporal como indicador de fertilidad

•Algunos estudios sugieren la importancia de incluir la condición corporal en los índices de selección como una forma indirecta de mejorar la fertilidad

•El objetivo es identificar vacas que mantienen una CC más adecuada a lo largo de la lactancia

Días Pos-Parto% heredabilidad

(CC)

5 d 0.29

60 d 0.43

120 d 0.43

180 d 0.41

240 d 0.34

Fuente: Heinrich et al, 2020

29 Fuente: Ma et al., 2019

Oportunidades: Nuevas herramientas de la genómica

• Mediante la genómica ha sido posible identificar sectores específicos del ADN en distintos cromosomas bovinos (1,3,5,6,7,8,12,18,20, 26) con impacto importante en rasgos de fertilidad

• Esto permitirá identificar con mayor precisión los animales que tienen las variantes más favorables

1. Aprovechan la HETEROSIS: La generación F1 generalmente presenta mejor rendimiento que el promedio de las razas puras paternas

Mayor rendimiento reproductivoMayor rendimiento productivoMayor resistencia a enfermedades y parásitos

2. Aprovechan complementaridad de razas: Los híbridos combinan características favorables de distintas razas puras.

Ejemplo: Alta producción y alto valor de desecho de algunas razas (ej. Holstein) con características de alta fertilidad y mayor calidad de leche (ej. Jersey)

3. Reducen niveles de consanguinidad: Las razas lecheras tradicionales (Holstein y Jersey) presentan actualmente altos niveles de consanguinidad

Medidas/ Cruzamientos

H=-6.4%

CRUCES LECHEROS EN COSTA RICA/HETEROSIS (H) en DIAS ABIERTOS/ ZONAS BMH (85%) y BH(15%)

Holstein×JerseyNivel importante de heterosis

Fuente: Vargas y Romero, 2012

Está demostrado que el cruzamiento presenta beneficios en los parámetros reproductivos

Ej (LOCAL). Niveles favorables de heterosis de hasta 6% para días abiertos en cruce de HXJ.

0.53

0.47

0.50

0.40

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

NZL OTR NZL OTR

JERSEY HOLSTEIN

%-T

NR

49

Origen y Grupo Racial

32

Medidas/ Cruzamientos entre Líneas Genéticas dentro de una misma raza

También se han demostrado efectos favorables en cruces entre diferentes líneas genéticas dentro de una misma raza

Ej (LOCAL- preliminar)La Tasa de No Retorno (49 d posservicio) de vacas servidas por toros de N. Zelanda tiende a ser mayor que para las servidas por otros toros (Efecto similar en Holstein y en Jersey)


33

Mensajes para la casa

• Registro detallado y preciso de la genealogía en la finca y de los eventos reproductivos

• Planificar apareamientos para control de consanguinidad en el hato

• Considerar rasgos de tasas de concepción y habilidad de parto al momento de realizar la elección de los toros para el hato (además de otros rasgos funcionales como vida productiva)

• Dar seguimiento a la Condición Corporal de las vacas durante la lactancia y utilizarla como herramienta indirecta de selección dentro del hato

Consultas?Contacto: ▸ Escuela de Medicina Veterinaria

▸ Universidad Nacional, Costa Rica

▸ Email:[email protected]

▸ Tel. 2277-3193

ESPACIO PARA IMAGEN

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aspectos genétios de la fertilidad en bovinos lecheros

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