Caracterización morfoestructural y genética del cerdo criollo de la Zona de Planificación Cinco (ECUADOR)

Abstract

Se estudio una muestra de 500 animales adultos (335 hembras y 165 machos) de ganado porcino criollo de la Zona de Planificación 5 (Ecuador) con el objetivo de realizar un análisis biométrico como base para su caracterización racial. Se obtuvieron los estadísticos descriptivos de 16 variables zoométricas, el peso vivo y 18 índices zoométricos. Asimismo, se estimaron los coeficientes de correlación Pearson, así como se efectuó un análisis de varianza univariante con el sexo y provincia como factores de variación. Se realizo un análisis discriminante canónico utilizando solo hembras para conocer las relaciones existentes entre poblaciones, primero entre las cuatro poblaciones porcinas de la Zona de Planificación 5 de Ecuador y, posteriormente, entre doce poblaciones porcinas iberoamericanas: Bolívar (75), Guayas (109), Los Ríos (95) y Santa Elena (59) de Ecuador, criollo Cubano (50), Pelón mexicano (158), y Entrepelado (149), Lampino (77), Manchado de Jabugo (16), Portugués (20), Retinto (207) y Torbiscal (86) como variedades de la raza Ibérica (España). Se calcularon las distancias de Mahalanobis para estimar el grado de diferenciación entre dichas poblaciones. Los resultados obtenidos confirmaron que la población porcina de la Zona de Planificación 5 presento tendencia elipométrica, perfil fronto-nasal rectilíneo y proporciones corporales sublongilíneas. Asimismo, estos animales presentaron una tipología braquicéfala, con índice pelviano elevado y línea dorsolumbar con inclinación caudal ascendente. En conjunto, esta población presento un elevado grado de homogeneidad y armonía morfoestructural, resaltando la existencia de un escaso dimorfismo sexual a nivel general, el cual oscilo desde la ausencia de diferencias entre sexos en la población de Santa Elena hasta un dimorfismo sexual acusado en la población de Bolívar, mostrando un comportamiento intermedio en las otras poblaciones de Guayas y Los Ríos. El análisis morfométrico comparativo evidencio una clara diferenciación entre las poblaciones porcinas ecuatorianas analizadas, en especial del ganado de Los Ríos frente al resto de poblaciones, lo que apuntaría a la existencia de entes raciales diferentes, así como al posible efecto de los distintos factores ambientales predominantes en cada provincia. De la misma forma, las poblaciones porcinas ecuatorianas se agruparon en el conglomerado de razas criollas iberoamericanas en comparación con el conjunto de variedades ibéricas, confirmando la tendencia al agrupamiento del ganado porcino criollo de Bolívar, Guayas y Santa Elena y la segregación de la población de Los Ríos. Del mismo modo se analizaron 6 variables cualitativas, 4 de ellas de tipo faneróptico, así como otras 2 variables morfológicas, siguiendo la metodología expuesta por Sánchez e Iglesias (2009). Se calculo la proporción media y el error estándar de la proporción media, un análisis de varianza no paramétrico (test de Kruskal Wallis) considerando el sexo y la provincia como factores de variación, así como el test de Whitney-Mann como prueba de homogeneidad a posteriori. Los resultados obtenidos confirman el predominio de animales con de perfil fronto-nasal rectilíneo, orejas en teja, color de capa en negro, mucosas y pezuñas con pigmentación intensa, con presencia de pelo y ausencia de mamellas. Para la caracterización genética mediante marcadores microsatélites, se tomó una muestra de pelo en 90 animales elegidos al azar. Se analizaron los 25 microsatélites, recomendados por el comité de expertos de la FAO/ISAG (Food and Agriculture Organization of the United Nations/ International Society of Animal Genetics) para el estudio de la diversidad genética en la especie porcina. Los fragmentos obtenidos mediante la PCR se sometieron a una electroforesis en gel de poliacrilamida en un secuenciador automático capilar ABI 3130XL. El genotipado se analizó con los programas Genescan AnalysisR v 3.1.2 y GenotyperR 2.5. Asimismo, en un análisis de diferenciación, estructura y distancia genética se han utilizado además otras 24 poblaciones porcinas de la base de datos del Laboratorio de Genética Molecular Aplicada de Animal Breeding Consulting S.L. y del Consorcio BioPig http://biopig.jimdofree.com). Se calculo el número medio de alelos por locus (MNA), las frecuencias alélicas, las heterocigosis esperada (He) y observada (Ho) y el contenido de información polimórfica (PIC) con el programa MICROSATELLITE TOOLKIT software para Excel. Los valores de FIS (coeficiente de consanguinidad) se calcularon el programa informático GENETIX v. 4.05 y se realizó una prueba de equilibrio Hardy-Weinberg (HW) usando el programa GENEPOP v. 3.1c. El coeficiente de consanguinidad FIT, el coeficiente de diferenciación genética FST y FIS (coeficiente de endogamia de cada individuo en relación a la subpoblación a la que pertenece), fue calculado mediante el programa GENETIX; un Análisis Factorial de Correspondencia con el programa GENETIX; la distancia genética DA con el programa informático POPULATIONS y los valores de distancia obtenidos se realizó un dendograma Neighbor - Joining mediante el programa TREEVIEW. Los 25 marcadores fueron polimórficos y se han observado entre un mínimo de 6 alelos para los marcadores S0215, SW72 y SW951 y un máximo de 28 alelos para el locus CGA. El número medio de alelos es muy elevado (10,96), aunque el número efectivo de alelos (4,75) fue sensiblemente inferior. La heterocigosidad esperada promedio (He) y heterocigosidad observada promedio (Ho) fueron de 0,729 y 0,665, respectivamente. Por tanto, todas las variables consideradas indican que los porcinos criollos de la Zona de Planificación 5 mostraron una diversidad genética alta. El valor de FIS con un intervalo de confianza al 95% con 1000 remuestreos es de 0,089 (0,055-0,111), lo que indico que la población no mostro una desviación significativa del equilibrio Hardy-Weinberg, lo que se consideró favorable al no apreciar exceso de homocigotos ni heterocigotos. El panel de microsatélites empleado en la caracterización genética resulto idóneo como herramienta de apoyo en pruebas de exclusión de paternidad/maternidad, así como en la correcta adscripción de individuos a la población dentro de un eventual programa de cría oficial en esta raza. Aunque no se detectó diferenciación genética entre los cerdos muestreados en las diferentes provincias por lo que se podría gestionar como una sola población, los análisis de diversidad genética inter-racial determinaron la existencia de diferenciación genética entre las 25 poblaciones porcinas incluidas en el estudio es elevada. Además, las distancias genéticas DA indicaron la proximidad existente entre el ganado porcino criollo de la Zona de Planificación 5 y el criollo ecuatoriano de la Amazonia, diferenciándose ambas razas del resto de poblaciones analizadas, si bien se conformó un único agrupamiento para las razas criollas iberoamericanas. Finalmente, el compendio de información obtenida del estudio zoométrico, faneróptico, morfológico y genético confirma la identidad de la población de Ganado Porcino Criollo de la Zona de Planificación 5 de Ecuador, siendo necesario diseño e implementación de un programa de gestión genética adecuado a las necesidades técnicas demandadas en esta población.

A sample of 500 adult animals (335 females and 165 males) of creole pigs from Planning Zone 5 (Ecuador) was studied in order to perform a biometric analysis as a basis for their breed characterization. Descriptive statistics were obtained in 16 zoometric variables, the live weight and 18 zoometric indices. Likewise, Pearson correlation coefficients were estimated, as well as a univariate analysis of variance with sex and province as variation factors. A canonical discriminant analysis was carried out using only females to know the existing relationships between populations, first among the four pig populations of Planning Zone 5 of Ecuador and, later, between twelve Ibero- American pig populations: Bolivar (75), Guayas (109), Los Rios (95) and Santa Elena (59) from Ecuador, Cuban Creole (50), Mexican Pelon (158), and Entrepelado (149), Lampino (77), Manchado de Jabugo (16), Portuguese (20), Retinto (207) and Torbiscal (86) as varieties of Iberian breed (Spain). Mahalanobis distances to estimate the degree of differentiation between these populations were calculated. The results obtained confirmed pig population of Planning Zone 5 has an elipometric trend, a rectilinear fronto-nasal profile and sublongilinear body proportions. Likewise, these animals presented a brachycephalic typology, with an elevated pelvic index and thoracolumbar line with ascending caudal inclination. As a whole, this population presented a high degree of morphostructural homogeneity and harmony, highlighting the existence of scarce sexual dimorphism at a general level, which ranged from absence of differences between sexes in Santa Elena pig population, to a pronounced sexual dimorphism in Bolivar pig population, showing an intermediate behavior in others pigs populations of Guayas and Los Rios. The comparative morphometric analysis showed a clear differentiation between Ecuadorian pig populations analyzed, especially in Los Rios pig population compared to the rest of the populations, which would point to the existence of different breed entities, as well as possible effect of different predominant environmental factors in each province. In the same way, Ecuadorian pig populations were grouped in the conglomerate of Ibero-American creole breeds in comparison with set of Iberian varieties, confirming the tendency towards grouping of creole pig population from Bolivar, Guayas and Santa Elena and the segregation of Los Rios population. In the same way, 6 qualitative variables were analyzed, 4 of them of phaneroptic type, as well as other 2 morphological variables. The mean proportion and the standard error of the mean proportion, a non-parametric analysis of variance (Kruskal Wallis test) considering gender and province as variation factors, as well as the Whitney-Mann test as a homogeneity test were calculated. The obtained results confirmed the predominance of animals with a rectilinear fronto-nasal profile, tiled ears, black coat color, mucous membranes and hooves with intense pigmentation, with the presence of hair and the absence of mammillas. A random sample of hair from 90 animals was taken for genetic characterization using microsatellite markers. A set of 25 microsatellites markers, as recommended by the FAO / ISAG (Food and Agriculture Organization of the United Nations / International Society of Animal Genetics) committee of experts for the study of genetic diversity in pig species, were analyzed. The fragments obtained by PCR were subjected to polyacrylamide gel electrophoresis in an ABI 3130XL capillary automatic sequencer. Genotyping was analyzed with Genescan AnalysisR v 3.1.2 and GenotyperR 2.5 programs. Likewise, in an analysis of differentiation, structure and genetic distance, another 24 pig populations from the database of the Laboratory of Applied Molecular Genetics of Animal Breeding Consulting S.L. and the BioPig Consortium (http://biopig.jimdofree.com). Mean number of alleles per locus (MNA), allelic frequencies, expected heterozygosity (He), observed heterozygosity (Ho) and polymorphic information content (PIC) with MICROSATELLITE TOOLKIT software for Excel were calculated. FIS (coefficient of inbreeding) values were calculated using the GENETIX v. 4.05 and a Hardy-Weinberg (HW) equilibrium test was performed using the GENEPOP v. 3.1c. The coefficient of inbreeding (FIT), coefficient of genetic differentiation (FST) and inbreeding coefficient of each individual in relation to the subpopulation to which it belongs (FIS), were calculated through the GENETIX program; A factorial analysis of correspondence with the GENETIX program was caltulated; DA genetic distances with the POPULATIONS software and distance values obtained, a Neighbor - Joining dendrogram was performed using the TREEVIEW program. The 25 markers were polymorphic and have been observed between a minimum of 6 alleles for S0215, SW72 and SW951 markers and a maximum of 28 alleles for CGA marker. The mean number of alleles was very high (10.96), although the effective number of alleles (4.75) was significantly lower. The average expected heterozygosity (He) and average observed heterozygosity (Ho) were 0.729 and 0.665, respectively. Therefore, all the variables considered indicate that Creole pigs from Planning Zone 5 showed a high genetic diversity. The FIS value with a 95% confidence interval with 1000 resampling was 0.089 (0.055-0.111), which indicated that the population did not show a significant deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, which was considered favorable as no excess neither homozygous nor heterozygous. The microsatellite panel used in the genetic characterization was ideal as a support tool in paternity/maternity exclusion tests, as well as in the correct assignment of individuals to the population within an eventual official breeding program in this breed. Although no genetic differentiation was detected between the pigs sampled in the different provinces, so it could be managed as a single population, the analysis of inter-racial genetic diversity determined that the existence of genetic differentiation between the 25 pig populations included in the study was high. In addition, the DA genetic distances indicated the proximitybetween the Creole pig cattle of Planning Zone 5 and the Ecuadorian Creole of Amazon, differentiating both breeds from the rest of the populations analyzed, although a single grouping was formed for the Ibero-American Creole breeds. Finally, the compendium of information obtained from the zoometric, phaneroptic, morphological and genetic study confirms the identity of the Criollo Pig Livestock population of Planning Zone 5 of Ecuador, requiring the design and implementation of a genetic management program appropriate to the needs techniques demanded in this population.