MEJORAMIENTO GENETICO DE LA TILAPIA NILOTICA
EDNA CONSTANZA ERAZO
INVESTIGADORA-CENIACUA
Agosto 23 de 2017
Fundado en 1993
1997 Sede Física (Punta canoas)
Punta Canoas (Laboratorio)
Bogotá (Administrativa)
Bogotá – UDCA (Bioensayos)
Tumaco (Laboratorio)
Investigación Aplicada
Trabajo conjunto con el sector productivo
Definición de prioridades de investigación y formulación de proyectos
Parte de los proyectos se desarrollan en las fincas
Transferencia de los resultados
Capacitación del personal
Lineas de investigación
Mejoramiento genético
Sanidad
Sistemas de producción y manejo
Nutrición
Mejoramiento genético de la Tilapia nilotica
Conceptos importantes
Recursos genéticos ADN
genes
gametos
organismos individuales (naturales y cultivados)
poblaciones
especies
organismos modificados genéticamente (FAO, 2009).
Conceptos importantes
Diversidad genética
“Conocer los recursos genéticos disponibles y utilizarlos de manera responsable en pro de la conservación de su diversidad es de vital importancia para la sostenibilidad de la acuicultura y de la pesca en el mediano y largo plazo.”
Diversidad genética
*
Diversidad ambiental
=
Variabilidad
Sostenibilidad de la pesca y la acuicultura
Mejoramiento genético
A partir de conocimientos biológicos, económicos y matemáticos desarrollar estrategias para el máximo aprovechamiento de la variación genética de una especie.
Realizar apareamientos dirigidos para potencializar una o varias características de una población
Efecto acumulativo, (para bien o para mal).
Mejoramiento genético por selección
Múltiples estrategias según el grado de complejidad
Selección individual (masal)
Selección familiar
Selección combinada
Información de familiares para el cálculo del valor genético del candidato
Mayor precisión de selección
Es posible mejorar múltiples objetivos y evaluar correlaciones.
Control de consanguinidad
Infraestructura específica, identificación familiar.
Personal capacitadas en técnicas específicas
Capital y cooperación de instituciones y/o granjas de producción, para tener un número suficiente de evaluaciones y réplicas.
SELECCIÓN FAMILIAR
Se emplea solamente sobre caracteres que pueden ser medidos en el animal vivo.
Es muy efectiva en caracteres que presentan heredabilidad media y alta.
No requiere gran inversión en infraestructura o equipo técnico, lo cual es su mayor ventaja.
Su principal desventaja es el riesgo de aumentar la consanguinidad al cruzar animales emparentados, sobre todo si la intensidad de selección es alta .
SELECCIÓN INDIVIDUAL
EXPERIENCIAS EN MEJORAMIENTO GENETICO DE TILAPIA NILOTICA - CENIACUA
2007-2011. PROGRAMA PARA EL MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA TILAPIA EN COLOMBIA
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, CENIACUA, INCODER y ACUANAL.
Objetivo
“Establecer un programa de mejoramiento genético de la tilapia nilótica por medio de la metodología de selección combinada (familiar e individual)”
INCODER Repelón-Atlántico, (AUNAP).
ADECUACION DE
Zonas de reproducción (100 Familias)
Incubadoras
Tanques cría (marcación)
Tanques de evaluación
Equipos
Evaluación del comportamiento productivo de poblaciones nacionales
6 poblaciones domesticadas
– Caldas (1)
– Atlántico (1)
– Llanos orientales (3)
– Huila (1)
1 población naturalizada
– Ciénaga de Lorica.
REPELON
LORICA
LLANOS 1
LLANOS 2
LLANOS 3
HUILA
CALDAS
HEMBRAS
MACHOS
LARVEO 8 A 20 MAYO 2007 MARCACION 3 A 23 SEPT 2007 SIEMBRA 5 NOV - COSECHA 12 FEB 2008 SEXAJE DE
OCTUBRE 2007
EVALUACION COMPARATIVA DE POBLACIONES
Medias ajustadas crecimiento en ambiente común
Evaluación comparativa del crecimiento en ambientes comunes
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
Origen
Incre
men
to p
eso
(g
r)
0
10
20
30
40
50
60
Larv
as/h
em
bra
/larv
eo
Definición de participación de las poblaciones dentro de la producción de familias
P4 P7 P3 P1 P6 P5 P2 TOTAL H
P4 3 1 3 2 1 1 3 14
P7 2 2 2 3 1 2 2 14
P3 2 1 3 2 2 2 2 14
P1 2 1 2 3 2 3 2 15
P6 2 1 2 3 3 1 2 14
P5 2 1 2 3 1 3 2 14
P2 3 1 2 2 2 2 3 15
TOTAL M 16 8 16 18 12 14 16 100
30 22 30 33 26 28 31
MACHOS
HEMBRAS
Esquema de cruces
Producción de familias
• Machos y hembras sexualmente maduros de cada población
• Ubicación de las parejas según esquema de cruzamiento
• Familias medio hermanas
• 1 macho x 2 hembras
Producción de familias
Familias marcadas: 95
Animales por familia: 80 en promedio
Total de marcados: 7525
30 días de marcación
Peso promedio de marcación:6.7 gr
Mortalidad de marcación: 6%
Prueba de crecimiento talla comercial
Tanques peso Marcacion Crecimientoa peso de sexaje
Estanques 200 m2
5 animales m2
MACHOS
2.5 animales m2
HEMBRAS
2.1 animales m2
Crecimiento comercial (F)
Tiempos de produccion.
Crecimiento sexaje 54 dias
Crecimiento comercial 134 dias
Total 188 dias
Datos crecimiento Valor Datos crecimiento
Peso cosecha 295 gr Crecimiento dia 1.87 gr max=2.5 min=1.18
Peso machos 349 gr Crecimiento dia machos 2.18 gr. max=3.10 min =1.42
Peso hembras 242 gr Crecimiento dia hembras 1.55 gr. max =2.43 min =0.92
Valor
Resultados cosecha
medias familiares peso de cosecha
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
108043
108046
108003
108007
108083
108060
108050
108058
108062
108094
108002
108001
108075
108044
108023
108012
108088
108027
108069
108011
108097
108078
108016
108019
108017
108036
108074
108056
108038
108096
108070
108020
Familias
peso (
gr)
Sobreviviencia por familia
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
108059
108007
108022
108076
108092
108045
108023
108060
108093
108003
108091
108048
108043
108070
108081
108036
108051
108042
108063
108028
108100
108075
108025
108087
108078
108015
108086
108040
108033
108099
108026
108080
familias
Sobreviv
ien
cia
(%
)
Amplia Variabilidad
Resultados
Carácter h2
c2
h2
c2
Peso transferencia 0.22 0.11 0.50 0.02
Crecimiento 0.23 0.11 0.49 0.03
Proporción macho hembra 0.11 0.13 0.11 0.14
Sobrevivencia 0.00 0.04 0.01 0.01
Peso 50 Gr Peso 300 gr
La heredabilidad es la proporción de la varianza fenotípica total que es debida a causas genéticas h = VG/VP
Heterosis 7 Poblaciones Colombianas
Heterosis general 2%
Heterosis especifica Prom HibridoProm Puro H%
P4-P7 0.74 0.57 31%
P4-P3 0.75 0.64 17%
P4-P6 0.74 0.66 12%
P4-P5 0.63 0.60 6%
P4-P2 0.76 0.72 5%
P7-P3 0.77 0.68 14%
P7-P1 0.80 0.75 6%
P7-P2 0.80 0.76 5%
P7-P3 0.77 0.68 14%
P1-P3 1.12 0.82 36%
P1-P2 0.89 0.90 -2%
Ganancia genética estimada por generación de selección
i = 1 desviación Standard
h2= 0.50 ∆G = 35 grs Ganancia =12%
DG = i*h2*sA/L
Producción de la primera generación de selección
• Índice de selección:
• 70% crecimiento
• 30% factor de condición.
• 94 Familias
Prueba de crecimiento comercial
Zona Sistema
de engorde Animales Enviados
Peso de envío (g)
Días en prueba
Huila Embalse de Betania
Jaula 2054 29 274
22 274
Meta Restrepo
Estanque en tierra
1990 30 186
23 186
Atlántico Embalse del Guajaro
Estanque en tierra
4335 37 214
28 214
Resultados
Zona Sobrevivencia
(%) Peso de cosecha Macho/Hembra
Crecimiento (g)
Crecimiento diario (g)
Huila Embalse de Betania
52 815 786 2,87
520 498 1,82
Meta Restrepo
72 322 292 1,41
213 190 1,05
Atlantico Embalse del Guajaro
64 418 381 2,20
334 306 1,86
Interacción Genotipo x Ambiente AMBIENTES DIAS PESO (gr) SOBREVIVENCIA (%)
Betania 274 718 52
Restrepo 186 289 72
Repelón 214 376 64
H2 =0,12 Betania Restrepo Repelón
Betania 0,31-0,08 r=0,18 r=0,19
Restrepo 0,30-ND r=0,53
Repelón 0,16-0,07
H2 PESO-SOBREVIVENCIA INTERACCION GENOTIPOXAMBIENTE PESO GANANCIA GENETICA PESO 8%
Relación crecimiento Guájaro vs Llanos
r = 0.53
Relación crecimiento Guajaro vs Betania
r = 0.19
Relación crecimiento LLanos vs Betania
r = 0.18
Respuesta selección crecimiento Guájaro
+ 27 g (8%)
Respuesta selección crecimiento Llanos
+ 25 g (9%)
Respuesta selección crecimiento Betania
+ 56 g (9%)
Resultados
Estimación de la heredabilidad y las (co)varianzas genéticas del crecimiento y sobrevivencia de O. niloticus en la población sintética y en dos generaciones de selección familiar.
Estimación de la interacción genotipo ambiente para crecimiento y sobrevivencia en O. niloticus en dos sistemas de cultivo y en dos generaciones de selección.
Diseminación del material genético de dos generaciones de selección, (interacción genotipoxambiente)
Personal técnico y profesional capacitado en métodos de selección genética familiar e individual.
Diseminación
Primera generación: mejores 20 familias
Segunda generación : Repelon- Llanos y Huila
2.000 alevinos al SENA Cartagena.
20.000 alevinos al INCODER Estación Repelón.
2.000 alevinos al SENA Atlántico, noviembre.
2.000 alevinos a la Universidad de Cartagena.
2.000 alevinos a la Universidad de la Guajira.
El proyecto finalizó en Octubre de 2011.
Durante los dos años siguientes (2012-2013), este proyecto no tuvo financiación, por lo cual las actividades rutinarias de producción de familias, marcación, evaluación y diseminación se detuvieron en la estación piscícola.
Sin embargo…..
El núcleo de reproductores fue mantenido en la estación dado que siempre existió la esperanza de retomar el programa y aprovechar estos animales mejorados.
CONTINUIDAD Y MANTENIMIENTO DEL PROGRAMA DE MEJORAMIENTO GENÉTICO DE LA TILAPIA NILOTICA Y DISEMINACIÓN
DE SEMILLA MEJORADA
PROGRAMA PARA EL DESARROLLO SOSTENIBLE DE LA ACUICULTURA EN EL CARIBE COLOMBIANO – CONVENIO 058/13 GOBERNACION DE BOLIVAR - CENIACUA
Objetivos
Implementar la selección genética para crecimiento de tilapia nilótica mediante la metodología de selección individual (masal), en la estación de AUNAP-REPELON.
Producir semilla de tilapia nilótica de buen crecimiento para los pequeños productores de la Costa Atlántica Colombiana.
Metodología
Diseño de cruzamientos de la población base
Selección individual para crecimiento, teniendo en cuenta la heredabilidad calculada en Repelón (h2 = 0.16, Gitterle 2011) y ajustes de Bentsen & Olesen (2002), Toro y Lopez-Fanjul (2007) y Basiao & Doyle (1999) para este tipo de selección:
Numero mínimo de cruzamientos 50
Mínimo 30 individuos por desove
Homogenización: Descarte de los individuos más pequeños y más grandes de cada desove.
Selección en talla de sexaje
Inventario y acondicionamiento de reproductores
Recuperación de animales de selección familiar F1 y F2 marcados con microchips de la estación de AUNAP de Repelón
Cruzamientos en hapas
4 hapas, 4 grupos de reproductores de 15 familias con valores bajos de consanguinidad (<0,03)(Pedscope)
Hapa No.No.
Hembras
Total
huevos/hapa
1 6 1000
2 26 120000
3 9 100000
4 22 120000
Total 63 341000
Hapa Incubadora Huevos
1 2 170000
2 3 170000
3 6 120000
3 7 70000
4 7 80000
Total 610000
Huevos recuperados de boca
Huevos expulsados recuperados de hapa
Desoves efectivos
Cohorte Tanques sembrados
Larvas por tanque
Larvas por cohorte
1 20 500 10000
2 19 500 9500
3 15 500 7500
Total tanques 54
total larvas 27000
Resumen de siembra de larvas de cruces de tilapias seleccionadas.
Homogenización
Parámetros de homogenización de la población resultado de cruces.
Parámetro Cohorte 1 Cohorte 2 Cohorte 3
Peso promedio (gr) 0,71 0,61 0,53
Desviación estándar (gr) 0,22 0,22 0,20
CV 31,8 35,7 38,0
RANGO SUPERIOR MAXIMO (gr) 1,2 1,0 0,9
RANGO INFERIOR MINIMO (gr) 0,3 0,2 0,1
Homogenización y siembra
Cría de juveniles
Piscina
Fecha
siembra
No.
animales
sembrados
Peso de
siembra (gr)
Fecha
cosechaDias del
cultivo
No.
animales
cosechados
%
sobrevivencia
peso
promedio
(gr)
Conversion
alimenticia
5 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 1106 61 52,8 1,12
9 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 818 45 51,5 1,40
13 29-nov-14 1800 2 29-ene-15 61 1019 56,6 57,3 1,18
21 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 758 42,1 44,0 1,92
22 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 762 42,3 44,3 1,83
23 29-nov-14 1800 2 30-ene-15 62 858 47,6 48,2 1,44
Selección masal y sexaje
Cantidad
cosechada
TOTAL H 1554 50,9 744 61,8
M 1656 69,9 693 85,7
Piscina Sexo
Peso
promedio
población (gr)
Cantidad
seleccionada
Peso
promedio
seleccionados
(gr)
0,5 ds sobre el promedio
Cría de reproductores seleccionados
Piscina Sexo Días de cultivo
Sobrevivencia %
Peso de cosecha
(gr) Ganancia diaria (gr)
Biomasa cosechada
(kg)
Conversión alimenticia
(kg)
F1 hembras 103 91,2 350,1 2,69 237,7 1,6
F2 machos 103 86,3 496,4 3,73 297,8 1,4
Resultados
Recuperación de una población con amplia variabilidad.
63 cruzamientos en hapas, primera población para selección masal con alta variabilidad de inicio.
27.000 larvas de 63 desoves sembradas en igual proporción en 54 tanques de fibra de 1 tn.
Intensidad de selección superior a 0,5 desviaciones estándar del promedio.
677 hembras y 595 machos seleccionados individualmente y provenientes de una población con amplia variabilidad.
La estación piscícola de AUNAP –REPELON produjo alevinos de selección masal controlada para los productores de la costa Atlántica de Colombia.
Incremento en el diferencial de selección de reproductores mejorados de tilapia
Objetivo:
comprobar el efecto de la selección masal sobre el crecimiento de la descendencia.
Metodología:
Diseño experimental de cruces y prueba de crecimiento
Metodología 1.2 grupos
Juveniles seleccionados (aquellos que estuvieron 0,5 desviaciones estándar por encima del promedio)
Juveniles control, aquellos que estuvieron en el peso promedio de la población
Grupo sexo
No. Peso
Animales Promedio
(gr)
Control H 810 41
M 963 58,7
Seleccionados H 744 61,8
M 693 85,7
2. Cría de reproductores
Marcación con microchips
Machos control + machos seleccionados
Hembras control+ hembras seleccionadas
Grupo Sexo
No.
Peso promedio ±
d.s. (gr)
Coeficiente de variación
Días de cultivo
Levante
Control H 45 326,8 ± 66,8 20,4 132
M 45 395,7 ± 92,9 23,2 132
Selección H 45 363,3 ± 49,5 13,6 132
M 45 469,3 ± 66,9 14,1 132
Cruzamientos para evaluación diferencial
Grupo Sexo No.
Animales
Peso promedio
(gr) Diferencial
(gr) Diferencial
(%)
Seleccionados Macho 102 545,1 132,7 32,1
Hembra 203 421,6 104,6 32,9
Control Macho 137 412,4
Hembra 158 317,1
Producción de huevos por hapa
Grupo Hembras positivas
Volumen huevos
(ml)
Tipo de huevos
Huevos en boca
Huevos/ hembra
(ml)
Total hembras
Total huevos (xmil)
Seleccionados
15 90 1 positivos
5,08 59 300 4 10 2 positivos
40 200 (1-2) expulsados
Control
22 100 1 positivos
4,91 55 270 7 20 2 Positivos
26 150 (1-2) expulsados
Grupo
Cohorte
Tanques 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Selección Control
1 2 3 1 2 3
Resultados
Grupo Alimento
(gr) Biomasa
cosechada (gr)
Factor de Conversión alimenticia
Control 18612,4 22698 0,82
Selección 20342,4 23865 0,85
DESCRIPTORES
GRUPOS
CONTROL SELECCIONADOS
No. DATOS 1417 1510
PROMEDIO (gr) 11,29 12,26
DESVIACION ESTANDAR (gr) 3,29 3,55
COEFICIENTE DE VARIACION (%) 29,1 28,9
MINIMO (gr) 1,3 1,9
MAXIMO (gr) 22,6 28,2
Cohorte Grupo No.
Datos
Peso de cosecha
promedio (gr) Desviación estándar
Mínimo (gr)
Máximo (gr)
1 Control 513 10,92 3,21 1,3 21,2
1 Seleccionados 499 11,82 3,57 2,9 24,4
2 Control 403 11,45 3,06 3 21,8
2 Seleccionados 505 12,39 3,12 1,9 24,5
3 Control 501 11,55 3,5 2,2 22,6
3 Seleccionados 506 12,56 3,9 2,8 28,2
Resultados
0,97 gr que representa 8,5% de incremento
Conclusiones
La selección masal de reproductores de tilapia nilotica produjo en su descendencia un diferencial de selección de 8,5% en peso de cosecha a los 83 días de cultivo, en comparación con la descendencia de animales promedio de la misma población en condiciones similares de cultivo.
Este resultado comprueba la efectividad de la selección genética masal en el cultivo de peces.
Diseminación de la semilla mejorada
Para que el progreso obtenido en el núcleo genético se transmita a los productores, es importante organizar una programa de diseminación que permita el seguimiento y evaluación de la semilla obtenida y que retroalimente el trabajo realizado en el núcleo.
Conclusiones
La estación piscícola de AUNAP-Repelón obtuvo un lote de reproductores seleccionados masalmente para crecimiento y producción de semilla de diseminación para pequeños productores de tilapia nilótica de la Costa Atlántica.
Hasta noviembre de 2015, la estación de AUNAP de Repelón entregó 1.520.000 alevinos hijos de reproductores seleccionados masalmente para crecimiento a productores de la costa Atlántica de Colombia
Agradecimientos
PUNTA CANOA Marcela Salazar Carlos Andrés Suarez Jaime Faillace Personal programa de mejoramiento genético Personal programa de sanidad Personal programa de diversificación Personal administrativo Pasantes universitarios 2014-2015 Practicantes SENA 2014 - 2015
Agradecimientos
REPELON
Personal AUNAP Neil Gallardo
Maria del Pilar Dorado
Francisco Perez
Personal técnico y operativo CENIACUA en Repelón Nicolas Murillo
Álvaro Almanza
Selección familiar en tilapia nilótica como estrategia complementaria para aumentar la resistencia a enfermedades
Biosesguridad
Vacunas
Estrategias de manejo
Antibióticos
Selección familiar (Pruebas de desafío)
Selección asistida por marcadores moleculares
143 familias
9 animales por familia
Inyección intraperitoneal
Heredabilidad 0,42
H2 = 0,42
Verificar resultados previos aumentando el numero de animales por familia
Verificar la ganancia genética para resistencia a S. iniae con cruces selectivos (6 familias de padres con HBV vs 6 LBV)
Determinar si la resistencia a S. iniae y S agalactiae esta correlacionada genéticamente
Resultados
Heredabilidad para S. iniae 0,52
Heredabilidad para S. agalactiae 0,38
Ganancia genética demostrada por cruces específicos para S. iniae
HBV 88% sobrevivencia (60-100%)
LBV 10% sobrevivencia (0-42%)
No correlación entre resistencia a S. iniae y S. agalactiae (-0,07 p<0,05) (Dos caracteres diferentes)
MUCHAS GRACIAS…. EDNA CONSTANZA ERAZO [email protected] [email protected]