Situación actual de los Programas Genéticos de Trucha en Chile
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Situación actual de los Programas Genéticos de Trucha en Chile Jean Paul Lhorente, Msc. , Ph.D (c) 1 Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 2 Conceptos básicos e historia - Nombre Científico: Oncorhychus mykiss - Origen: O. Pacífico – Norte América (Alaska- Baja California) - Gran adaptabilidad: desde fines 1800, ha sido introducida, en Oceanía; América del Sur, Japón, Europa, África y Sur de Asia. - Existen dos formas más conocidas: Variedad que no migran al mar , trucha agua dulce (ríos) pez de menor tamaño y menor condición, Pan-size. • Variedad anádroma, que migra al mar, trucha steel-head, pez de mayor tamaño, Talla 3.0 kg, adaptados a crecimiento en mar, estuarios y lagos. Ejemplo: Donaldson, Kamloop 3 Conceptos básicos e historia -En su condición natural, trucha desova en primavera. - El primer hatchery se establece en 1879, en río McCloud – California (fines siglo XIX).Por diversos procesos de selección artificial y natural, y cruzamientos se han generado líneas: -con patrones de desove de otoño (Lewis, 1944; Siitonen & Gall, 1989). -crecimiento y producción ovas (Donaldson & Olson, 1955; Donaldson, 1973). -desove en doble ciclo (2 veces por año) (Kato, 1978). -crecimiento (Kincaid et al., 1977) -crecimiento , maduración, y atributos productivos (Gjerde, 1986). - etc. -En 1890 se inicia cultivo de trucha en Europa (Dinamarca). Origen muchas líneas europeas proviene del río McCloud. - Línea/raza genética: Se refiere a una población que ha sufrido un proceso de diferenciación genética, por causas de aislamiento reproductivo, selección natural o artificial y que mantiene cada generación, atributos (fenotipos) que le son propios. - Alta Variación (entre líneas): Seleccionadas/domesticadas Crecimiento, Edad maduración Sexual, Tiempo de desove, Composición carne, rendimientos 4 Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 5 Estatus Mejoramiento genético en truchas Un Programa Genético debe tener…. Núcleo: Peces identificados con trazabilidad completa, donde se realiza la selección y se obtiene la mejora genética. NUCLEO FASE MULTIPLICACION PRODUCCION CONSUMIDOR 6 Fase Multiplicación: Peces no necesariamente identificados con trazabilidad completa, cuyo objetivo es traspasar las mejoras genéticas a producción. Mating (1 Male / 2-3 Female) (Families:40-Half-Sib,100Full-Sib) Desafíos Patógenos 80% 60% 40% 20% 0% Pit-tagging of fish 250-300 fish/Fam 46121 46126 46134 46181 46033 46086 46122 46223 46061 46138 46079 46049 46083 46185 46245 46087 46129 46078 46115 46130 46154 46180 46204 46231 46241 46216 46226 46035 46060 46248 46017 46008 46170 46197 46034 46107 46045 46147 46022 46188 46089 46090 Ciclo Reproductivo Núcleo Mortalidad 100% Familias Pre Smolt: Grading in 2 groups Monitoring Pre-Smolt weight Selection by EBV-Index Life cycle Pre-selected Reyected Slaughtering: Carcass Quality Traits: 20-25 fish/Fam smolt Monitoring Harvest Weight 120-200 fish/Fam Pre-Selecting broodstock Masal selection (40-50%) Proceso de selección formal en el Núcleo Measured traits (Performance) BDatos Pedigree ID Sex Location Mortality Measurements Pedigree BLUP Evaluation Breeding Value by trait Tindex = (1.8)Growth + (0.18)RendFilete + ( 0.001)Mature + (0.07)Color + (0.01)Fat ID sex dam sire Index value G76F03 F P02A03 P01E10 0.518 G69C12 F P02D01 P03A02 1.21 G75D02 F P02A03 P01E10 -0.16 G81E07 F P02C04 P02H10 -0.74 G73H01 F P02A11 P02H06 1.26 G56F04 F P01A07 P01E09 4.007 0.15 0 GF3 Broodstock selection 8 0 0 Mature Fat-color TrimD% Economic Values for breeding goals Estatus Mejoramiento genético en truchas Proceso Multiplicación formal Reproductores seleccionados del Núcleo por ranking TIndex Parents Reproductores (Grupos Multiplicadores) Próxima Generación Núcleo Ovas destinadas a Familias, formadas, optimizando Max +GG a Min + F Ovas destinadas a ser reproductores, con la mejora obtenida en Núcleo y en n° suficiente para requerimientos de la empresa Aplicación biotecnológicas (Pobl. Monosexo, Triploidias, Fotoperíodos) Producción ovas para producción 9 Estatus Mejoramiento genético en truchas Componentes Claves de un programa • • • Objetivos de mejoramiento claros Poblaciones con genealogía/origen y trazables (Pittags ‐ Microsatélites) Diseño Genético‐Estadístico del programa – – • • • • • • • Control Ambiente Sistema registros de datos Base de Datos de Alta calidad que refleje ese diseño Metodología Evaluación Genética (BLUP) Implementada (Predicción Valor Genético) Manejos adecuados (Estandarización Ambiental y eliminación de incertidumbres) Estructura Eficiente para abastecer a producción (Multiplicación) Complementación adecuada de las biotecnologías disponibles. Soporte técnico competente Ovas mejoradas deben venir con un predicción de performance de acuerdo a evaluación genética, para los objetivos de mejora. Estatus Mejoramiento genético en truchas Número de Clases Año 1 year EJEMPLO 11 2 year 3 year Estatus Mejoramiento genético en truchas Año de inicio Programas Genéticos en Países desarrollados + Chile (incompleto) Abalone 9 Camarones 8 Ostras 7 Sea bass 6 Sea Bream 5 4 Troutlodge 3 2 Aquagen Aquasearch AquaChile CMCh MHCh Invertec Huililco 1 Carpas Chinook Trucha Coho 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 0 12 Atlantic cod Salar Estatus Mejoramiento genético en truchas Producción acuícola proveniente de ovas mejoradas bajo un programa Genético formal (North America, Europe and Oceania) % Prod. based in improved stocks 97 27 22 Gjedrem, 2004; M. Rye, et al., 2010 Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Que se debe requerir a un programa genético • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 14 Base genética de la producción de trucha en Chile Siembras 15 Millones Smolt Salar Coho Trucha Total 2003 106,0 46,7 42,8 195,5 2004 123,0 39,4 55,3 217,7 2005 139,1 39,3 73,2 251,6 2006 149,1 42,7 75,8 267,6 2007 222,8 66,2 93,2 382,2 2008 124,7 42,9 71,6 239,2 2009 21,8 34,2 44,9 100,8 2010 73,6 45,7 84,0 203,3 % Salares % Coho % Truchas 54,21 23,89 21,91 62,90 20,15 28,30 71,15 20,10 37,44 76,26 21,84 38,77 113,96 33,86 47,67 63,77 21,94 36,63 11,15 17,47 22,95 37,62 23,36 42,99 Base genética de la producción de trucha en Chile Evolución Producción de Ovas de Trucha Período (1998‐2009) 300 Millones de Ovas 250 200 36% 150 100 57% 50 0 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Nacional Importado Total Año 41 millones ovas 2005 % 16 Ago Sept Oct Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun 0,04 0,11 0,23 0,30 0,19 0,11 0,02 Jul Base genética de la producción de trucha en Chile Distribución Importacion Ovas Trucha año 2007 (104 millones) Distribucion Importacion Ovas Trucha año 2006 (73 millones importados) 1 % 0 1 % 31 % 26 % 41 % Dinamarca 45% 27% Noruega USA USA 28 % Otros Distribución Importacion Ovas Truchas año 2010 (62 millones) 0 0 10% Dinamarca Noruega USA 90% 17 Dinamarca Noruega Finlandia 0 0 Finlandia Otros Finlandia Otros Base genética de la producción de trucha en Chile Flujo Material Genético Base genética de la producción de trucha en Chile Flujo Material Genético (Por cepas) NLA, Osland Donalson, Kamloop Cofradex, FGFRI, Arvokala Base genética de la producción de trucha en Chile Principales proveedores Ovas importadas y sus líneas Kamloop/ McCleary, Steel-head Trachsel Fresh, Late, Salt Cofradex Hansen, Jutland, Ollerupgard, Sandguild, Trachsel Aquagen/NLA Osland FGFRI/Arvokala 20 Base genética de la producción de trucha en Chile Principales proveedores Ovas importadas y sus líneas Rasgos AquaGen AquaSearch TroutLodge Trachsel Salmobreed TTM SW FW FW FW SW SW/FW Crecimiento x X X X X X Maduración X X Conversión X X Ciclo X X X COMO OPERA UN PROGRAMA DE ¡¡¡ Es necesario evaluarlas !! MEJORA GENETICA EN SALMONES Contenido Grasa Filete X Calidad X Color Piel X X Rendimiento Filete X X Resistencia IPN Deformidades Sobrevivencia X % Eclosión X Tolerancia Salinidad X X X X Base genética de la producción de trucha en Chile Ejemplos de Programas Genéticos Nacionales de truchas Objetivos de mejora Color plateado Peso Cosecha Color filete Fecha inicio: 2000 Fecha inicio: 2005 Color plateado Peso Cosecha Color filete Sin información Salmones Quetro 22 Base genética de la producción de trucha en Chile Programas Genéticos Nacionales de truchas • Se estima que los programas indicados no aportan mas del 40 % de la producción de ovas nacionales requeridas anualmente. • No hay resultados de respuesta a la selección convincentes en crecimiento, solo en coloración de la piel. • La producción restante se realiza en base a importación de ovas stocks y de reproductores nacionales de los cuales no se conoce su composición y calidad genética, y no tiene impacto de mejora, •Efecto de la consanguinidad en crecimiento: -0.2 to -6% /+10 % F •Necesario evaluar calidad genética poblacional • Hay una gran oportunidad para iniciar programas de cría de trucha en Chile, que sean competitivos y den solución a los requerimientos productivos de la Industria. Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 24 Rasgos de importancia Económica Rasgos de Importancia Económica en Truchas Mejor crecimiento, reducción del tiempo a cosecha Maduración a edad tardía Rendimiento Cortes en Planta Calidad (pigmentación, contenido de grasa) Mayor Tolerancia a comer Vegetales Resistencia a Enfermedades (SRS, Caligus, IPN) Tolerancia a mayores temperaturas Desadaptación/Tolerancia a la salinidad Objetivos a mejorar Selección de Características Costo, Factibilidad, Eficiencia de Selección 80/20 25 Rasgos de importancia Económica Ejemplo Crecimiento y Mortalidad en S.salar Características Efecto en costo 1% de mayor (sgr) ‐ 6 ¢/kg 1% menos mortalidad ‐ 2 ¢/kg 5% mejor retención de pigmento ‐ 1 ¢/kg 26 Volumen Ciclo Productivo Truchas 10-14 meses en mar M.A.G /G.G.G (%) Retorno Anual Prod. (Tons) SGR Mortalidad 20 mil 1.25/5.0 1.0/4.0 ‐U$ 475,000 20 mil 2.50/10.0 1.0/4.0 ‐U$ 850,000 Total 40 mil 1.25/5.0 1.0/4.0 ‐U$ 950,000 40 mil 2.50/10.0 1.0/4.0 ‐U$ 1,700,000 60 mil 1.25/5.0 1.0/4.0 ‐U$ 1,425,000 60 mil 2.50/10.0 1.0/4.0 ‐U$ 2,550,000 80 mil 1.25/5.0 1.0/4.0 ‐U$ 1,900,000 80 mil 2.50/10.0 1.0/4.0 ‐U$ 3,400,000 M.A G (%) Volumen (Tons) SGR 20 mil ‐ U$ 300,000 ‐ U$ 100,000 ‐ U$ 400,000 40 mil ‐ U$ 600,000 ‐ U$ 200,000 ‐ U$ 800,000 60 mil ‐ U$ 900,000 ‐ U$ 300,000 ‐ U$ 1,200,000 80 mil ‐ U$ 1,200,000 ‐ U$ 400,000 ‐ U$ 1,600,000 100 mil ‐ U$ 1,500,000 ‐ U$ 500,000 ‐ U$ 2,000,000 Mortalidad Rasgos de importancia Económica Maduración Tardía Ciclo reproductivo 1 year 2 year 3 year % Plateados Coloración externa 27 Color carne Rasgos de importancia Económica Desadaptación peces en Mar y resistencia a Patógenos Mortalidad Anual Acumulada Período 2008 – 2011 15- 25 % ciclo cerrados Según datos del la Industria • 25,7% Rezagos por desadaptación • 22,0% Enfermedades • 18,7% Sin causa aparente Enfermedades relevantes: IPN, SRS, Caligus ¡¡ Objetivos de Mejoramiento aun no implementados!! 28 Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 29 Implementación StockPerformances • Validar el potencial productivo de las cepas disponibles. • Realizar un testeo de la calidad de nuestra cepa bajo mejora. • Explorar el uso de cruzamientos • Debe realizarse al menos en tres años consecutivos Escenarios de evaluación disponibles: - Con datos de producción - Establecer un diseño y pruebas de comportamiento específicas 30 Implementación Stock‐Performances Diseño para evaluación de cepas 1. Línea 1 2. Línea 2 3. Línea 3 Coordinar n° ovas ojo suficiente contemporáneas Marcaje líneas a los 10-30 g (corte de aletas, Criomarcas) Se establece un rango de talla a marcar Definir Min 2 replicas (jaulas de producción) Evaluar: ‐Sobrevivencia y crecimiento agua dulce ‐Sobrevivencia y crecimiento mar ‐Nivel de rezago ‐Datos de Planta (calidad y rendimientos) Mar Estuario Jaula Mix 31 Temas a desarrollar: • Conceptos básicos e historia • Estatus del Mejoramiento Genético de Truchas • Base genética de la producción de truchas en Chile • Cuales son los rasgos de importancia económica • Necesidad de implementar stocks performance • Elementos de I+D que se deben considerar 32 Elementos de I+D que se deben considerar • Estudio de Interacción GxE o Mayoría de proveedores son extranjeros y manejan sus stocks en agua dulce oEs necesario manejar stocks/núcleos en ciclos cerrados (FW‐SW/SW) ? Especie Rasgo % Var.Total (SC) Referencia Salmón Atlántico Crecimiento 1.3 – 3.1 % Gunnes & Gjedrem, 1978 Salmón Atlántico Madurez 23‐54 % Wild et al., 1994 Trucha arcoiris Crecimiento 1.1‐5.5 % Gunnes & Gjedrem, 1981 Salmónidos Resistencia Patógenos ¿ ? ‐ Escenario tradicional Breeding goals ID G76F03 G69C12 G75D02 G81E07 G73H01 G56F04 Núcleo dam sire Index value P02A03 P01E10 0.518 P02D01 P03A02 1.21 P02A03 P01E10 -0.16 P02C04 P02H10 -0.74 P02A11 P02H06 1.26 P01A07 P01E09 4.007 Núcleo = Producción Parents 33 sex F F F F F F Elementos de I+D que se deben considerar Estudio de Interacción GxE Escenario ciclo cerrado Breeding goals Parents ID G76F03 G69C12 G75D02 G81E07 G73H01 G56F04 sex F F F F F F dam sire Index value P02A03 P01E10 0.518 P02D01 P03A02 1.21 P02A03 P01E10 -0.16 P02C04 P02H10 -0.74 P02A11 P02H06 1.26 P01A07 P01E09 4.007 Núcleo Núcleo ≠ Producción ¡¡ DESAFÍO FUTURO !! • GxE mayor magnitud • Rediseño Programa • Focalizado en Breeding Goals Elementos de I+D y desafíos que se deben considerar a corto plazo • Implementar protocolos de desafío (IPN, SRS, Caligus) para Trucha arcoiris • Implementar y desarrollar formas de medición (fenotipos) de la condición de desadaptación, a implementar como criterio de selección. • Concatenar y optimizar el uso de biotecnologías en programas genéticos de truchas • Conocer en detalle la composición genética de los stock nacionales sin programa. Elementos de I+D a considerar a largo plazo • Secuenciación genoma trucha • Desarrollo y construcción de un Chip de SNP • Implementación de selección genómica en resistencia a patógenos 35 Estación Experimental Lenca 36 Estación Experimental Lenca ¡¡ MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION !!
