Hallan regiones genómicas que podrían aumentar la producción de carne en Brasil

Investigadores de São Paulo descubren seis áreas del genoma de la raza de ganado nelore afectadas por la selección para el peso que pueden llevar a su mejora

Por Peter Moon  |  Agência FAPESP – Brasil posee el segundo hato bovino del mundo, con 218 millones de cabezas, detrás únicamente de la India. De este total brasileño, el 80% corresponde a animales de la raza nelore, y es importante para los ganaderos que esos animales crezcan rápidamente y lleguen a su peso de faena a edades más tempranas.

En el marco de un trabajo de investigación pionero, se han identificado genes potencialmente relacionados con funciones tales como el crecimiento y el aumento de peso en la raza nelore, genes vinculados con la producción de carne. La investigación se llevó a cabo mediante el empleo de metodologías con las cuales se detectan regiones del genoma que hayan sufrido modificaciones debido a la selección de los animales, que de este modo quedan determinadas como firmas de selección.

“Hallamos seis regiones genómicas en las cuales existen genes asociados al incremento de peso en la raza nelore, y algunas de ellas no figuraban en la literatura científica, ni siquiera para otras razas de ganado de corte”, dijo Diercles Cardoso, posdoctorando en la Facultad de Ciencias Agrarias y Veterinarias (FCAV) de la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de la localidad de Jaboticabal, en Brasil, con beca de la FAPESP.

“Cuatro de esas regiones, clasificadas como firmas de selección, se encuentran en el cromosoma 14, que ya se sabía que albergaba genes vinculados con el crecimiento en el genoma bovino. Pero identificamos otras dos firmas en el cromosoma 16, algo de alguna manera inesperado. Es posible que genes de esas dos áreas estén relacionados específicamente con características del crecimiento en el ganado nelore y, por ende, tendrían un inmenso potencial para la mejora de la raza, con la mira puesta en el aumento de peso”, dijo.

Cardoso es el primer autor del artículo publicado en la revista Genetics Selection Evolution. Dicho artículo es el resultado de su doctorado, realizado bajo la dirección del profesor Humberto Tonhati. Además de ellos dos, participaron en este trabajo la profesora Lucia Galvão de Albuquerque, de la FCAV, e investigadores de la Universidad de Gotinga, en Alemania, y de la Agencia Paulista de Tecnología de Agronegocios (APTA) – Instituto de Zootecnia.

La identificación de los genes empezó con la extracción de muestras de sangre de animales de tres líneas de selección nelore mantenidas en la hacienda experimental de APTA en su Centro de Bovinos de Corte, con sede en la localidad de Sertãozinho (São Paulo). Son líneas creadas en 1980 a los efectos de mostrarles a los productores cómo realizar la selección de ganado de corte y evaluar el impacto de dicha selección destinada al crecimiento sobre la productividad general del hato. Existe la línea de control, en la cual no se aplica dicha selección para el aumento de peso, y las líneas de selección y tradicional, en las cuales los toros de mejor desempeño en pruebas de incremento de peso se utilizan anualmente para la reproducción.

Todos los años, entre tres y ocho de los mejores toros se utilizan para la reproducción en las líneas seleccionadas con el objetivo de lograr un mayor peso (de selección y tradicional). Los animales del actual hayo experimental son el resultado de ocho generaciones seleccionadas para el incremento de peso. Cuando se comparan animales de la misma edad, los de la línea de selección son mucho mayores que los de la línea de control.

Cardoso utilizó muestras de sangre de 782 animales nacidos entre 2004 y 2012, entre las cuales 92 eran de la línea de control, otras 192 de la línea selección y 498 correspondían a animales de la línea tradicional. Luego se prosiguió con el trabajo de laboratorio, con la extracción del ADN de cada una de las muestras y el genotipado con chips de SNP (la sigla en inglés para “polimorfismos de un solo nucleótido”).

El genotipado es el proceso que se aplica para identificar la composición genética (el genotipo) de cada individuo examinando su secuencia de ADN. Los SNPs (esta sigla se pronuncia “snips”) constituyen uno de los tipos más comunes de marcadores de variación genética. En el caso del genoma bovino, Cardoso se valió de un chip capaz de identificar aproximadamente 777 mil marcadores de SNP en muestras de ADN bovino.

Al investigar el ADN de todos los animales del muestreo con chips de SNP se compararon los genotipos de los animales de la línea de control con los animales de las otras dos líneas mediante la aplicación de tres métodos independientes. Con el primero se identificaron 48 regiones del genoma que daban indicios de estar relacionadas con las funciones de incremento de peso de los animales. 

En tanto, con el segundo y con el tercer método se identificaron tan sólo siete y 17 regiones respectivamente. Al confrontar los tres resultados, Cardoso arribó a las seis regiones que constaban en al menos dos de los métodos. Son seis firmas de selección que estarían ligadas al peso de los animales.

Cardoso planea ahora estudiar las funciones de los genes de esas regiones en busca de evidencias de que están efectivamente asociadas al crecimiento en la raza nelore.

Un banco de datos genómico

Este estudio tuvo lugar en el marco del Proyecto Temático intitulado “Herramientas genómicas para el mejoramiento genético de características de importancia económica directa en bovinos de la raza nelore”, coordinado por Lucia Galvão de Albuquerque.

“Hasta la década de 1990 existían pocos marcadores conocidos, y el costo de la identificación de los mismos era exorbitante. Pero a partir de mediados de los años 2000 fueron identificados muchísimos marcadores a lo largo del genoma bovino, el cual se publicó en el año 2009”, dijo la profesora de la Unesp.

En Brasil no existía un banco de datos genómicos de bovinos de corte hasta la década de 1990. Hasta ese entonces se hacía poco hincapié en el mejoramiento de las características de la calidad de carne, debido a su alto costo y a su dificultad de medición. 

Pero con la genómica se volvió más fácil la selección concerniente a ciertas características que no se miden habitualmente en los programas de mejoramiento, las de difícil medición, por ejemplo. Según Albuquerque, “con el proyecto temático se creó un banco de datos sobre animales genotipados con información sobre las características de la calidad de la carne”. 

“Al hablar de una mayor calidad nos referimos a un ganado de corte con carne más tierna, con un mayor marmoleo”, dijo. Se denomina marmoleo a la acumulación de grasa entre las fibras musculares que vuelve a la carne más sabrosa.

“La carne vacuna brasileña es muy magra. Esto se debe tanto a que el ganado de corte es mayoritariamente criado en forma libre en las pasturas (y no en confinamiento) como a que nelore es una raza hasta entonces no seleccionada para calidad de carne. Era necesario trabajar esas características”, dijo Albuquerque.

El Proyecto Temático se orientó entre 2011 y comienzos de 2017 hacia la concreción de estudios que pudieran ayudar a mejorar la calidad de la carne y a elevar la eficiencia alimentaria de la hacienda nelore, es decir, incrementar la capacidad de convertir el alimento ingerido en aumento de masa.

“La idea es obtener animales que coman menos y aumenten de peso más rápido, con carne de calidad. Al final del proyecto logramos genotipear más de 8.000 animales, con medición de diversas características de importancia económica tales como la eficiencia alimentaria y la eficiencia reproductiva, sumadas a la calidad de la carne”, dijo Albuquerque.

Taurina y cebuína

La mejora de las características del ganado mediante la selección artificial se lleva a cabo prácticamente desde que se domesticó el ganado bovino (Bos primigenius) en Eurasia hace 10 mil años, cuyo resultado lo constituyen las decenas de razas actuales.

Pero sólo en el siglo XX la selección artificial ingresó en el dominio de los laboratorios de veterinaria o de zootecnia instalados en las universidades y en los centros de investigación. En los años más recientes, las herramientas de la biología molecular se convirtieron en una parte esencial de las técnicas de mejoramiento de las características bovinas.

El objetivo de esto consiste en conocer el genoma bovino para poder manipular sus genes y obtener ejemplares con mayor resistencia a enfermedades, mejor adaptación a los diferentes climas, vacas que produzcan más leche o terneros con mayor potencial de incremento de peso, en menos tiempo y con un menor consumo de alimento.

Se secuenció y se mapeó el genoma bovino por entero, y sus resultados se publicaron en el año 2009. El ADN bovino está compuesto por 30 pares de cromosomas, que reúnen 3.000 millones de bases (en términos de comparación, el genoma humano también posee 3.000 millones de bases organizadas en 23 pares de cromosomas).

Con el genoma bovino mapeado, los expertos de diversos países empezaron a investigar las cadenas moleculares en busca de genes o grupos de genes específicos que podrían estar asociados con características anheladas en la mejora de las razas como el aumento de peso. Esas firmas genéticas están siendo localizadas e identificadas, tan es así que ya se conocen diversos genes ligados al incremento de peso en el genoma bovino.

Pero esto se refiere únicamente al genoma que fue secuenciado y que no necesariamente represente al universo total de variabilidad genética presente en el conjunto de las distintas razas. En otras palabras, pese a pertenecer a la misma especie Bos primigenius, razas tales como nelore, angus, jersey o charolesa fueron seleccionadas para la obtención de características específicas. Por ende, existen en el ADN de cada una de las mismas genes específicos que se seleccionaron para una raza y no para otra.

Hasta ahora se han identificados genes específicos para el aumento de peso en algunas razas con gran representación en hatos del exterior. Pero los trabajos como el de Cardoso y sus pares contribuyen a la expansión de este conocimiento también en lo atinente a la raza nelore.

La especie Bos primigenius está dividida en dos subespecies: la taurina (Bos primigenius taurus) y la cebuína (Bos primigenius indicus). Los animales de la subespecie taurina están más adaptados a los climas con inviernos rigurosos, pues experimentan una mayor incremento de peso en los meses de calor, de manera tal de acumular reservas a los efectos de sobrevivir hasta el fin del inverno y el reverdecer de las pasturas. Por eso las razas de taurinos son preponderantes en los planteles de América del Norte y Europa.

La subespecie cebuína es originaria de la India, un país tropical, y el nelore es una raza de cebú. Se la introdujo en Brasil en la época colonial, y se adaptó muy bien al clima del país.

La otra cara de la moneda indica que el ganado nelore, por constituir una raza tropical y que no necesita aumentar de peso para sobrevivir a los inviernos templados de tropicales, es una raza naturalmente delgada, es decir que su incremento de peso es menor cuando se lo compara con las razas taurinas. De allí la necesidad de hallar genes específicos en ganado nelore responsables del incremento de peso de estos animales.

El artículo intitulado Genome-wide scan reveals population stratification and footprints of recent selection in Nelore cattle (doi: https://doi.org/10.1186/s12711-018-0381- 2), de Diercles F. Cardoso, Lucia Galvão de Albuquerque, Christian Reimer, Saber Qanbari, Malena Erbe, André V. do Nascimiento, Guilherme C. Venturini, Daiane C. Becker Scalez, Fernando Baldi, Gregorio M. Ferreira de Camargo, Maria E. Zerlotti Mercadante, Joslaine N. do Santos Gonçalves Cyrillo, Henner Simianer y Humberto Tonhati, se encuentra publicado en el siguiente enlace: gsejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12711-018-0381-2.