Proyecto Pirinnovi: cooperación franco-española en investigación y utilización práctica de herramientas genómicas en ovino de carne

SEMINARIO INTERNACIONAL:

‘La genómica desde un punto de vista práctico’

Belén Lahoz. Investigadora del CITA-Aragón

En esta ponencia se van a presentar los trabajos genómicos que se están desarrollando en el proyecto Pirinnovi, con una visión aplicada. Los responsables de la parte de genética en España son Malena Serrano, del INIA; y Jorge Calvo, del CITA-Araid.

PRESENTACIÓN GENERAL DEL PROYECTO

El proyecto Pirinnovi tiene como nombre completo ‘Innovación técnica y eficiencia productivas de las explotaciones de razas ovinas autóctonas del territorio pirenaico para mejorar su viabilidad’. Por tanto, las siglas de Pirinnovi proceden de Pirineos, innovación y ovino. Se trata de un proyecto presentado en la primera convocatoria del Programa de Cooperación Transfronteriza España-Francia-Andorra, en el que Europa a través de los fondos FEDER financia una serie de proyectos en un territorio que va desde los Pirineos Atlánticos a los Pirineos Orientales, con territorios transfronterizos con problemas comunes. En el caso de España, incluye País Vasco, Navarra, La Rioja, parte de Aragón y Cataluña.

El proyecto Pirinnovi se sitúa en el Eje 1 del Programa de Cooperación Transfronteriza, que trata de dinamizar la innovación y la competitividad. Por lo tanto, debe haber una interacción entre los investigadores, la industria y las asociaciones de ganaderos. Se aprobó en su primera convocatoria, con un presupuesto total de unos dos millones de euros y una duración de tres años. Comenzó en junio de 2016. Ya están disponibles algunos resultados, aunque se está en fase de realización en la mayor parte de las acciones.

El proyecto está integrado por doce socios y siete colaboradores, de los que siete son organismos de I+D, cuatro son cooperativas y hay ocho asociaciones de ganaderos. Se encuentran en el proyecto el CITA de Aragón, en colaboración con la Universidad de Zaragoza, liderando el proyecto; Araid; INIA; el Intia de Navarra con la asociación que gestiona la raza Navarra; Unión de Productores de Rasa Aragonesa (UPRA) en colaboración con Oviaragón y las razas Roya Bilbilitana y Maellana; y la raza Ansotana, con la colaboración de la raza Churra Tensina y Xisqueta. Por la parte francesa, están las institutos de investigación el INRA, con el que colabora Ovi-Test como gran cooperativa de la raza Lacaune; el Institute de l´Elevage; la Asociación de Cámaras de Agricultura de los Pirineos; las cooperativas Coram y Terre-ovine; y CDEO, que es el centro de inseminación de los Pirineos Atlánticos.

Se encuentran a ambos lados de la frontera, y en el ovino en general, una serie de problemas comunes. El principal es la falta de rentabilidad, una falta de relevo generacional y una escasez en la innovación, que tiene influencia en el relevo generacional. Antes estos problemas comunes, se buscan soluciones que también puedan ser comunes.

El objetivo general de Pirinnovi es mejorar la sostenibilidad (económica, social y medioambiental) de las explotaciones de ovino del territorio, poniendo en valor las razas autóctonas.

También hay una serie de objetivos específicos:

- Establecer un espacio de intercambio de conocimientos y metodologías de I+D en gestión, reproducción y genética ovina.

- Difundir esas mejoras a las ganaderías de ovino.

- Dar visibilidad a la ganadería ovina transpirenaica, con sus debilidades y posibilidades.

En total, se cuenta con la participación de 18 razas ovinas, de las que siete son españolas. Dos de ellas son razas de fomento (Navarra y Rasa Aragonesa), que han llevado a cabo desde hace años programas de mejora genética y tienen estrategias de mejora mucho más relevantes, frente a las cinco razas en peligro de extinción que desarrollan programas de conservación (Ansotana, Churra Tensina, Maellana, Roya Bilbilitana y Xisqueta). Por la parte francesa, se trabaja con la raza Lacaune de aptitud cárnica y otras siete de carne de pocos efectivos (Aure et Campan, Baregéoise, Castillonaise, Lourdaise, Montagne noir, Rouge du Roussillon y Tarasconnaise). También hay tres razas de aptitud lechera (Basco-Béarnaise, Manech cara rubia y Manech cara negra), pero únicamente se trabaja con ellas en el aspecto concreto de la fertilidad en inseminación artificial. Es decir, se cuenta con quince razas de carne y tres de leche, pero el proyecto es eminentemente de ovino de carne. Se cuenta con un censo aproximado de 1.337.000 ovejas y 7.735 ganaderías.

El proyecto se divide en cinco acciones. Las dos primeras son acciones generales de los proyectos europeos: una de gestión y otra de comunicación. A continuación, hay tres acciones técnicas. La primera es el análisis técnico-económico, social y medioambiental de la ganadería ovina, que se integra en un eje de sostenibilidad. Es decir, para parte de las innovaciones que se están trabajando en el proyecto, como la genómica o la automatización de la recogida en el peso de los terneros, se quiere evaluar su aceptación de los diferentes actores implicados: ganaderos, técnicos y sociedad en general. También hay un eje de genética que engloba a las dos últimas acciones, que son capacidad maternal y de prolificidad, por su gran repercusión sobre la rentabilidad de las explotaciones de ovino de carne.

CAPACIDAD MATERNAL

La selección por capacidad maternal en ovino de carne se hace porque en las ganaderías semi-intensivas se ha trabajado mucho en mejorar la prolificidad durante los últimos años, en particular ligada a genes mayores. Por lo tanto, sí se ha visto la importancia de mejorar la prolificidad y la gran repercusión que tiene sobre la rentabilidad de este tipo de explotaciones. Sin embargo, mejorar la capacidad maternal es algo importante y necesario. Una vez que se aumenta el número de corderos por parto, se debe conseguir que esos corderos sean viables y lleguen antes al peso de sacrificio.

Por otra parte, en las explotaciones extensivas no tienen recursos suficientes de mano de obra ni de alimentación para aumentar la prolificidad, por lo que en ocasiones no interesa incidir en este aspecto, como es el caso de la raza Tarasconnaise. En esos casos, mejorar la capacidad maternal siempre será interesante.

Lo que se selecciona mediante capacidad maternal es el crecimiento de los corderos de 0 a 45 días. Se encuentran muchas diferencias dentro del proyecto en ambos lados de la frontera. En España se pesan los corderos dos veces: una al nacimiento y otra al destete. Los socios franceses llevan trabajando más tiempo en este aspecto y han conseguido estandarizar ese peso al nacimiento en función del tipo de parto y del sexo, por lo que se evitan esa pesada y únicamente hacen otra pesada entre los 22 y los 44 días. Además, lo que se selecciona, de forma directa o indirecta, es una mayor facilidad de parto de la madre, una mejora de la capacidad lechera, menos grado de mamitis, menor mortalidad de los corderos y una mejora del comportamiento maternal para sacar adelante a esos corderos.

Lo que se requiere de las ganaderías para mejorar esta capacidad maternal son varios aspectos. Está la genealogía, que incluye en primer lugar la identificación de los animales. En Francia la identificación electrónica de los corderos al nacimiento es obligatoria, pero no en España. De forma experimental, se están utilizando crotales electrónicos al nacimiento que permiten disminuir el número de errores de registro y automatizar la recogida de datos. Para obtener los datos de genealogía, se puede hacer mediante la inseminación artificial, montas controladas o test de paternidad. En la inseminación artificial encontramos problemas, en lo relativo con la fertilidad, ya que ha disminuido en los últimos años. Además, en España el número de inseminaciones en ovino de carne es muy modesto. En las razas Rasa Aragonesa y Navarra no se realizan más de 5.000 inseminaciones al año y son las razas que inseminan. Por lo tanto, es muy difícil asegurar genealogías con la inseminación artificial, por lo que hay que buscar otra serie de alternativas. Como las montas controladas son complicadas y se hace poco, se plantea la realización de test de paternidad en las ganaderías.

También es necesario en las ganaderías registrar el peso de los corderos. En España es un trabajo más tedioso, porque son ganaderías más grandes, con un mayor número de pariciones y más corderos que pesar. Es un trabajo costoso para el ganadero y hay que tratar de aligerar esa carga. En Francia tienen menos corderos que pesar. Otra parte que se está desarrollando consiste en realizar una serie de prototipos de básculas que son capaces de leer los crotales electrónicos y registrar el peso sin necesidad de intervención del ganadero. Por último, se necesita el control de partos y una evaluación y selección genética.

El objetivo final es disponer de machos mejorantes para este carácter de capacidad maternal en los centros de inseminación.

Por lo tanto, la acción 4 de la capacidad maternal del proyecto Pirinnovi se divide en cinco sub-actividades:

- Intercambio sobre la organización de los esquemas ovinos pirenaicos y optimización de la recogida de datos necesarios para la evaluación de las aptitudes maternales.

- Control de la reproducción mediante la inseminación artificial.

- Informatización y automatización de la recogida de datos.

- Asignación de paternidad. Esta subactividad es la relacionada con la genómica.

- Impacto de la automatización de las pesadas y de la asignación sobre la evaluación genética.

El hito es la creación de una plataforma de investigación y desarrollo sobre la puesta en marcha y el impacto de la asignación de paternidad para mejorar la evaluación genética de las aptitudes maternales.

Para conseguirlo, se está desarrollando un nuevo test de paternidad de SNPs, válido para todas las razas pirenaicas. Es importante para incrementar la fiabilidad de los esquemas de mejora y tener una mayor versatilidad al incluir otra serie de caracteres de interés para la selección y ahorrar así costes de algunos genotipados que se están realizando ahora de forma independiente. Por ejemplo, en el caso de la raza Rasa Aragonesa, se incluiría la prolificidad ligada al gen ROA, la susceptibilidad a scrapie o aspectos como la estacionalidad reproductiva, con marcadores ligados a una mayor actividad reproductiva en anestro. Para ello, se trata de elegir los SNPs que aporten un mayor poder de exclusión de paternidad en las razas objetos del proyecto a través de un chip de alta densidad.

Actualmente, se está trabajando con las siete razas españolas y el objetivo es compararlo con el chip del que ya disponen las razas francesas. Así, en España se han obtenido muestras en las ganaderías, se ha extraído el ADN en el laboratorio de biología molecular del CITA y se han enviado a hibridar esas muestras con el microchip. Una vez que se tengan estos resultados, se comparará con el chip en Francia y se realizarán unos 2.000 o 3.000 test de paternidad de animales de monta natural en las ganaderías de las diferentes razas, para poder disponer de una mayor información genealógica y poder alimentar la información y avanzar en la mejora por capacidad maternal. También está previsto testarlo en algunos animales de inseminación artificial, para observar si hay errores de filiación por cuestiones de manejo.

En Francia ya disponen de un microchip con unos 80 o 90 SNPs de paternidad, llegando a 128 SNPs en total, incluyendo marcadores de prolificidad y resistencia a scrapie. Es un test disponible a nivel comercial por unos 18 euros. Actualmente, están llevando a cabo unos 5.000 test de paternidad en la raza Tarasconnaise.

GENES MAYORES DE PROLIFICIDAD

La selección por prolificidad en ovino de carne se debe a que los estudios técnico-económicos, en particular los realizados en Rasa Aragonesa, demuestran la influencia de estos caracteres sobre la rentabilidad económica de las explotaciones. Así, un estudio de Oviaragón señala que incrementos del 1% en la prolificidad significan incrementos de más del 3% del margen bruto por UTH. Por lo tanto, desde hace muchos años se trabaja en la mejora de la prolificidad en razas de ovino de carne. Un ejemplo es la raza Rasa Aragonesa, que en 1994 desarrolló un programa de selección poligénica, a través de UPRA-Oviaragón.

Gracias a ese trabajo constante de mejora y de recogida de datos, genetistas del INIA y del CITA observaron un incremento del valor genético inesperado en prolificidad y que no se debía a una herencia poligénica clásica. De esta forma, sospecharon la presencia de un gen mayor, un gen con gran efecto, sobre la prolificidad. Por lo tanto, se descubrió el gen ROA, que es una variante génica natural, ligada al cromosoma X, que da lugar a un aumento importante de la prolificidad en heterocigosis y que conlleva una serie de ventajas económicas importantes.

Así, se han hecho estudios sobre la influencia de la presencia de animales portadores de estos poliformismos prolíficos sobre los parámetros productivos y la rentabilidad de la explotación. Se observa que las ganaderías con un más del 5% de animales con gen ROA tienen valores superiores a las ganaderías que hacen selección poligénica, y también a las que no hacen. Estas explotaciones consiguen un mayor número de partos por oveja y año, una mayor prolificidad, aunque no hay grandes diferencias en la mortalidad de corderos. Al final, conlleva una diferencia económica importante en el margen bruto de las explotaciones.

Por lo tanto, desde su descubrimiento, hay un incremento constante del número de animales portadores de estas variantes de prolificidad en las ganaderías. Se ha pasado de 3.000 animales de Rasa Aragonesa en 2008 a cerca de 15.000 en la actualidad. En la distribución por rebaños, entre todas las ganaderías de Rasa Aragonesa que integran la UPRA, tan sólo el 42% no tiene presencia de estos animales en las ganaderías. Es decir, este tipo de selección ha tenido un gran calado en las explotaciones y es una realidad en la que se está trabajando desde hace años.

Obviamente, este poliformismo en estos genes de prolificidad no es el primero descubierto a nivel internacional. Este poliformismo se encuentra en el gen BMP15 y conlleva un incremento de la prolificidad de alrededor de 0,32 corderos por parto y también esterilidad en homocigosis, algo que se debe tener en cuenta a la hora de manejar estos animales. También este mismo gen se encuentra en la raza Lacaune, con otro poliformismo, que conlleva incrementos superiores de la tasa de ovulación, con 1,5 adicional y genotipo de infertilidad en homocigosis. Otros poliformismos se encuentran en el receptor BMP o en el gen GDF9. Además, la raza Lacaune dispone de otro poliformismo identificado en el cromosoma 11, que es con el que realmente están trabajando en la actualidad, ya que el otro poliformismo están tratando de eliminarlo porque no les interesaba por la esterilidad.

A ambos lados de la frontera, en esta ocasión nos encontramos bastantes similitudes en el asunto de la prolificidad. Contamos con dos razas, Lacaune para carne y Rasa Aragonesa, en las que hay presencia de genes mayores de prolificidad que conllevan un incremento moderado de la heterocigosis. En el caso de Lacaune, conlleva también un incremento no deseable, ya que en algunos casos es excesivo cuando está presente en homocigosis.

Se han estudiado los efectos sobre la tasa de ovulación de estos poliformismos, pero hay que saber que estas mutaciones tienen un efecto sobre la foliculogénesis, una acción a nivel del ovario de los animales y su tasa de ovulación. En concreto, los animales portadores presentan folículos antrales más pequeños, con menos células granulosas y una alteración a la sensibilidad de las gonadotropinas. Lo que provoca es que no sólo haya que evaluar su tasa de ovulación, sino posibles implicaciones sobre otros parámetros, como el momento de ovulación, la fertilidad en pubertad, la estacionalidad o la interacción con tratamientos hormonales.

Estos asuntos se abordan en la acción 5 del proyecto, con dos hitos. El primero es la creación de una red de gestión de genes mayores de prolificidad y el segundo es la creación de una red de investigación y búsqueda de genes mayores de prolificidad.

Esta acción 5 tiene varias actividades: efectos de los genes mayores de prolificidad sobre la edad a la pubertad de las corderas; efectos sobre la fertilidad; genómica de los genes mayores de prolificidad; intercambios sobre la gestión de genes mayores de prolificidad.

■ Efectos sobre la pubertad

Se estudia de forma experimental, tanto en el INRA como en el CITA, y también en las ganaderías. Se ha podido realizar un primer análisis en colaboración con INIA, Araid, UPRA y CITA, en el que se han corregido los efectos de año, mes, ganadería y genotipo sobre toda la base de datos de la Rasa Aragonesa, con más de 200.000 datos de edad a primer parto recogidas. Se ha comprobado que la edad al primer parto está muy retrasada, ya que hay una media de 19,7 meses lejos del potencial de la raza, y no se ha encontrado un efecto significativo del genotipo.

■ Efectos sobre la fertilidad

Se va a estudiar, tanto en Lacaune como en Rasa Aragonesa, la fertilidad en inseminación artificial, en monta natural y también en contra-estación. A nivel experimental, sólo se va a trabajar con raza Lacaune en el INRA, porque esta actividad se ha realizado ya por parte española, por lo que hay una transferencia hacia Francia de metodologías de trabajo.

Así, se ha estudiado la fertilidad de animales portadores prolíficos de ROA frente a los no portadores. Se observa que estos animales prolíficos tienen también una mayor actividad sexual en primavera.

■ Genómica de los genes mayores

Se observa que existen animales de Lacaune y Rasa Aragonesa que presentan un valor genético elevado, con +0,32 en la raza francesa y +0,18 en la española, en los que no se han detectado este tipo de mutaciones en los genes BMP15 o GDF9. Por lo tanto, se plantea la hipótesis que puedan existir otros genes mayores.

Así, la estrategia de trabajo es identificar 150 animales extremos en la población para el carácter de prolificidad: 75 poco prolíficas y 75 muy prolíficas. Después se realizará sobre estos animales extremos un genotipado de alta densidad y un análisis GWAS. Después, está previsto realizar la secuenciación completa del genoma de tres animales, para tratar de identificar algún nuevo alelo prolífico. En ese caso, se realizará el genotipado, se verá la frecuencia en la población y se estudiará su efecto.

Además, aprovechando que se tiene ADN del resto de las razas, se quiere buscar en las razas pequeñas posibles genes ligados a prolificidad, ya que son razas en muchas ocasiones muy cercanas genética y físicamente.

■ Gestión de genes mayores de prolificidad

Puesta en común entre los programas de Lacaune y Rasa Aragonesa, y la integración de los conocimientos adquiridos. Se trata de identificar correctamente estos animales con la identificación electrónica que los ganaderos jóvenes reclaman para hacer esta actividad más atractiva, cómo realizar esos genotipados, cómo realizar esos cruzamientos, planificación, alimentación, mano de obra... y seguir mejorando.

CONCLUSIONES

En ovino de carne las herramientas genómicas están mucho menos desarrolladas que en ovino de leche, pero son necesarias y hay posibilidades de utilizarlas, en especial si se consigue desarrollar algún tipo de chip que permita realizar los test de paternidad de una forma económica e incluir otros caracteres de selección.