Utilización de herramientas genómicas para impulsar los programas de selección en acuicultura

Résumé

La acuicultura es el cultivo de organismos acuáticos que implica algún tipo de intervención en el proceso de crianza. Un factor clave para conseguir mejorar la eficiencia y la competitividad de la industria acuícola es la aplicación de programas de mejora genética. Sin embargo, se ha estimado que actualmente solo alrededor del 10% de la producción acuícola mundial se basa en poblaciones mejoradas genéticamente. De hecho, la complejidad de los programas de mejora varía mucho entre diferentes especies y entre diferentes poblaciones de una misma especie. La investigación desarrollada en esta tesis tiene como objetivo final impulsar los programas de selección existentes para hacerlos más competitivos. En particular, en esta tesis se han investigado las ganancias genéticas que se pueden obtener al i) incluir nuevos caracteres de gran relevancia económica (como son rendimiento a la canal, resistencia a enfermedades y uniformidad de peso) en los objetivos de mejora, y ii) aplicar la selección genómica. El trabajo presentado en esta tesis se ha llevado a cabo mediante análisis de datos reales o mediante simulaciones por ordenador. En la fase inicial de la tesis, se desarrolló un programa de simulación en Fortran 90 (software GAINFISH) para obtener predicciones de la ganancia genética y la consanguinidad en una amplia gama de escenarios. Este software se ha utilizado en los Capítulos 1 - 3. En el Capítulo 1 se ha investigado, mediante simulaciones, el beneficio de incluir la evaluación genómica en escenarios donde existe un efecto ambiental común a los miembros de una misma familia. Esta investigación aborda un tipo de problema específico en los programas de selección en acuicultura ya que, para obtener el pedigrí a lo largo de las generaciones, un tipo habitual de manejo es mantener a las familias separadas en diferentes tanques hasta que los individuos sean lo suficientemente grandes como para poder ser identificados individualmente. El problema con este tipo de manejo es que introduce un efecto ambiental común a los miembros de la misma familia, que puede ser difícil de separar del efecto genético cuando se utiliza la evaluación tradicional mediante BLUP. Por otra parte, el rendimiento a la canal y del filete son dos caracteres de gran importancia económica en acuicultura.La problemática con estos caracteres es que su medición es laboriosa y está asociada a grandes errores, además implica sacrificar a los peces. Investigaciones recientes han descrito un carácter indicador no letal (E8/E23) que tiene una correlación genética alta con ambos caracteres. Sin embargo, se desconocen los beneficios de seleccionar para el carácter indicador cuando se usan fenotipos de los candidatos, en lugar de seleccionar directamente para el carácter canal y sin cabeza cuando se usan fenotipos de los hermanos. Ambas alternativas podrían ser eficientes y, por ello, se han comparado en el Capítulo 2.Otro carácter de gran importancia en acuicultura es la resistencia a enfermedades cuyo objetivo es fortalecer la capacidad de los individuos para hacer frente a la infección. Sin embargo, se desconoce si la selección para el carácter resistencia a la enfermedad reduce no solo la mortalidad sino también la transmisión del patógeno y, por lo tanto, la incidencia y gravedad de los brotes epidémicos.En el Capítulo 3, mediante simulación, se ha investigado el impacto de la selección genómica para la resistencia a enfermedades sobre la transmisión de la enfermedad (medida a través del número reproductivo básico) en un programa de selección del salmón del Atlántico, mediante la combinación de modelos genéticos y epidemiológicos. Finalmente, en el Capítulo 4, utilizando datos reales de una población comercial de langostino blanco del Pacífico, se han estimado los parámetros genéticos de uniformidad del peso (otro carácter con gran importancia económica), con el objetivo final de determinar el potencial de incluir este carácter en los programas de selección existentes.