La genética para incrementar la
producción en ganado bovino lechero
Introducción
Existen diversas razas de ganado bovino las que ofrecen alternativas de usos en
producción ganadera dependiendo de una serie de factores.
Tradicionalmente en la genética animal se ha utilizado el fenotipo del
animal (Ej. producción de leche, producción de carne o
reproducción) en un esfuerzo para predecir su contenido genético
o “genotipo” y con la meta de realizar selección para lograr
cambios permanentes en el fenotipo poblacional. Sin embargo, hoy día se
utiliza el genotipo para predecir y estudiar el fenotipo y seleccionar animales
con base a su genotipo para hacer cambios permanentes en el fenotipo. Todo esto
como resultado del desarrollo y utilización de herramientas
(técnicas) de biología molecular, lo cual ha permitido la
identificación y caracterización de genes asociados con
características de importancia económica en producción
animal y a su vez ha ayudado a definir mejor el propósito de algunas
razas, consolidandolas a nivel mundial como grandes productoras. Es
el caso de la Holstein-Friesian.
A continuación analizaremos mas en profundidad
la raza bovina lechera mas productiva, Holstein-Friesian y el aporte que
hace la genética molecular en la producción de leche en bovinos.
Antecedentes generales especie
Se entiende por raza lechera aquella que se aprovecha para obtener de ella, como producto comercial o
alimenticio, la leche o sus derivados.
Holstein-Friesian (frisona, holstein,holandesa)
Origen: su origen es remoto y se ubica en las llanuras pantanosas del norte de Holanda en
la provincia de Frisia occidental. En los primeros tiempos
esta raza se le seleccionaba principalmente por su capacidad lechera y su
longevidad. Con el correr de los años los criadores concentraron
también la atención en la producción de grasa, haciendo
después selección por características carnicas.
En la actualidad el ganado Holstein-Friesian se divide en dos ramas: el
Frisón Holandés y la Holstein-Friesian o rama
americana
(E.U.A.-Canada).
En Holanda este ganado ha conservado ciertas
características de doble propósito pero en América ha
evolucionado vía selección, a un tipo mas esbelto,
anguloso y a su vez mas lechero.
Características físicas
Es la mas pesada de las razas lecheras. Las vacas maduras en buen
régimen de alimentación llegan a pesar en promedio 675 Kg y los
toros de 1.000 a 1.100 Kg.
A pesar de su gran tamaño esta raza muestra refinamiento en su tipo, el
cual en vacas se presenta con las siguientes características:
conformación general equilibrada con pecho profundo y ancho,
línea dorsal recta, anca larga y nivelada, ubre bien balanceada y
fuertemente adherida, aplomos rectos y pezuñas ancha. De color negro y blanco, mostrando diferentes patrones de
distribución y abundancia de negro, dandose extremos de animales
blancos con algunas manchas negras y a la inversa, pero predominantemente
negro. Por lo general los ganaderos buscan el equilibrio de distribución
de los colores con una aproximación del 50% de cada color.En rojo
también se da, pero por ser caracter recesivo, los animales de
este color son la minoría.
Rendimiento:
La Holstein-Friesian americana
es la que tiene los mayores niveles de producción en cuanto a
rendimiento lechero de todas las razas del
mundo. El promedio base actualizado sigue siendo el 1982, el cual es de 7,899
Kg por lactancia en 305 días y en 2 ordeños por día, con
288 Kg de grasa y ajustado a “equivalencia de madurez”. En muchos
rebaños se ha visto esta cifra superada encontrandose con 11,000
0 12,000 Kg de leche por vaca y lactancia.
Antecedentes genéticos de la especie
El material genético del bovino se
ubica en el núcleo de cada célula somatica, se encuentran
30 pares de cromosomas, los cuales contienen genes, que son los que determinan
la constitución genética-genotípica, del individuo para cada
característica. La expresión observable del individuo se llama
fenotipo y en el ganado bovino se presentan algunas condiciones indeseables
hereditarias (cuadro 1), la mayor parte de las características de
importancia en el ganado lechero, son cuantitativas o métricas, las
cuales se caracterizan por estar determinadas por muchos pares de genes, y ademas
la expresión fenotípica de la característica, se ve
afectada de manera importante por el ambiente. Estos dos factores se combinan
causando que el fenotipo de estas características, presente una
variación continua, como en el caso de la producción,
conformación de la leche, composición eficiencia y resistencia a
enfermedades. Lo anterior da origen al siguientemodelo:
Comportamiento capacidad oportunidad
INDIVIDUAL = GENETICA + AMBIENTAL
(Fenotipo) (Genotipo) (Ambiente)
Parametros genéticos:
1. heredabilidad
Se ha señalado que la variación entre los animales para una
característica en particular, es el material basico con lo que
trabaja el criador de ganado; esta variación en el grupo lechero, se
debe a diferencias genéticas entre los individuos y a factores
ambientales.
La variación genética puede dividirse presentando la
variación aditiva la cual se debe a las diferencias entre los valores
aditivos de los individuos de una población y esta es de gran
importancia, ya que nos permite predecir la mejora genética por
selección.
El índice de heredabilidad es uno de los mas
importantes en la genética cuantica ya que nos indica cuanto de
las diferencias entre individuos, en promedio, se transmite a la progenie, para
una característica en particular. La heredabilidad varía
dependiendo de la población y de las condiciones ambientales, en el
(cuadro 2) se presenta a la heredabilidad para diferentes
características del ganado lechero.
2. Repetibilidad
Corresponde a la correlación promedio entre registros de
producción de un mismo individuo, el conocimiento de esta para las
diferentes características, puede ser utilizado para seleccionar vacas
del grupo, para una mejor producción futura. Cuando la repetibilidad
para una característica es alta, en el primer
ciclo de producción sera efectiva para mejorar la
producción del
grupo en elsiguiente año. Valores de repetibilidad
para algunas características de interés (cuadro 3).
El aumento de la producción de leche para vaca, se debe tanto al aspecto
genético como
al ambiental. Entre las practicas que han
mejorado la parte genética, podemos mencionar la utilización de
semen congelado de toros probados a través de la inseminación
artificial (ayudados de nuevas tecnologías como nuevos sistemas de computación y
nuevas metodologías estadísticas). Esta combinación de
factores ha permitido un importante mejoramiento
genético. En el ambito ambiental se encuentra
el mejoramiento de la alimentación, manejo, sanidad e instalaciones.
Los cuales han contribuido al aumento de la
producción de leche.
Este cambio se ha podido observar a través del tiempo. La
estimación del
cambio genético, permite evaluar la eficacia de un programa de
mejoramiento genético.
Rendel y Robertson estimaron que en grupos de 2000 vacas donde se llevan a cabo
pruebas de progenie, la ganancia genética anual puede ser entre 1.7 a
2.05% en relación al promedio de producción del grupo.
Van Vleek y Henderson analizaron lactaciones de vacas Holstein a las que se les
dio monta natural e inseminación artificial y obtuvieron un progreso
genético anual de 20 y 29.5 Kg respectivamente, lo cual corresponde a
0.5% en relación al promedio de la población.
Genética molecular asociada a la producción lactea:
En lo referido a la producción lactea o bien el sector de la
industria lechera, debido a que es producto de alto valor nutricional, ha sido
foco de atenciónen la producción animal desde el mismo momento de
la domesticación de las especies y se ha convertido en líder de
los estudios en la producción animal, ya que se ha aprovechado los
frutos de las nuevas técnicas biotecnológicas (Genética
Molecular), lo que evidentemente en un futuro próximo contribuira
indudablemente a lograr un aumento de la producción de leche a nivel
mundial.
Con respecto a características relacionadas con la producción de
leche y su calidad, podemos mencionar de manera general, que la gran
mayoría de estudios científicos han
estado dirigidos al polimorfismo de las proteínas lacteas (Tabla
1) y su aplicación en la producción animal. han resultado de
especial interés los efectos de las proteínas: capa
caseína (KCN) y la beta-lactoglobulina (LGB), debido a que han
demostrado estar claramente asociadas con el comportamiento de la
lactación e influencian la composición de la leche, sus
propiedades en el procesamiento tecnológico, incluyéndose
aquí la producción de queso.
La KCN fue la última de las proteínas lacteas a la que se
le estudio su polimorfismo, no obstante, esta proteína es la que
mas estudios ha presentado, dado que, algunas de sus variantes ejercen
efectos importantes sobre las propiedades tecnológicas de la leche en
especial para la fabricación quesera. Se indica que los individuos con
genotipo BB para este locus presenta mayores
porcentajes proteicos, mejores propiedades de coagulación, mejores
efectos sobre la producción del
queso, teniendo en consecuencia de un 5 a 10% de mayor rendimiento.
La KCNes esencial para la formación y estabilización de las
micelas y tiene un efecto importante sobre las
propiedades de la leche. Para la formación del cuajo en la producción del queso, es necesaria
la digestión de la KCN, produciéndose la precipitación de
las micelas. Se han encontrado cerca de 11 variantes, sin embargo, las
mas comunes resultan ser los alelos A y el B, ya que son encontrados en
la mayoría de las razas bovinas en proporciones intrínsecas
variables y que permiten hacer selección por esta característica.
El alelo A ha sido encontrado de forma mas frecuente
en las razas altas productoras de leche tales como: Holstein- Friesian, Ayrshire, Roja
Danes y Cebú Indico. Mientras que, la variante B, en cambio, es mas frecuente en las razas Jersey,
Normando y Cebú Africano.
Varios estudios han descrito que el genotipo BB de la
KCN determina unas mejores propiedades de la leche para la producción de
queso. En particular, este genotipo ha sido asociado
con un cuajo mas firme, una reducción del
tiempo necesario para la formación del cuajo y un incremento en el rendimiento
en la producción de queso. Pudiéndose indicar que aquellas vacas
con el genotipo BB de la KCN producen 173 kg de leche menos que las AA; sin
embargo, esas mismas vacas BB producen 0,08 % mas proteínas
lacteas, lo cual se traduce en un rendimiento quesero que puede ir de 5
a 10% en comparación con las vacas AA. Los resultados de estas
investigaciones han establecido que el alelo B de la KCN bovina se encuentra
asociado con propiedades favorables de la coagulación,altos niveles de
caseína (κ-caseína). Por otro lado, podemos indicar, que la
LGB es la proteína sérica mas abundante en la leche de los
rumiantes y esta presente ademas en diferentes leches de diversas
especies, tales como el perro, el gato, cerdo, caballo, burro y el
delfín. No se ha detectado LGB en los roedores, ni
en la mujer aunque si se ha detectado en algunos primates. Es
considerada la primera proteína lactea estudiada cerca de los
años 50’, donde se observó por electroforesis dos distintas
bandas de esta proteína, las cuales llamaron β1 y β2.
Esta formada por una sola cadena de 162 aminoacidos,
con un peso molecular de unos 18.400 KDa. En la leche de los
rumiantes la proteína nativa se encuentra formando dímeros, lo
que le confiere propiedades de unión a diferentes moléculas
hidrofóbicas. La función de la LGB no se ha establecido
todavía con seguridad, aunque probablemente, al menos en el caso de los
rumiantes, se trata de una proteína transportadora de acidos
grasos, que ejerce su función en el tubo digestivo del lactante. En la actualidad, existen 12 variantes conocidas. De ellas,
las variantes A y B estan difundidas en la mayoría de las razas,
el alelo C no es un alelo común y fue encontrado en la raza Jersey
(Australiana y Alemana), mientras que, la variante D fue observada en otras
razas (Simmental, Italian Brown, Reggiana, Modenese, Modicana, Rendena) y las
variantes E, F, y G hasta ahora sólo han sido halladas en Bali. No
obstante al igual que la KCN, los alelos mas comunes son los A y B, que difieren en dosaminoacidos. La variante A tiene una valina en la posición 118, y un
aspartico en la posición 64, mientras que la variante B tiene,
alanina y glicina, respectivamente. De los distintos alelos, el genotipo AA se
ha asociado con una mayor cantidad de proteína total, por lo que, la
leche de los animales portadores de estos alelos tienen una mayor capacidad
quesera, debido a que producen mas caseínas y menos BLG. Esto es bastante importante en la industria quesera, puesto que las
caseínas se retienen en el coagulo que forma el queso, por lo
tanto, el parametro mas importante para determinar la capacidad
quesera de la leche es la proporción de caseínas y β-lactoglobulina.
Conclusiones
Las técnicas de bajo costo que miden diversos factores, como merito genético, para la
selección son efectivos
Los factores ambientales (manejo, alimentación, cuidado, entre otros)
afectan directamente la producción lechera.
La producción de un animal esta directamente
relacionado con sus genes y con los factores ambientales.
El uso en conjunto de genética basica y
genética molecular genera grandes cambios en la producción.
Bibliografía
-https://www.avpa.ula.ve/congresos/memorias_xivcongreso/pdf/conferencias/aranguren.pdf
-https://perso.wanadoo.es/albertoxepa/IntroGen.html#capitulo 1
-https://www.fmvz.unam.mx/fmvz/cienciavet/revistas/CvVol5/CVv5c4.pdf
-Van Vleek and Henderson,
C.R: Measurement of genetic trend .J. Dairy Sci. 44:1075-1110, 1964.
