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Revista Computadorizada de Producción Porcina Gen halotano y productividad de cerdos/Halothane gene and pig productivity Volumen 13 (número 1) 2006 INFLUENCIA DEL GEN DEL HALOTANO SOBRE LA PRODUCTIVIDAD EN CERDAS DE RAZA PURA E HIBRIDAS Y EN SEMENTALES DE RAZA PURA D.R. Sánchez, D.A. Villagómez, J. Galindo, M.A. Ayala, J. Taylor, L.A. Guerrero y M. Merlos Instituto de Biotecnología Animal, Departamento de Producción Animal, Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias, Universidad de Guadalajara. Km 7.5 de la carretera a San Isidro Mazatepec, Tlajomulco de Zúñiga. Jalisco, México email: [email protected] y [email protected] RESUMEN En este trabajo se evaluó el comportamiento reproductivo y productivo de sementales y hembras portadoras del gen halotano, en una granja comercial y una de razas puras. Se utilizaron 67 cerdas F1 en la granja comercial así como 100 cerdas y 67 sementales de las razas Landrace, Duroc y Large White. De acuerdo a la frecuencia génica determinada, el 13% de las hembras en la granja de razas puras fueron heterocigotas. En la granja comercial, de acuerdo con la frecuencia génica observada, el 20% de las hembras eran portadoras del gen halotano (Nn). La frecuencia del gen halotano fue diferente en cada población racial, siendo mayor en el genotipo Landrace que en el Large White, no encontrando su presencia en la Duroc. Por lo que respecta a las variables estudiadas se observó diferencia significativa (P<0.05) para el peso promedio al destete entre cerdas portadoras (Nn) y cerdas negativas al gen (NN) de la granja de cerdas de razas puras. En las hembras de la granja comercial solamente hubo diferencia significativa (P<0.05) para la ganancia de peso por camada entre cerdas portadoras (Nn) y negativas (NN) al gen del halotano. No existió un efecto del gen del halotano sobre el comportamiento productivo en los sementales de raza pura. Al parecer, puede existir evidentemente una variación genética y de sexo en la productividad del ganado porcino en condiciones mexicanas de producción de cerdos, al menos desde el punto de vista del gen del halotano o gen de susceptibilidad al estrés. Se considera de interés indicar que se requieren más estudios que garanticen estrategias que permitan manipular la influencia de este gen. Palabras claves: gen halotano, cerdos, productividad, genotipo, sexo Título corto: Gen halotano y productividad de cerdos INFLUENCE OF THE HALOTHANE GEN ON THE PRODUCTIVITY OF PUREBRED OR HYBRID SOWS AND PUREBRED BOARS SUMMARY Reproductive and productive performance of halothane gene carriers (females and sires) was evaluated in a commercial farm and in other of purebred animals. A total of 67F1 female from the commercial farm and 100 females and 67 boars from the Landrace, Duroc and Large White genotype were used. According to the determined gene frequency, 13% of females from the purebred animal farm were heterozygous. In the commercial farm, 20% of the females were carriers of the halothane gen (Nn). The frequency of the halothane gene was different in every breed population, and it was greater in the Landrace than in the Large White genotype whereas the Duroc animals had no halothane gene. It was found a significant differences (P<0.05) as caused by the halothane gene presence for average weaning weight between carrier (Nn) and negative (NN) sows from the pure bred farm. The halothane gene only determined significant differences (P<0.05) in litter weight gain in sows from the commercial farm. There was no effect (P>0.05) of halothane gene on boars from the pure bred animal farm. It appears that it may exist a genetic and sex variation in productivity of pigs in Mexican conditions of pig production, al least from the point of view of the halothane gene, otherwise named stress susceptibility gene. It is considered of interest to indicate that more studies are required in order to warrant strategies for manipulating the influence of the halothane gene. Key words halothane gene, pigs, productivity, genotype, sex Short title:Halothane gene and pig productivity INTRODUCCION El gen del halotano, gen de la susceptibilidad al estrés o gen receptor de la rianodina es un gen mayor que afecta la calidad de la carne y el comportamiento productivo de cerdos (Fuji et al 1991). Es una mutación de un solo punto del canal de liberación de calcio. Los síntomas incluyen una hipersensibilidad al estrés con 44 Revista Computadorizada de Producción Porcina Gen halotano y productividad de cerdos/Halothane gene and pig productivity respecto a otros animales o a las condiciones de manejo y transporte, aumento del ritmo respiratorio, temblores musculares e hipertermia. Los músculos tienen una mayoría de fibras de tipo glicolítico de gran diámetro con posibilidades de presentar fibras gigantes, también tienen un bajo nivel de grasa intramuscular y de irrigación sanguínea (O’Brien et al 1993; O´Brien 1995). Este defecto genético recesivo conlleva a una hipertrofia muscular y a un nivel de cobertura grasa más bajo, asociado con un metabolismo de la grasa diferente (Weeb et al 1982). Los músculos poseen una glicólisis muscular más rápida después del sacrificio. Este cambio metabólico queda reflejado por el valor del pH 45 minutos después del sacrificio y es una buena indicación del nivel de carne pálida, suave y exudativa (PSE). El metabolismo acelerado puede conducir a una acidosis de los músculos con consecuencias sobre la respiración y la circulación sanguínea potencialmente mortales (O’Brien 1995). El efecto del gen del halotano ha sido evaluado en condiciones mexicanas de producción porcina (Galindo et al 2001; Sánchez et al 2001). Por otra parte, comparaciones productivas en una gran variedad de razas y países generan fuertes evidencias de que el gen del halotano tiene efectos contradictorios sobre rasgos reproductivos (ver Short et al 1995, 1997; Rothschild et al 1996; Stalder et al 1998; Matousek et al 2003). En ciertos casos sugieren que cerdas homocigotas (nn) al gen, tienen camadas mas pequeñas así como menor peso al nacimiento y al destete, sin embargo son pocos los trabajos con cerdas heterocigotas (Nn). El objetivo del presente estudio fue el de evaluar el comportamiento productivo de cerdas heterocigotas al gen halotano de raza pura e híbridas en granja, así como el de sementales de raza pura. MATERIALES Y METODOS De 100 cerdas puras de las raza Landrace, 67 sementales de las razas Landrace, Large White y Duroc así como 67 cerdas híbridas Y x L ,Y x H, fue determinado su genotipo para el gen del halotano de acuerdo con los datos de secuencia del DNA para este gen (O`Brien et al 1993). Se seleccionaron dos indicadores para seguir un protocolo de PCR (Brenig y Volumen 13 (número 1) 2006 Brem 1992; Brem y Brenig 1993), lo que permitió identificar los tres genotipos posibles para el locus Hal: cerdos negativos (NN), portadores (Nn) y positivos (nn). El estudio se realizó mediante la evaluación del comportamiento reproductivo de las cerdas y sementales, en el que se utilizaron los registros de producción de cinco años. De la información obtenida se analizaron las variables fertilidad (FER), servicios a concepción (SC), intervalo destete concepción (ID) , lechones nacidos totales (LNT), lechones nacidos vivos (LNV), lechones nacidos muertos (LNM) peso al nacimiento (PN), peso al destete (PD), lechones destetados (LD), mortalidad en lactancia (MOR) y ganancia de peso por camada (GPC). Desde el punto de vista bioestadística, se realiz’o un análisis de varianza a través de modelos lineales generalizados realizándose una comparación múltiple de sus medias mínimo cuadráticas, utilizando el paquete estadístico SAS (1996). El modelo matemático tuvo en cuenta los efectos de genotipo y de sexo del animal reproductor. En las condiciones en que el análisis de varianza indicó ser significativo (P<0.05), la separación de medias se hizo mediante la prueba de Tukey.. RESULTADOS Y DISCUSION La tabla 1 muestra la frecuencia del gen y genotipos halotano en los dos sexos examinados. Se determinó la presencia de este gen en 25.0% de las hembras puras y en 40.3% de las hembras híbridas. Sterle (2002) determinó la presencia del gen en varias razas y en cerdos híbridos en animales de exposición en San Antonio Texas, y observó en estos últimos una frecuencia del 40.8%. En lo que respecta a los sementales puros, la frecuencia de animales portadores del gen fue del 7.5%, mientras que en los sementales híbridos no se encontró el gen. Goodwing (1994) informó la presencia del gen en varias razas observando un promedio de 7% de animales heterocigóticos Nn, determinando una frecuencia en la raza Landrace, del 7%, en la Spotted, 9%, en la Yorkshire, 7% y en la Duroc, 5%, lo cual coincide con la frecuencia determinada en la raza Landrace durante la presente investigación. Tabla 1. Frecuencia genotípica y alélica del gen halotano en cerdos de raza pura e híbridos Genotipos, % Alelos Tamaño de Negativos Portadores Tipos de cerdos muestra NN Nn N n Raza pura Hembras 100 75.0 25.0 0.87 0.13 Machos 67 92.5 7.5 0.96 0.04 Híbridos Hembras 67 59.7 40.3 0.80 0.20 Machos 8 100.0 1.00 - 45 Revista Computadorizada de Producción Porcina Gen halotano y productividad de cerdos/Halothane gene and pig productivity La tabla 2 muestra que las hembras de raza pura Large White tuvieron una frecuencia génica de 0.98 para el gen dominante y de 0.02 para el gen recesivo, en la raza Landrace la frecuencia fue de 0.87 y 0.13 respectivamente, en la raza Duroc la frecuencia génica Volumen 13 (número 1) 2006 fue de 1.0 en el alelo dominante. O’Brien (1995) publicó la presencia del gen por raza, observando que la raza Pietrain tuvo una frecuencia del 50% y la raza Chester White, de 0% Tabla 2. Frecuencia genotípica y alélica del gen halotano en cerdas de raza pura Genotipos, % Alelos Tamaño de Negativos Positivos Genotipo muestra NN Nn N n Large White 25 96 4 0.98 0.02 Landrace 100 75 25 0.87 0.13 Duroc 30 100 1.00 - El comportamiento productivo de las variables en las cerdas de raza pura comparando homocigotas dominantes y heterocigotas, se muestra en la tabla 3, en donde, considerando los principales parámetros informados como afectados por el gen halotano, resultó que en la variable de ganancia de peso por camada, en las cerdas negativas (NN), sus camadas alcanzaron un peso de 41.20 kg, mientras que en las cerdas portadoras (Nn) el peso final de la camada fue de 37.52 kg, con una diferencia del 9.6%. Esto fue un reflejo de un mayor peso promedio al destete de las camadas de las cerdas negativas: 6.72 kg en contraste con 5.52 kg (P<0.05). No obstante, destetar menor cantidad de lechones que las cerdas portadoras (Nn). Estos resultados concuerdan con los obtenidos por Nystrom y Andersson (1993), quienes observaron que las cerdas negativas producían camadas al destete más pesadas que las portadoras. Stalder (1995) en un estudio con cerdas Landrace no encontró diferencia significativa al evaluar tamaño de camada, y mortalidad, siendo el peso a 21 días ligeramente superior en las cerdas negativas (NN) que las heterocigotas (Nn). Tabla 3. Comportamiento productivo de cerdas de raza pura con referencia al gen halotano Tipo de cerda Negativa, NN Positiva, Nn n 75 25 Lechones Total de nacidos 10.12 ± 2.15 10.03 ± 2.531 Nacidos vivos 9.36 ± 2.51 9.35 ± 2.611 Nacidos muertos 0.69 ± 0.99 0.64 ± 0.70 Peso de camada, kg Al nacimiento, kg 15.17 ± 4.47 15.19 ± 4.43 Al destete, kg 56.37 ± 17.04 52.71 ± 11.26 Ganancia, kg/camada 41.20 ± 16.64 37.52 ± 9.06 Peso, kg Al nacimiento, kg 1.63 ± 0.25 1.63 ± 0.19 Al destete, kg 6.72 ± 0.86a 5.52 ± 0.58 b Lechones destetados 8.44 ± 4.16 9.5 ± 3.42 Días de lactancia 18.91 ± 2.91 19.40 ± 2.84 Mortalidad en lactancia, % 13.00 ± 0.10 8.00 ± 0.16 1 Media y desviación estándar ab Medias con diferentes letras en la misma fila difieren entre sí (P<0.05) de manera significativa En el caso de las cerdas comerciales el comportamiento para la variable de ganancia de peso por camada fue mayor en las cerdas negativas (NN) las cuales tuvieron una ganancia de 57.11 kg, mientras las cerdas portadoras (Nn) su incremento fue de 52.04 kg, lo que representa una diferencia de 8.87%, siendo estadísticamente significativo (P<0.05). Las hembras negativas tuvieron menor número de lechones al destete. Esto se muestra en la tabla 4, junto con las otras variables estudiadas las cuales no mostraron diferencias estadísticas entre sí, no obstante que las cerdas negativas tuvieron menor mortalidad en lactancia (9.93%), que las heterocigotas (11.36%). 46 Revista Computadorizada de Producción Porcina Gen halotano y productividad de cerdos/Halothane gene and pig productivity Volumen 13 (número 1) 2006 Tabla 4. Comportamiento productivo de cerdas híbridas con referencia al gen halotano Tipo de cerda Negativa, Positiva, NN Nn n 40 27 Lechones Total de nacidos 9.49 ± 2.08 9.58 ± 1.571 Nacidos vivos 9.18 ± 1.54 9.17 ± 1.89 Nacidos muertos 0.40 ± 0.63 0.32 ± 0.67 Peso de camada, kg Al nacimiento 12.90 ± 2.83 12.31 ± 3.62 Al destete 69.11 ± 12.10 64.35 ± 18.08 Ganancia, kg/camada 57.11 ± 16.90a 52.04 ± 12.68b Peso, kg Al nacimiento 1.46 ± 0.24 1.40 ± 0.24 Al destete 8.43 ± 1.21 7.79 ± 1.97 Lechones destetados 8.19 ± 1.92 8.26 ± 1.04 Días de lactancia 33.94 ± 4.14 32.60 ± 7.95 Mortalidad, % 9.93 ± 8.94 11.36 ± 9.50 1 Media y desviación estándar ab Medias con diferentes letras en la misma fila difieren entre sí (P<0.05) de manera significativa La frecuencia de cerdos portadores (Nn) del gen halotano por raza para los verracos se muestra en la tabla 7, siendo la raza Landrace la que mayor frecuencia presentó (23.5 %), mientras en la raza Large White se encontró un 5.5 % y, por lo que respecta a la Duroc todos fueron negativos (NN). La frecuencia del gen dominante fue de 0.97 y de 0.03 del gen recesivo en la población de verracos Large White. En la tabla 5 se muestran los valores resultados del comportamiento reproductivo. Se observó que los valores de fertilidad en cerdas raza pura fue mejor para las negativas (NN) 84.05% que el de las cerdas portadoras (Nn), que fue de 80.34%, el intervalo destete a concepción y servicios a concepción fueron valores superiores para las negativas: 16.70 y 6.29 días, que para las portadoras: 14.50 y 6.15 días respectivamente. Los verracos Landrace tuvieron una frecuencia génica de 0.88 para el gen dominante y de 0.12 para el gen recesivo; en los verracos Duroc se detectó ausencia completa del gen recesivo. las hembras puras. Sterle (2002) determino la presencia del gen en varias razas reportando un 48.8 % para la raza Duroc, 38.2% para la Hampshire y un 16.6% para la Yorkshire, en donde las razas no blancas tuvieron mayor frecuencia del gen caso contrario a este trabajo. Así, el intervalo destete-concepción fue diferente (P<0.05) entre ambos tipos de cerdas. Tabla 5. Comportamiento reproductivo de cerdas de raza pura con referencia al gen halotano Tipo de cerda Negativa, NN Positiva, Nn n 75 25 Servicios a concepción 6.15 ± 1.05 6.29 ± 1.141 Fertilidad, % 84.05 ± 3.81 80.34 ± 3.21 Destete-concepción, días 16.70 ± 3.4a 14.50 ± 3.6b 1 Media y desviación estándar ab Medias con diferentes letras en la misma fila difieren entre sí (P<0.05) de manera significativa En la tabla 6 se muestra el comportamiento reproductivo de las cerdas comerciales cuyos valores difirieron del de las hembras de raza pura, ya que la fertilidad fue de 85.9% para las cerdas negativas (NN) y de 80.4% para las portadoras (Nn). Los valores de intervalo destete a concepción fueron de 17.21 para las cerdas negativas y de 14.3 para las portadoras, mostrando ambos valores una diferencia significativa (P<0.05). Tabla 6. Comportamiento reproductivo de cerdas híbridas con referencia al gen halotano Tipo de cerda Negativa, Positiva, NN Nn n 40 27 Servicios a concepción 6.29 ± 1.21 6.10 ± 1.151 Fertilidad, % 85.90 ± 1.15a 80.46 ± 8.80b Destete-concepción, días 17.21 ± 4.04a 14.30 ± 3.52b 1 Media y desviación estándar ab Medias con diferentes letras en la misma fila difieren entre sí (P<0.05) de manera significativa Tabla 7. Frecuencia genotípica y alélica del gen halotano en verracos de raza pura Genotipo Large White Landrace Duroc n 19 17 31 Negativos, NN 94.7 76.5 100.0 Positivos, Nn 5.3 23.5 Alelos N 0.97 0.88 1.00 n 0.03 0.12 - La tabla 8 presenta el comportamiento productivo de los verracos de raza pura, de acuerdo con la influencia que el gen halotano pudo tener en este comportamiento. Se encontró que para la variable de lechones nacidos vivos existió una diferencia de 0.7 de lechones menos para los verracos portadores (Nn) y de 0.5 kg menos de peso promedio al destete para los mismos portadores. Sin embargo, ninguna variable mostró diferencia significativa (P<0.05) como consecuencia de la presencia o ausencia del gen halotano en estos animales. 47 Revista Computadorizada de Producción Porcina Gen halotano y productividad de cerdos/Halothane gene and pig productivity Tabla 8. Comportamiento reproductivo y productivo de verracos de raza pura con referencia al gen halotano Negativos Portadores NN Nn Servicios 6.3 ±1.55 6.4 ± 2.661 Fertilidad, % 67 ± 0.18 67 ± 0.15 Cerditos Nacidos vivos 8.6 ± 2.0 7.9 ± 2.5 Peso al nacimiento, kg 1.51 ± 0.24 1.56 ± 0.12 Peso al destete, kg 7.2 ± 1.02 6.7 ± 1.0 1 Media y desviación estándar Al parecer, puede existir evidentemente una variación genética y de sexo en la productividad del ganado porcino en condiciones mexicanas de producción de cerdos, al menos desde el punto de vista del gen del halotano o gen de susceptibilidad al estrés. Se considera de interés indicar que se requieren más estudios que garanticen estrategias que permitan manipular la influencia de este gen. REFERENCIAS Brem, G. y Brenig, B. 1993. Use of molecular genetic diagnosis of malignant hyperthermic syndrome (MHS) in pig breeding. Genetika, 29:1009-1013 Volumen 13 (número 1) 2006 O'Brien, P.J., Shen, H., Cory, R. y Zhang, X. 1993. Use of a DNA-based test for the mutation associated with porcine stress syndrome (malignant hyperthermia) on 10,000 breeding swine. Journal of the American Veterinary Medicine Association, 203:842-851 Sánchez, D.R., Villagómez, D.A.F. y Galindo, J. 2001. Test performance of halothane gene homozygous and heterozygous igs under no controlled climate. Journal of Animal Science, 79(supplement 1):185-186 SAS. 1996. SAS/STAT. Users Guide (release 6.12). Statistical Analysis System (SAS) Institute Incompany. Cary Short, T.H., Eckardt, G.R., Sasaki, S., Rose, M., Vincent, A., McLaren, D.G., Mileham, A. y Plastow, G.S. 1995. 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