Estimación de la variabilidad genética para los programas de cría de las razas bovinas autóctonas españolas amenazadas "Berrenda en Negro" y "Berrenda en Colorado"

Abstract

Las razas bovinas “Berrenda en Negro” y “Berrenda en Colorado” son dos razas autóctonas españolas amenazadas, con escaso número de efectivos. Desde hace años, la conservación de estas dos razas autóctonas se ha venido gestionando mediante la implementación de los correspondientes programas de cría, por parte de la Agrupación de Asociaciones de Criadores de Ganado Vacuno de la Raza Berrenda en Negro y Berrenda en Colorado (ANABE). Aunque gracias a la implementación de las medidas recogidas en dichos programas se ha logrado el mantenimiento del número de efectivos, garantizando su pureza racial y la conservación de la mayor diversidad genética posible, diferentes estudios realizados a lo largo de los últimos años han puesto de manifiesto la existencia de un número significativo de individuos portadores de caracteres morfológicos y funcionales indeseables de base genética, cuyo uso como reproductores debiera limitarse, con el fin de reducir los efectos negativos generados tanto a nivel racial como a nivel de ganadería. Este trabajo de Tesis Doctoral persigue analizar la variabilidad genética, la estructura poblacional y el estado de conservación de las razas bovinas “Berrenda en Negro” y “Berrenda en Colorado”, con el fin de plantear la viabilidad de la puesta en marcha de diferentes estrategias selectivas en contra de los caracteres genéticos indeseables mencionados, siempre y cuando, la adopción de dichas estrategias fuese compatible con las medidas de conservación establecidas en los programas de cría de estas dos razas autóctonas amenazadas. El trabajo se divide en tres capítulos, fundamentados en los artículos científicos publicados en revistas de carácter científico, que han dado lugar a los diferentes resultados obtenidos durante el desarrollo del mismo: El primer capítulo aborda el estudio de la estructura poblacional y de la variabilidad genética de las razas Berrenda en Negro y Berrenda en Colorado, a partir del análisis de la información contenida en los pedigrís de cada una de estas razas. Para ello, se analizaron 12.057 registros genealógicos de individuos de la raza Berrenda en Negro y 20.389 de la raza Berrenda en Colorado, nacidos durante el periodo 1983-2020. Dichos pedigrís presentaban una integridad del 82,76% y del 79,57%, respectivamente. En el caso de la raza Berrenda en Negro, la población de referencia estaba constituida por 2.300 individuos y presentaba un intervalo generacional de 6,50 años. La tasa de endogamia alcanzó el 4,5%, mientras que el parentesco fue del 1,8% entre animales nacidos en diferentes explotaciones y del 8,5% entre animales nacidos en el mismo rebaño. En cuanto al número efectivo de rebaños fundadores, se estimaron 23,9, y el número de ancestros necesarios para explicar el 50% del pool de genes de la población al completo fue de 50. Por último, el tamaño poblacional efectivo basado en el parentesco dio un valor de 92,28. Con relación a la Berrenda en Colorado, su población de referencia estaba formada por 3.988 individuos, con un intervalo generacional de 6,92 años. En cuanto a la tasa de endogamia, alcanzó el 3,4%. Respecto al parentesco, el existente entre animales nacidos en diferentes explotaciones fue del 5%; valores que se elevaron hasta el 7,7%, al comparar los animales nacidos en el mismo rebaño. El número efectivo de rebaños fundadores fue de 60,9 y el número de ancestros necesarios para explicar el 50% del pool de genes de la población al completo fue de 101. El tamaño poblacional efectivo basado en el parentesco fue de 169,92. La variabilidad genética de las razas bovinas “Berrenda en Negro” y “Berrenda en Colorado” se ha mantenido constante a lo largo del tiempo, por lo que, a la vista de los resultados obtenidos, sería factible la implementación de medidas selectivas a favor o en contra de cualquier carácter. En cualquier caso, dichas actuaciones debieran venir precedidas por la adopción de medidas de gestión que garantizasen la preservación de la variabilidad genética en ambas razas. Entre dichas medidas, destacaríamos la monitorización de las contribuciones genéticas y el intercambio de reproductores entre explotaciones. El contenido de este capítulo ha sido publicado en el siguiente artículo científico: Analyses of Genetic Diversity in the Endangered “Berrenda” Spanish Cattle Breeds Using Pedigree Data. González-Cano, R., González-Martínez, A., Muñoz-Mejías, M. E., Valera, P., Rodero, E. 2022. Animals, 12(3), 249. El segundo capítulo analiza la presencia de los alelos indeseables E+ (alelo salvaje) y Ee (alelo rojo) del locus MC1R (Extension) en la raza bovina Berrenda en Negro y propone diversas estrategias selectivas en contra de dichos alelos, con el fin de conseguir su erradicación de la población, sin alterar en la medida de lo posible, la diversidad genética que atesora dicha raza autóctona amenazada. Para ello, con el fin de conocer la incidencia de presentación de los alelos E+ y Ee en la población, se genotiparon un total de 837 individuos registrados en el Libro Genealógico de la raza, respecto al locus MC1R. Por otro lado, con el fin de analizar la variabilidad genética existente en la población actual de la raza e identificar los cambios resultantes en la misma, tras la aplicación de las estrategias selectivas propuestas para disminuir la presencia de los alelos rojo (Ee) y salvaje (E+) del locus MC1R, se realizó el genotipado de 412 reproductores activos registrados en el Libro Genealógico de la raza, utilizando un panel de 24 microsatélites. La introgresión y el cruzamiento de la raza Berrenda en Negro con otras razas bovinas de la Península Ibérica en el pasado, pudieran ser las causas más probables por las que los alelos E+ y Ee del locus MC1R estén presentes en un 7 y 12%, respectivamente. El grado en el que la diversidad genética de la raza Berrenda en Negro pudiera verse afectada por las estrategias selectivas consideradas, se cuantificó analizando el número de animales y rebaños afectados, el tamaño poblacional efectivo (Ne), la pérdida de diversidad genética y la riqueza alélica en la población resultante, tras la simulación de las diferentes estrategias propuestas. La diversidad genética encontrada en la raza Berrenda en Negro sugiere que las estrategias selectivas en contra de los alelos indeseables del locus MC1R son factibles. Dichas estrategias debieran ser implementadas de manera progresiva y en combinación con el control de los apareamientos. De entre todas las propuestas, la más idónea a corto plazo sería una estrategia en dos fases: la primera fase consistiría en la eliminación de todos los animales portadores del genotipo EDEe; la segunda fase, consistente en la eliminación de los animales portadores del genotipo EDE+, se iniciaría una vez finalizada la anterior y tras recuperar la población su tamaño efectivo de la población. Todas estas cuestiones han sido analizadas en profundidad en la siguiente publicación científica: Removal of undesirable MC1R gene alleles from “Berrenda en Negro”, an endangered Spanish cattle breed, to enhance breed conservation programs. González-Cano, R., Gonzalez-Martinez, A., Munoz-Mejias, M. E., Valera, P., Rodero, E. 2022. Livestock Science, 257, 104844. El tercer y último capítulo profundiza en el estudio de la estimación de la diversidad genética, la estructura poblacional y las posibles diferencias genéticas existentes entre individuos de las razas bovinas “Berrenda en Negro” y “Berrenda en Colorado”, así como en los grupos establecidos en función de la presencia o ausencia de la translocación robertsoniana rob (1;29). Para ello, un total de 373 animales de ambas razas fueron genotipados utilizando un chip comercial de SNPs de 50K. Todos ellos habían sido previamente diagnosticados mediante técnicas citogenéticas frente a la rob (1;29), resultando un total de 169 portadores de la traslocación en heterocigosis u homocigosis. Aunque la diversidad genética no presentó diferencias significativas entre razas, el análisis comparativo entre las cuatro subpoblaciones consideradas en función de la raza y de la presencia o no de portadores de la rob (1;29) evidenció pequeñas diferencias genéticas entre ellas, siendo significativamente menor en las subpoblaciones conformadas exclusivamente por animales portadores de la rob (1;29). En cualquier caso, las regiones genómicas que mostraron mayores diferencias entre razas se localizaron en los cromosomas autosómicos bovinos BTA-4, BTA-6, BTA-18 y BTA-22. De manera complementaria, la presencia o ausencia de la rob (1;29) no evidenció diferencias dentro de cada una de las razas analizadas. Por otro lado, mediante el análisis ROH de las regiones de homocigosidad se identificó una zona de homocigosidad en el cromosoma 6, lugar en el que se localiza el proto-oncogén KIT, receptor de la proteína tirosin-kinasa, responsable del patrón de manchas característico de las dos razas berrendas. La mejora del rendimiento reproductivo de las ganaderías de las razas “Berrenda en Negro” y “Berrenda en Colorado” implica la puesta en práctica de estrategias selectivas en contra del uso como reproductores de animales portadores de la translocación robertsoniana rob (1;29), así como la planificación de los acoplamientos. Todas estas cuestiones han sido estudiadas en detalle en el siguiente artículo: Exploring the Effects of Robertsonian Translocation 1/29 (rob (1;29)) on Genetic diversity in Minor Breeds of Spanish Berrenda Cattle via Genome-Wide Analysis. González-Cano, R., González-Martínez, A, Ramón, M., González-Serrano, M, Moreno Millán, M., Rubio de Juan, A., Rodero Serrano, E. Animals 2024, 14,793. Los resultados de estos estudios se utilizarán para asesorar a la Agrupación de asociaciones de criadores de ganado vacuno de la raza Berrenda en Negro y Berrenda en Colorado (ANABE) en la gestión de los Programas de Cría de las razas bovinas Berrenda en Negro y Berrenda en Colorado.