Download - Mejoramiento gen←tico de calidad en la leche
Manuel Ortiz Labrín M.V.
Jefe Lab. Marcadores Moleculares
CIA CENEREMA
Facultad de Cs. Veterinarias
Universidad Austral de Chile .
APORTE DE LA GENÉTICA EN LA
MEJORA DE SÓLIDOS LACTEOS
PATERNIDAD Y/O MATERNIDAD
CARACTERIZACION GENETICA
MARCADORES MOLECULARES
MICROSATELITES
IDENTIFICACION
ANALISIS FORENSE MOLECULAR
QTL
SOLIDOS LACTEOS B-
CASEINA
Perfil Genómico
SELECCIÓN ASISTIDA POR MARCADORES
• Utiliza marcadores genéticos (genes) asociados a rasgos de interés productivo.
• Provee oportunidad para intervenir rasgos difíciles de mejorar.
• Permite la identificación de animales portadores de los genotipos deseados.
• Permite el aumento de las frecuencias genéticas en los genes seleccionados.
Marcadores genéticos que influencian la producción de sólidos lácteos:
• Caseínas constituyen el 80% del aporte de proteínico de la leche y suministra aminoácidos esenciales y aporta de Calcio y fosforo. Altamente digeribles.
• Lacto-globinas, principalmente la β- Lactoglobina que constituye el 35% del suero de la leche, son menos digeribles y pueden producir una reacción alérgica en seres humanos.
VARIACION DE PROTEINAS DE LA LECHE EN MAMIFEROS
Diacilglicerol-O-aciltransferasa 1 (DGAT1), es un componente esencial de la maquinaria metabólica involucrada en la síntesis del aporte graso en lácteos y cuya actividad desempeña un rol modulador en la tasa de producción de proteínas.
El genotipo de determinadas razas incide en sus cualidades productivas.
Variantes Alélicas de marcadores genéticos
de la Leche
Proteínas
Variantes
Alélicas
mayoritarias
Otras variantes observadas
y poco frecuentes
Ø αS1-Caseína B , C -
Ø Β-Caseína A1, A2 A3,A4, B, C, D, E, F, H1, H2,I,G
Ø K-Caseína A, B E
Ø Β-Lactoglobina A, B C
Ø α-Lactoalbumina A, B, C -
Ø Diacilglicerol-O-
Aciltransferasa 1 (DGAT 1)
K, A -
K-Caseina
• El alelo B esta directamente relacionado con:
• Mayor producción
• Mayor contenido proteico de la leche
• Mayor rendimiento en producción de quesos
• Menor tiempo de coagulación
• Cuajado mas firme
• Mejor estabilidad al calor (UHT)
Frecuencia genotípica y alélica de la Kappa-Caseina
K-Caseina
El alelo B es raro en los rebaños lecheros más populares (Holstein Fresien) por lo que es factible incrementar su frecuencia alélica en un programa de mejoramiento genético.
Correlación entre el porcentaje de proteína y los haplotipos de la k-CN
K-Caseina
Micrografia de electrones de gel cuajado desde K-Caseina AA y BB.
Β-Lactoglobina
• La variante A (Animales AA) está Asociada con un mayor nivel de B-LG en el suero
de la leche y con un menor contenido de caseína y grasas.
• El homocigoto para el alelo B (Animales BB) esta asociado con un menor contenido
de B-LG y un mayor contenido de proteínas totales, Caseina y grasas en la leche.
Parámetro Efecto genotípico
Genotipos AA AB BB
Grasa Total [%] 5.41 5.37 5.48
Proteína Total [%] 3.98 3.97 3.99
Caseína como una proporción del total
de proteínas
0.76 0.77 0.78
Peso de solutos totales [Kg] 422.6 421.0 420.8
Rendimiento diario de leche [Litros] 15.81 16.09 15.84
Berry SD. et al.2010.New Zealand Veterinary Journal.
DGAT1 El homocigoto para el alelo K (animal KK) correlaciona con un aumento en el contenido
porcentual de proteínas y grasas.
Item Efecto de Genotípico
Genotipo AA KA KK
Rendimiento Leche [Kg/día] 11.6 11.3 10.5
Rendimiento Proteínico [g/día] 334.9 330.8 316.8
Rendimiento Graso [g/día] 399.4 409.7 413.2
Rendimiento solubles no grasos [
g/día ]
957.7 929.1 882.5
Rendimiento de solutos Totales
[g/día]
1,353.
3
1,334.
3
1,306.3
% Proteínas 2.90 2.97 3.04
% Grasas 3.5 3.7 4.0
% Solutos no grasos 8.2 8.3 8.4
% Solutos totales 11.68 11.98 12.53
Molee A. et al. 2011. Tropical Animal Health and Production.
Diacilglicerol-O-Aciltransferasa 1
Consta de dos alelos A y K, siendo los animales homocigotos KK aquellos mejor
evaluados en la producción de leches con un mayor aporte en el porcentaje de
proteínas y grasas totales.
Numero total de
bovinos
Alelos
DGAT1
Genotipos
227 Cruza
Holstein K A KK KA AA
Frecuencia 0.36 0.64 0.115 0.480 0.405
Molee A. et al. 2011. Tropical Animal Health and Production.
OBJETIVOS
• Implementar algunos marcadores de QTL (Quantitative Traits Loci) para producción de sólidos en leche.
• Utilización de muestras de pelo, para hembras y machos y muestras de semen para toros de inseminación.
• Colaborar en la selección de reemplazos de la empresa lechera, mediante este tipo de marcadores
Extracción de ADN
Chelex - 100 al 5% + proteinasa K [20mg/ml ] Extracción diferencial.
Apoyo Técnico
Maebashi Institute of Animal Science
Division of Animal Genetics
Livestock Improvement Association of Japan
PCR-SSP:
Maebashi Institute of Animal Science
Reacción de polimerización en cadena con Partidores de secuencia específicos.
Partidor fluorescente
Fluoroforo - FAM PCR 1 °
PCR
-
SSP
Genotipificación.
Partidores
Templado Gen de interés
Otros genes
Enzima
Genotipificación
Alelo A
DGAT1
Alelo A
k - Cas
Alelo B
K - Cas
Alelo A β - Lac
Alelo B
Β - Lac
Electroferograma
Diagrama de trabajo
Bulbo piloso Semen
Extracción del DNA
1 ° Amplificación especifica de
los alelos
2 ° Amplificación especifica con
Partidores marcados
Electroforesis capilar de la
muestra.
Lectura de los alelos
presentes. Informe
3 Hrs 1:30 Min ~17 Hrs ~23 Min ~10 Min
Informe de Análisis
Procesamiento de
Muestras, Extracción de
DNA
o
Centro de Inseminación Artificial Facultad de Ciencias Veterinarias
Informe Análisis de QTL's para Bovinos Lecheros
Nombre o Razon social: Ricardo Hagedorn
Sector (localidad): Parcela 1, Reumén RUP: Total de muestras: 6
N° Lab. DIIO
serie Raza DGAT1 K-CASEINA B-LACTOGLOBULINA
1 953-
4812 O.C. AA AB AB
2 953-
4814 O.C. AA BB AB
3 953-
3524 O.C. AA AA AB
4 953-
4815 O.C. AA AB BB
5 623-
2891 O.C. KK AB AA
6 953-
3523 O.C. AA AA AB
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
JERSEY HÍBRIDO JERSEY
MONTBELIARDE
HOLSTEIN FRIESIAN FRISÓN
NEGRO OVERO
COLORADO
Manuel Ortiz Labrín M.V.
Jefe Lab. Marcadores Moleculares
CIA CENEREMA
Facultad de Cs. Veterinarias
Universidad Austral de Chile .
ANALISIS DEL MARCADOR
B - CASEINA EN BOVINOS
β-Caseína
Durante décadas, se tiene conocimiento que buena parte de
las proteínas de la leche presentan diferentes variantes
génicas o polimorfismos. Las variantes génicas A1 y A2 del
gen de la beta-caseína (CSN2) son las más comunes.
El alelo A2 representa el gen original, que codifica por la β-CN
Animal Biotechnology Centre, National Dairy Research Institute, Karnal-132 001 ( Haryana) India
Estudio evolutivo de la forma original de b-caseína en
ganado lechero.
Variante genética β - Caseína
Variantes genéticas
Alelos de B-Caseina y sus mutaciones
Peligros potenciales de BCM-7
Referencias.
McLachlan CNS. 2001. Beta-casein A1, ischaemic heart disease mortality, and other illnesses. Medical
Hypotheses 56:262-72.
Laugesen M, Elliott R. 2003. Ischaemic heart disease, Type 1 diabetes, and cow milk A1 beta-casein. New Zealand Medical Journal 116(1168).
Swinburn B. 2004 Beta casein A1 and A2 in milk and human health. Report to New Zealand Food
Safety Authority. Available at www.nzsfa.govt.nz
Knivsberg A-M, Reichelt KL, Hoien T, Nodland M. 2002. A randomized, controlled study of dietary intervention in autistic syndromes. Nutritional Neuroscience 5:251-261.
Cade R, Privette M, Fregly M, Rowland N, Sun Z, Zele V, Wagemaker H, Edelstein C. 2000. Autism
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A2 Corporation 2006. 2006 Annual Report. Available at www.a2corporation.com
Truswell AS. 2005. The A2 milk case: a critical review. European Journal of Clinical Nutrition 59:623631.
Woodford KB. 2006. A critique of Truswell’s A2 milk review. European Journal of Clinical Nutrition. 60(3):437-
439.
Hanusová E, Huba J, Oravcová M, Polák P, Vrtková I (2010) Genetic variants of beta-casein in Holstein Dairy
Cattle in Slovakia. Slovak J Anim Sci 43: 63–66.
EFSA Scientific Report. “DATEX working group on the potential health impact of beta-casomorphins and related peptides.” 231(2009): 1-107 . Print
Devil in the Milk: Illness, Health, and the Politics of A1 and A2 Milk (Kindle Edition)
Published September 19th 2011 by Chelsea Green Publishing
Frecuencia de alelos por raza
PRODUCTOS EN MERCADO MUNDIAL
FRECUENCIA B-CASEÍNA ALELOS A1 A2 EN OVERO COLORADO.
FRECUENCIAS GENOTIPICAS
B - CASEINA FRECUENCIA ABSOLUTA FRECUENCIA RELATIVA
A1A1 16 0 , 53
A1A2 11 0 , 37
A2A2 3 0 , 10
TOTAL MUESTRAS 30
FRECUENCIAS ALÉLICAS
ALELOS FRECUECNCIA ABSOLUTA FRECUENCIA RELATIVA %
A1 21 , 5 0 , 72 71 , 67
A2 8 , 5 0 , 28 28 , 33
TOTAL MUESTRAS 30
FRECUENCIA B-CASEÍNA ALELOS A1 A2 EN HIBRIDOS DE JERSEY .
FRECUENCIAS GENOTIPICAS
B - CASEINA FRECUENCIA ABSOLUTA FRECUENCIA RELATIVA
A1A1 14 0 , 02
A1A2 495 0 , 65
A2A2 257 0 , 34
TOTAL MUESTRAS 766
Diagrama de trabajo
Método ACRS-RFLP para B-caseína
FRECUENCIAS ALÉLICAS
ALELOS FRECUECNCIA ABSOLUTA FRECUENCIA RELATIVA %
A1 261,50 0 , 34 34 , 14
A2 504,50 0 , 66 65 , 86
TOTAL MUESTRAS 766
Bulbo piloso Semen
2 Hrs 50 Min ~17 Hrs ~15 Min ~5 Min
Procesamiento de Muestras,
Extracción de DNA
o
ELECTROFEROGRAMAS
A1
ELECTROFEROGRAMAS
A1A2
ELECTROFEROGRAMAS
A2
Conclusiones
• El uso de la técnica antes descritas permite la clara identificación de las variantes alélicas de los genes de
la -Caseína, -Caseina, -Lactoglobulina y DGAT1 bovinas, para caracterizar el rebaño lechero.
• La proporción de alelos deseados, es baja, por lo que el manejo de la selección asistida por marcadores, permitiría cambiar esta proporción, en distintas poblaciones intervenidas genéticamente.
• El método utilizado, es aplicable a bovinos independiente del sexo y edad.
• La selección asistida por marcadores, resulta ser una herramienta certera y precoz, para dirigir las
estrategias de inseminación artificial a usar, en programas de mejoramiento genético.
GRACIAS
Manuel Ortiz Labrín
M.V.
Jefe Lab. Marcadores
Moleculares CIA CENEREMA
[email protected] Fono: 63-2293283 - 2216215