Experiencias de mejoramiento genético de camarones en siete países

La elección para mejorar el crecimiento es simple, pero difícil por la resistencia y la tolerancia.

Seleccionar y lograr mejoras genéticas para el crecimiento del camarón Penaeid es fácil porque existe un fenotipo (peso o tamaño) que podemos medir con precisión.

Las ecuaciones matemáticas básicas de la teoría genética cuantitativa, incluida la que predijo la respuesta a la elección, se desarrollaron en la primera mitad del siglo XX, hace más de 80 años, es probable que sean eternas y válidas para todas las especies animales y vegetales e incluso procariotas.

La genética es el mismo entorno puro de matemáticas puras y precisas, una ciencia exacta que puede predecir todo. Si se introducen una serie de cambios ambientales, especialmente en los sistemas de producción a gran escala, la matemática exacta de la genética se convierte en una ciencia muy inexacta, a menudo con poca previsibilidad.

RS es la respuesta electoral que queremos determinar en nuestras poblaciones avanzadas y se basa en una ecuación RS = (i * h * σa). RS es un factor: I, intensidad o presión de selección (función del porcentaje de nuestros animales extremos seleccionados; a menor porcentaje, mayor incremento genético); de h, que es precisión criterios de selección aceptados (correlación entre lo que medimos y la creación de valor genético real para lo que realmente queremos); y σa, que es una función de la variabilidad genética aditiva que existe en una población.

Mejora genética: la tasa de crecimiento es simple, la resistencia y la tolerabilidad son severas.

Elegir y lograr las mejoras genéticas necesarias para el crecimiento es o puede ser fácil porque existe un fenotipo (peso o tamaño) que podemos medir con precisión. La variabilidad genética de este rasgo suele ser significativa y la correlación entre el peso o tamaño medidos y el verdadero valor genético del animal para el crecimiento deseado es alta, generalmente> 0,6. La aplicación de la genética en sistemas reales de producción comercial es también una cuestión de gestión humana y humana. Al combinar el conocimiento genético con el manejo humano adecuado y adaptarlo a los sistemas operativos y de producción existentes, las mejoras genéticas para el crecimiento son factibles y relativamente fáciles.

La identificación individual es una característica clave de la mayoría de los esquemas genéticos.

Sin embargo, en términos de supervivencia / resistencia / tolerancia / resiliencia general, las cosas son más complicadas y menos sencillas. Conozco solo tres ejemplos específicos de la selección exitosa de resistencia / tolerancia a enfermedades del camarón vannamei, uno de los cuales es el modelo de selección natural utilizado históricamente en Ecuador. El problema es que el fenotipo más simple y más disponible que necesitamos medir, la supervivencia, es inexacto, binomial en naturaleza estadística y muy poco correlacionado con el valor genético real de lo que realmente queremos, la resiliencia general ante cualquier desafío.

Lo que realmente estamos buscando son camarones que no mueran por enfermedades como el virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV), el virus de la mionecrosis infecciosa (IMNV), el síndrome de mortalidad temprana (EMS) y la vibriosis; disminución de oxígeno, fluctuaciones de alcalinidad y salinidad; y todas las posibles combinaciones de factores estresantes.

Queremos un animal fuerte que pueda soportar cualquier condición adversa y que también crezca rápidamente y con un bajo cambio de alimento. En los sistemas de producción comercial para sistemas de enfermedades a gran escala, las causas reales de mortalidad suelen ser múltiples y pueden variar ampliamente. Estas son combinaciones específicas de factores estresantes en presencia de patógenos, que a veces pueden incluir desnutrición.

Las características biológicas y la naturaleza y arquitectura genética que permiten la supervivencia en una situación estresante particular pueden diferir significativamente de las que permiten la supervivencia en una variedad de situaciones. Por lo tanto, tener solo un fenotipo de supervivencia es muy limitante y limita significativamente lo que se puede lograr a través de la genética. Se requieren otros fenotipos, preferiblemente cuantitativos y muy variables, para la medición con el fin de lograr un desarrollo genético rápido y predecible para este tipo de rasgo. Sin embargo, la realidad es que cuanto más preciso es el fenotipo, menos general y, a menudo, menos útil se vuelve su aplicabilidad. Por ejemplo, años de esfuerzos exitosos para seleccionar camarones resistentes / tolerantes a IMNV pueden volverse casi inútiles a corto plazo si la enfermedad común se convierte en WSSV, que también es el caso en Brasil.

Recolección de muestras de pleópodos para análisis de marcadores genéticos.

Con todo esto en mente, las dificultades inherentes a la naturaleza biológica deseada, sumadas a los constantes cambios en los factores ambientales, los sistemas de producción y las enfermedades actuales, hacen una propuesta compleja sobre resistencia / tolerancia a las enfermedades, resultando en varios casos de grandes proyectos con importantes inversiones. y resultados tangibles. En este contexto, la selección genética de la selección natural de estanques comerciales basada en el estado histórico de SPF (libre de patógenos específicos) / APE (todos los patógenos abiertos) en Ecuador ha reunido una serie de características, atributos y beneficios muy interesantes.

El problema del estado sanitario, SPF, alta salud o APE es otro problema que complica la selección genética de resistencia / tolerancia a enfermedades, ya que algunas hipótesis de que la exposición directa a patógenos y criaderos en estanques maduros podría conducir a mecanismos naturales de resistencia o tolerancia que no existe de otra manera. De ello se desprende que el modelo de estado de salud SPF (sin contactos directos entre patógenos y reproductores) tendría deficiencias significativas en el contexto de la producción de animales fuertes y resistentes / tolerantes a enfermedades. La evidencia disponible de diferentes países parece apoyar estas hipótesis de que el contacto directo entre patógenos y poblaciones reproductoras aumenta los mecanismos naturales de resistencia / tolerancia a enfermedades. Esto complica aún más el tema de la selección genética para la resistencia / tolerancia a enfermedades.

Ahora se encuentran disponibles nuevas herramientas y posibilidades para aplicar la genética a través de la genómica en un nivel nuevo y superior con mapas de muy alta densidad de SNP (tipo de marcador genético, polimorfismo de un solo nucleótido. El SNP es una variación que se encuentra en un nucleótido encontrado) a un nivel de genoma específico) directamente a nivel genético. Los costos son altos, pero, por supuesto, siempre se trata de un análisis de costo-beneficio.

La verdad es que mientras el fenotipo medible persista para sobrevivir o hasta que los sistemas de producción estén ahora estandarizados a un nivel mucho más estricto y preciso, por razones explicadas y porque las ecuaciones básicas de la genética cuantitativa siguen siendo las mismas, es difícilmente plausible que algo puede cambiar significativamente. o cualquier otra genética más convencional. Algo similar podría mencionarse con respecto a la tasa de conversión del pienso, que es un rasgo productivo y económico muy importante, pero sin un fenotipo que se pueda medir fácilmente a nivel individual o familiar para la selección genética.

El crecimiento es predecible, con una tasa de supervivencia más baja.

Actualmente gestionamos ocho programas de mejora genética en siete países diferentes, uno de los cuales lleva 14 años en marcha y el último poco más de un año. La mejora en el crecimiento ha sido constante para todos los programas, con una tasa anual del 5 al 12 por ciento.

Los objetivos, la naturaleza genética y las metodologías y la realidad comercial de estos ocho programas difieren. Gestionamos todo tipo de programas, familias con elastómeros, familias con marcadores moleculares, sistemas de familias de primos hermanos dobles que eliminan la necesidad de esquemas de detección de marcadores físicos o genéticos, y programas de selección masiva; además, en algunos casos hemos comenzado a considerar esquemas de selección genómica (con el apoyo de empresas especializadas).

Las mejoras en la supervivencia han sido menos predecibles y menos consistentes que las mejoras en las tasas de crecimiento. En general, la tasa de supervivencia ha sido positiva pero moderada y, a menudo, con fluctuaciones que no se registran en la evolución más lineal, predecible y continua de las tasas de crecimiento. En otros casos, la supervivencia se ha mantenido bastante estable a lo largo de los años sin mejoras importantes.

Figura 1: Mejora genética en el crecimiento – sistema de biobloques – Genearch, Brasil. Figura 2: Mejora genética en las tasas de crecimiento (g / semana) – Ecuador. Figura 3: Desarrollo de la supervivencia de granjas en dos programas genéticos – Ecuador Figura 4: Mejoramiento genético de las tasas de crecimiento – experimentos en jaulas, PrimaGen, Indonesia. Figura 5: Desarrollo de la supervivencia en jaulas: desafíos de enfermedades, PrimaGen, Indonesia. Figura 6: Mejora genética en las tasas de crecimiento (g / semana) – Panamá. Figura 7: Desarrollo de sobrevivientes agrícolas – programa genético, Panamá.

Sin duda, los vínculos entre crecimiento y supervivencia en condiciones comerciales a gran escala, y en particular la enfermedad, suelen ser negativos; sin embargo, no son muy significativos (> -0,3). Por esta razón, los programas de elección familiar permiten un producto más equilibrado entre las características de crecimiento y supervivencia. Sin embargo, también es cierto que los programas de selección masiva bien gestionados, por su propia naturaleza, permiten a veces celebrar ciertos beneficios del crecimiento durante períodos con climas más estables, que a menudo son bastante significativos.

Para simplificar, los programas de selección masiva permiten relaciones de costo-beneficio que a menudo son interesantes, especialmente en el contexto de volatilidad, como las que suelen caracterizar la realidad económica de la producción de camarón. Para los rasgos que más nos interesan del camarón (resistencia / tolerancia / fuerza general), las propuestas realistas y factibles de esquemas de selección genómica han sido lentas debido a las dificultades inherentes descritas anteriormente.

Es posible hacer una elección eficaz para el crecimiento de camarones en el estanque, pero esto requiere procedimientos adecuados y, a menudo, enfoques ingeniosos.

Perspectivas

La aparición de nuevas enfermedades en algunos países de América Latina ha identificado situaciones genéticamente muy singulares, muy interesantes y dignas de cobertura. Las cuestiones comerciales a menudo obstaculizan un enfoque justo y sincero de algunas cuestiones en las reuniones científicas o en los artículos publicados. Esto es lamentable, porque a lo largo del tiempo ha habido una tendencia hacia dos realidades diferentes, una que está sucediendo realmente en las presas de acuicultura y otra que solo está sucediendo en reuniones técnicas y científicas y en artículos publicados.

El mundo de la genética del camarón no está (todavía) dominado por las grandes empresas internacionales, probablemente debido a la significativa volatilidad y al nivel de riesgo de la realidad económica del cultivo del camarón, que está determinada principalmente por enfermedades nuevas y emergentes. También vale la pena pensarlo un poco, ya que es poco probable que la volatilidad del cultivo de camarón y los problemas de riesgo sean una tarea para la genética o genómica convencional. Más bien, esperaría que la ciencia genética sea un gran beneficiario a medida que maduran los sistemas de producción y manejo del camarón.

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