Recibido: 22/05/2021 Aceptado: 17/06/2021
107
DOI: https://doi.org/10.52973/rcfcv-luz313.art5 Revista Cientica, FCV-LUZ / Vol. XXXI, N°3, 107 - 113, 2021
RESUMEN
La creciente necesidad actual de conservar los recursos
zoogenéticos locales como fuentes de variabilidad genética (VG),
plantea la necesidad de realizar investigaciones que ayuden
a conocer su estado actual; por ello, se estudió la VG de dos
subpoblaciones nativas de cuyes (Cavia porcellus) denominadas:
su caracterización se utilizaron seis marcadores microsatélites
de ADN, muestreándose 50 animales de cada subpoblación y un
tercer grupo de 50 animales de origen peruano como grupo externo
para comparación. De los seis marcadores usados, cinco pudieron
(9,8) en la población general y un valor de (7,02) igual en ambas
dos loci estudiados, el MS I en ambas subpoblaciones y MS III
en Azuay no se encontraron en equilibrio HW. La VG variabilidad
fue alta en ambas subpoblaciones (H
o
0,694), así como un cierto
grado de diferenciación genética (G
ST
alelos privados con frecuencias superiores al 10 % (MS IV, Azuay
301 pb y 297 pb en Cañar), dando indicio de constituirse como
marcadores de raza. La distancia genética entre subpoblaciones
Azuay y Cañar es media (0,17), no obstante, resultó ser superior
a las encontradas entre cada una de é
realidad genética encontrada sugiere la necesidad de intervenir
genético nativo incorporando un manejo sostenible del recurso
zoogenético.
Palabras clave: Cuy; microsatélite; variabilidad genética;
ABSTRACT
The current growing need to conserve local animal genetic
resources as sources of genetic variability (GV), raises the need
to carry out research that helps to know their current state; for
this reason, the GV of two native subpopulations of guinea pigs
(Cavia porcellus) called: Azuay and Cañar, geographically located
six-microsatellite DNA markers were used, sampling 50 animals
from each subpopulation and a third group of 50 animals of
of alleles (9.8) was found in the general population and a value
of (7.02) the same in both populations with a high degree of
subpopulations and MS III in Azuay, were not found in HW
equilibrium. GV was high in both subpopulations (H
o
0.694), as
ST
with two private alleles with frequencies above 10 % (MS IV, Azuay
301 bp and 297 bp in Cañar), giving an indication of becoming
markers of race. The genetic distance between Azuay and
Cañar subpopulations is medium (0.17), however, it turned out
to be higher than those found between each of these and the
to intervene on these populations in order to conserve the native
genetic material incorporating a sustainable management of the
zoogenetic resource.
Key words: Guinea pig; microsatellites; genetic variability; native
subpopulation;
Variabilidad genética de dos subpoblaciones de Cuyes
(Cavia porcellus) nativos del sur del Ecuador
Genetic variability of two sub-populations of native Guinea Pig
(Cavia porcellus) from southern Ecuador
Cornelio Rosales-Jaramillo
1
* , Pedro Nieto-Escandón
1
, Rafael Román-Bravo
2
y José Aranguren-Méndez
2
1
Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Cuenca, Ecuador.
2
Laboratorio de Genética Molecular, Facultad de Ciencias
Veterinarias, Universidad del Zulia, Venezuela. Correo electrónico: cornelio.rosales@ucuenca.edu.ec
Variabilidad genética de dos subpoblaciones de Cuyes / Rosales-Jaramillo y col.____________________________________________
108
INTRODUCCIÓN
Cavia porcellus) es un roedor histricomorfo
de la familia Caviidae, originario de los Andes, cuya domesticación
se calcula ocurrió entre los 6.000 y 2.000 años antes de cristo
(AC) [8, 15, 16]. Investigaciones de su secuencia genómica
indican que el C actual podría derivarse de diferentes troncos,
a partir de especies diferentes y domesticadas en regiones
domesticación, en Colombia derivado del C. anolaimae [16], en el
C. tschudii [29] y en la
C. patzelti [9].
Los recursos zoogenéticos son la raíz de la ganadería moderna
contribuyen a solventar las necesidades humanas [20]. La gran
diversidad genética (DG) generada de manera natural, se vio
afectada a principios del siglo XIX con el incremento de los procesos
movilización de reproductores y el inicio de los llamados programas
de “mejoramiento genético”, lo que conllevó a la selección y cría de
poblaciones de animales con características productivas especiales,
como la alta producción a los que se definieron como “razas
puras”, concepto actualmente en discusión ya que son variedades
domésticas generadas por la manipulación humana y que son
altamente endogámicas constituyendo islas genéticas que evitan
misma especie, lo que ocasiona una gran pérdida de la DG [28, 33].
disminución de su capacidad de adaptación a cambios, ya sean
naturales, como el cambio climático o antrópicos, ocasionados por
los procesos de domesticación y selección reproductiva, aplicados
para alcanzar mayores índices de producción [31]. La Organización
advierte que, muchas razas de animales domésticos se encuentran
amenazadas por un uso no sostenible del patrimonio genético,
existiendo un 17 % de éstas en el mundo, que están en peligro
de extinción y de ellas un 58 % están en situación de riesgo, por
desconocer su realidad actual, destacándose que entre los años
2000 y 2014, cerca de 100 razas de ganado se extinguieron [12].
Uno de los principales factores que amenazan la diversidad de los
animales domésticos nativos, es la importación o sustitución de las
razas locales por razas mejoradas, consideradas más productivas,
situación que conduce a menudo al cruce absorbente de estas
razas, hasta la sustitución total de los animales nativos [1]. Resulta
entonces fundamental el cuidado del material genético local por sus
características de resiliencia debiendo conservarse la DG en base
a cruzamientos racionales, lo que implica un manejo sostenible
de la especie sin descuidar el incremento de la producción y
productividad dentro del manejo zootécnico [19, 23, 32].
alimenticia en el mundo andino, al proporcionar identidad y
seguridad alimentaria además de su proyección mundial actual,
no obstante, se ha visto afectado desde los años 50, por un
proceso de mejoramiento genético continuo, generándose líneas
de mayor productividad las que han invadido en los países andinos
por proporcionar rendimientos económicos más altos [25]. Como
podía preverse de manera simultánea, los animales nativos están
siendo desvalorizados aceleradamente y reemplazados por
animales genéticamente mejorados, sin considerar que dichos
animales son componentes de la cultura, sistemas económicos
tradicionales, paisajes y ecosistemas [10, 11].
poner en riesgo a la especie al desaparecer las poblaciones
nativas que son reservorios naturales de genes que les dotan de
una amplia capacidad de resiliencia, adaptabilidad, resistencia
de animales criollos o nativos y posterior evaluación deben ser
prioritarios, principalmente en los países en desarrollo, donde hay
incertidumbre acerca de las condiciones futuras de producción y
de mercado, además que representan un recurso alternativo para
mantener la producción animal bajo cualquier cambio drástico de
tipo ambiental o económico [17].
versus
(vs), poblaciones mejoradas, indican que los porcentajes de DG
en Cavia sugieren una notable pérdida de variabilidad en las
poblaciones criollas [27]. Los valores bajos de variabilidad en la
población mejorada, se explican debido al efecto ejercido por la
conducido a una homogenización genética. Mientras que, en el
caso de las poblaciones locales o criollas, la erosión genética se
pertenecientes a los grupos genéticos conservados, sin la posibilidad
de llevar a cabo procesos de diversificación, principalmente
utilizarlos como reproductores, conllevando a apareamientos entre
de C. porcellus en la región es evidente debido a la absorción del
material genético autóctono por el C peruano [27].
Uno de los principales problemas que afectan a estas poblaciones
nativas minoritarias, son los apareamientos entre individuos
emparentados, que se traducen genéticamente en un incremento
de la consanguinidad (homocigosis) con la consiguiente depresión
endogámica, es decir una reducción de los valores medios
fenotípicos de los caracteres productivos y reproductivos, y, por
inevitable disminución y/o extinción de la población [2].
De allí que el principal objetivo de este artículo fue estudiar la
del análisis de un conjunto de microsatélites, y evaluar el grado de
diferenciación genética existente entre estas dos variedades y otra
para la futura puesta en marcha de un programa de conservación
genética de esta especie.
MATERIALES Y MÉTODOS
Muestras de las subpoblaciones y extracción de ácido
desoxirribonucleico (ADN)
C nativos (C. porcellus) de ambos sexos y no emparentados,
25 machos y 25 hembras pertenecientes a la subpoblación
Azuay e igual cantidad de la subpoblación Cañar, ubicadas
se muestrearon 50 C mejorados de origen peruano como grupo
de muestras de sangre, mediante punción de la vena cefálica
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de 2 mililitros (mL) y colocada en tubos con anticoagulante ácido
estándar que incluye lisado celular y la extracción con mezcla de
fenol:cloroformo:isoamiloalcohol, en una proporción 25:24:1 [4].
Marcadores microsatélites
Se utilizaron un total de 6 marcadores microsatélites, reportados
previamente para C. aperea
MS III, MS IV, MS V y MS VI [3]. Las secuencias de los cebadores
Análisis de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
25 microlitros (µL), que contenía 30 nanogramos (ng) de ADN
0,5 µL de la enzima polimerasa, 1,5 mili Mol (mM) de MgCL
2
y
GSX1 (Hamburgo, Alemania), mediante un programa térmico que
consistió en una fase de desnaturalización inicial a 94°C durante
5 minutos (min), seguida por una fase de 40 ciclos, conformados
por desnaturalización a 94°C por 30 segundos (seg), hibridación
a 52,3°C durante 25 seg, extensión cíclica a 72°C por 30 seg y
electroforesis capilar con un analizador genético automático de
Norteamérica, California), e interpretados posteriormente mediante
el software GeneMaper ID v3.2. [13].
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se estudiaron los estadísticos convencionales de VG, tales como,
loci y el total de la población estudiada,
los cuales fueron calculados utilizando el software Cervus 3.0.7
[18]. La heterocigosidad esperada (H
e
) y observada (H
o
), para cada
uno de los loci
subpoblaciones y la posterior construcción del dendrograma, se
utilizó la distancia DA de Nei [21] y el algoritmo NJ - neighbor-
RESULTADOS Y DISCUSION
Todos los marcadores amplificaron exitosamente en los C
ecuatorianos, excepto el locus MS II que no logró amplificar.
considerable, con un promedio de 9,8 ± 3,6, oscilando dichos
valores entre 7 y 16 en los loci MS III y MS IV, respectivamente,
Locus Secuencias (5’ – 3’)
GENBANK
Access
MS I
F: ATT GGC TTC ATT GCT ATG GAC
R: GGC CTG CTC CTG TTC TC
AJ496558
MS II
F: AGA AGC CAG CTC TGG ATT C
R: GCA TCC ACA GAA TGT GGA TC
AJ496559
MS III
F:GGC CAT TAT GCC CCC CAA C
R:AGC TGC TCC TTG TGC TGT AG
AJ496560
MS IV
F:CTT CCA CAG CGA TCA CAA TC
R:TTG ACG AAC GCC AGT GTG C
AJ496561
MS V
F:TTC CTT TAC TGG TTT GGA GG
R:ATG GTA GGC ACT TCC ACT G
AJ496562
MS VI
F: GGT AAG CTT TTG GGA TTG AGG
R:ACA TTT AGT AGC CTC TCA CTT C
AJ496563
Cuyes Azuay y Cañar
TABLA I
Variabilidad genética de dos subpoblaciones de Cuyes / Rosales-Jaramillo y col.____________________________________________
110
promedio en las dos subpoblaciones Azuay y Cañar, con valores
por loci de 7 vs 6, para el marcador MS I; 4 vs 7 para el MS III; 10
vs 11 para el MS IV; 7 vs 7 para el MS V y 8 vs 5 para el MS VI,
respectivamente.
locus, se ubican
en un rango de 7 a 9 excepto en el MS IV que es mucho mayor; el
valor promedio 9,8 obtenido, resultó menor a lo reportado para una
dos de los estudiados [5], aunque fue superior a lo encontrado en
C nativos colombianos [7] y muy superior a lo encontrado en las
MSII pudo deberse a que se trabajó con una especie diferente para
la que originalmente fue diseñado (C. aperea), aspecto encontrado
no debe ser usado para estudios en C. porcellus.
La heterocigosis total (H
t
) de la subpoblación nativa como
indicador de la diversidad genética, obtuvo una media de
0,742 ± 0,069, encontrándose valores para los loci que varían entre
0,666 para el marcador MS V y 0,841 (MS IV). La media de la
heterocigosis esperada (H
e
) en la muestra total fue de 0,694 ± 0,078
ST
) se
observó que alcanza el valor de 0,066 ± 0,039 para el total de loci
estudiados; en los loci individuales los valores variaron entre 0,031
para MS I y 0,117 para MS III, siendo precisamente estos los que
loci
para MS IV; y la probabilidad de no exclusión combinada para padre
fue de 0,107.
e
para el total de la población
estudiada fue similar a los valores reportados para C nativos [5, 7].
loci
altamente informativos (0,7035 ± 0,107), en virtud que sobrepasaron
el rango teórico de 0,5, lo que indica una alta diversidad génica en
estas subpoblaciones concordante con otros trabajos que utilizaron
de manera similar marcadores del tipo microsatélites, para estudios
poblacionales [7].
La diferenciación genética promedio (G
ST
) de las subpoblaciones
alcanzó el valor de 6,6 %, producto de la contribución de todos
los loci en especial del MS III y MS VI, esto indica que entre las
subpoblaciones nativas estudiadas existe un nivel de diferenciación
genética, pero sin llegar a ser alto, no obstante, este valor resultó ser
mayor que el encontrado en un trabajo previo en C ecuatorianos [5].
grupo genético-loci, 3 dieron desviaciones significativas del
(marcador MS I en ambos grupos y el MS III déficit en la
subpoblación Azuay), los demás marcadores (MS IV, MS V y
MS VI) mostraron equilibrio HW en ambos grupos genéticos.
Azuay y Cañar, se puede explicar debido a que territorialmente
población de animales distribuida entre criadores tradicionales de
edad avanzada que valoran las características de rusticidad así
como las organolépticas de la carne de C nativo, quienes a través
de los mercados tradicionales pueden intercambiar animales, lo
este criterio se ve fortalecido al considerar que solamente uno de
los loci no se encontró en equilibrio HW en ambas subpoblaciones
han sido afectadas dramáticamente por los procesos de absorción
genética, por la introducción de líneas mejoradas.
N°A
1
Rango
2
H
t
3
H
e
4
G
ST
5
H-W
6
PIC
7
PNE-1P
8
MS I 9 209 – 293 0,761 0,737 0,031 *** 0,721 0,642
MS III 7 133 – 151 0,688 0,608 0,117 ** 0,627 0,738
MS IV 16 243 – 315 0,841 0,804 0,044 NS 0,822 0,481
MS V 9 143 – 193 0,666 0,639 0,040 NS 0,629 0,735
MS VI 8 153 – 171 0,755 0,680 0,099 NS 0,718 0,637
Todos 9,8 0,742 0,694 0,066 0,7035 0,107
DS ± 3,6 ± 0,069 ± 0,078 ± 0,039
1
Número total de alelos observados;
2
Rango de alelos observados (pb);
3
Promedio de heterocigosis
esperada población total;
4
Promedio heterocigosis esperada;
5
Coeciente de diferenciación;
6
Equilibrio
Hardy-Weinberg;
7
Contenido de información polimórca;
8
Probabilidad de no exclusión (padre)
TABLA II
Número total y rango de alelos observados, media de heterocigosis H
t
y H
e
, coeciente de
diferenciación G
ST
, H-W, PIC y PNE de la población total de Cuyes nativos ecuatorianos
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111
de alelos por locus fue similar en ambos grupos genéticos, no
obstante, la heterocigosidad promedio observada presentó valores
de 0,676 ± 0,100 en Azuay y de 0,746 ± 0,071 en Cañar, entre
tanto que la heterocigosidad esperada correspondió a valores de
Azuay 50 7,2 ± 1,0 0,676 ± 0,100 0,688 ± 0,051
Cañar 48 7,2 ± 1,0 0,746 ± 0,071 0,713 ± 0,026
TABLA III
dentro de cada subpoblación, éstos siempre fueron en frecuencias
subpoblación Azuay fue 3 en el marcador MS I (213, 217 y 219
pb), 5 en MS IV (243, 255, 259, 287 y 301 pb), 2 en MS V (157, 159
pb) y 3 en MS VI (171, 153 y 159 pb), por el contrario, en Cañar se
determinó 2 en M SI (241, 243 pb), 3 en MS III (133,149 y 151 pb),
6 en MS IV (265, 269, 283, 297, 311 y 315 pb) y 2 en MS V (143 y
193 pb); solo dos alelos superaron el 10 % (MS IV; alelo de 301 pb
con una frecuencia de 12 % en la subpoblación Azuay y el alelo de
297 pb del mismo microsatélite, con una frecuencia del 24 % en la
subpoblación Cañar).
por la existencia de alelos privados, algunos con una frecuencia
superior al 10 % (MS IV; alelo de 301 pb en Azuay y alelo 297 pb
en Cañar), siendo relevante el encontrado en la población Cañar
con una frecuencia del 24 %, lo que hace suponer que puede
constituirse en un marcador de la raza,
estudios de paternidades
se utilice el conjunto de loci por lo que hay una alta probabilidad de
reconocimiento paternal.
A
de
Nei) entre las dos subpoblaciones de C estudiadas y se añadió la
o población de referencia, con la idea de darle una orientación
evolutiva al estudio. La distancia genética determinada entre las
dos subpoblaciones de C nativos estudiadas alcanza el valor de
0,1783, mientras que, las distancias entre las dos subpoblaciones
ó entre 0,1224 y 0,1349,
para la subpoblación Cañar y la Azuay, respectivamente.
Variabilidad genética de dos subpoblaciones de Cuyes / Rosales-Jaramillo y col.____________________________________________
112
AGRADECIMIENTO
A la Dirección de Investigación de la Universidad de Cuenca
molecular y fenotípica de ecotipos de cobayos criollos a partir de
ex situ como
base para la formación de una línea genética local”. Así mismo,
agradecemos las sugerencias de los árbitros.
CONFLICTOS DE INTERESES
la investigación.
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Azuay Cañar
Cañar 0,1783
0,1349 0,1224
TABLA IV
A partir de estas distancias genéticas, se construyó un
Las distancias muestran una relación similar entre las dos
subpoblaciones nativas y la de origen peruano siendo mayor con
Cañar; sin embargo, la distancia genética encontrada entre las dos
subpoblaciones nativas fue considerablemente mayor, existiendo
una menor relación entre ellas; no obstante, estos valores inferiores
a 0,20 dan indicio de una cercanía próxima entre los 3 grupos.
La distancia genética entre las dos subpoblaciones nativas se
observa de valores medio (0,1783), demostrando muy probable
posterior desarrollo de grupos poblacionales diferentes que se
desarrollaron en cada zona. Al introducir para el análisis un grupo
externo de origen peruano se observa que las distancias genéticas
disminuyen entre las dos subpoblaciones frente a éste, lo que
y
CONCLUSIONES
Del análisis de estas dos subpoblaciones nativas de C: Azuay
y Cañar, se observó que mantiene un alto grado de VG con H
de
0,7 y 7,2 alelo por locus, factor que debe ser cuidado y preservado
con visión hacia el futuro.
conservan un porcentaje medio de diferenciación genética
propia para cada una de ellas, con valores cercanos de distancia
genéticas de 0,17.
microsatélites resultan ser herramientas valiosas para el estudio
la conservación de los recursos zoogenéticos locales.
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