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Mutaciones en Bovinos: Causas de las Variaciones Fenotípicas

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Científicos mexicanos del Instituto Politécnico Nacional del país azteca (IPN) identificaron los factores que provocan variaciones fenotípicas —mutaciones— entre bovinos alimentados en igual cantidad y calidad.

Los ejecutores de este estudio son el maestro en biotecnología genómica Francisco Alejandro Paredes Sánchez y el alumno Daniel Trejo Martínez, ingeniero en alimentos, de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, Campus Zacatecas (UPIIZ), en coordinación con la doctora Ana María Sifuentes Rincón, encargada del Laboratorio de Biotecnología Animal, y el doctor Aldo Segura Cabrera, del Laboratorio de Bioinformática del Centro de Biotecnología Genómica, ubicado en ciudad de Reynosa, Tamaulipas. Ambos organismos pertenecen al Instituto Politécnico Nacional.

El maestro Alejandro Paredes Sánchez expresó que los resultados del estudio fueron publicados en la revista BMC Genetics. “La idea de este estudio fue identificar las mutaciones que causan variaciones fenotípicas. La cuestión con cosas como el crecimiento, color de piel, altura, todo este tipo de características que nosotros podemos distinguir como variaciones en el físico”, explicó.

Mencionó que este tipo de características físicas son llamadas poligénicas, debido a que dependen de muchos genes, por lo que es difícil definir que cierta mutación se deba a un gen en específico. Por lo tanto, también el ambiente es un factor que influye.

“La secuenciación del genoma humano fue el punto de partida para que se hiciera la secuenciación del genoma de muchas otras especies, incluidos los bovinos. Actualmente se conoce que existen entre 22 y 23 mil genes; en cuanto a las proteínas, se ha estimado que hoy en día son 30 mil, por lo que resulta difícil afirmar lo que específicamente origina las variaciones fenotípicas en el crecimiento”.

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Foto. Maestro en biotecnología genómica Francisco Alejandro Paredes Sánchez

Conexión Genética

El maestro Paredes Sánchez dijo que la técnica que utilizaron fue un enfoque llamado redes de interacción, la cual consiste en hacer una representación de los genes como nodos y construir una red con base en, por ejemplo, si gen uno y gen cinco presentaban una relación. Esta línea se respaldó con información previa encontrada en la bibliografía.

“El tipo de información fue muy variado, son cerca de cinco bases de datos diferentes para poder generar la red. Una vez que se generó la red, la idea fue hacer algo así como lo que hace Facebook; por ejemplo, si hay dos genes que están aislados, aunque no haya ninguna conexión entre ellos, en el momento en que hay un gen en común se les sugiere que probablemente conozca otro, porque es muy probable que entre ellos exista algún tipo de conexión”, representó.

Paredes Sánchez relató que buscaron referencias o bibliografías sobre genes que ya se supiera tienen influencia en el crecimiento de bovinos. Una vez identificados, se demostró que tienen influencia en el genoma.

“Por el acomodo de la red, se puede ver que el gen que está al centro (…) aunque no se conoce su función o el papel que desarrolla en los sistemas biológicos, se puede inferir que debe participar en el mismo proceso, porque todos con los que está interactuando actualmente se ha reportado que participan en el crecimiento”, dijo.

De esa manera se estableció un conjunto de cinco genes candidatos y posterior a ello se hizo una secuenciación e identificación de las mutaciones existentes. Agregó que actualmente se encuentran reportados algunos genes de referencia, que les permitió compararlos con los genes identificados en el estudio. En caso de presentar alguna diferencia, se tomó como mutación. A este tipo de mutaciones se les llama polimorfismos de un solo nucleótido (SNP, por sus siglas en inglés).

Una vez establecidas las mutaciones, se buscaron grupos contrastantes, es decir, los que tenían mucho peso contra los que presentaban menos peso. Al identificar las mutaciones entre grupos se estableció la correlación.

“Lo que se busca con esto es que finalmente los productores de ganado identifiquen qué animales tienen las características idóneas para producción de carne, de leche, y son menos susceptibles a las enfermedades. Sin embargo, hasta el momento, este estudio es muy costoso, ya que por animal sale aproximadamente en mil pesos. En Reynosa ya se está realizando colaboración con ganaderos para la aplicación de este proyecto, y en conjunto estamos buscando la manera de economizar en gastos, para que en un futuro pueda estar al alcance de quien lo requiera”, concluyó.

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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos

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Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.

Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %

Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.

En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.

Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.

Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.

El Estudio

En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).

Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.

Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.

Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)

También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.

Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.

También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.

Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas

El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.

También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.

“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.

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