Tesis doctoral de Marta García Fernández
El presente trabajo se encuadra dentro del proyecto de investigación titulado estudio genético de la composición en ácidos grasos de la leche ovina. El ácido linoleico conjugado (cla) como indicador de calidad de la leche y el queso. Dentro de este proyecto, la presente tesis doctoral se centra en el estudio de la variabilidad de tres genes candidatos (scd, acaca y fasn) implicados en las rutas metabólicas que controlan la composición de ácidos grasos de la leche de oveja. el análisis de variabilidad de los genes scd, acaca y fasn ha demostrado que el gen acaca presenta un nivel de variación muy superior (1 snp/300 pb de región codificante analizada) al de los genes scd y fasn. Hay que destacar las enormes dificultades encontradas en la amplificación del gen fasn, lo que nos ha permitido evaluar solamente el 15% de la región codificante del mismo. Aún así, este gen ha presentado una tasa de variación media (1 snp/590 pb de región codificante). Por el contrario, el gen scd ha mostrado la tasa de variación más baja del estudio (1 snp/1075 pb de la región génica analizada) no habiéndose detectado ningún polimorfismo en la región codificante del mismo. Esta observación podría indicar que la enzima scd presenta un papel crítico en el metabolismo lipídico de la glándula mamaria y que cualquier variación en la secuencia codificante podría suponer alteraciones en la funcionalidad de la enzima. por otro lado, se han identificado dos snps en el gen scd (scd01: g.31c>a del gen scd y snp12_c.4579g>a del gen acaca, con respecto a la secuencia genbank acc. Nº: nm001009256.1) que parecen estar directamente relacionados con el grado de especialización productiva de las razas lecheras analizadas (lacaune>assaf>churra). Sin embargo, estos resultados deberían ser corroborados mediante posteriores análisis funcionales. en la presente tesis doctoral también se han realizado dos análisis de ligamiento en los cromosomas que albergan los genes acaca y fasn (oar11) y scd (oar22) y dos análisis de asociación entre varios snps identificados en estos genes y 25 caracteres de producción y composición de la grasa de la leche. El diseño experimental empleado en estos estudios fue un diseño hija utilizando una población comercial formada por 799 ovejas de raza churra pertenecientes a 15 familias de medio-hermanas distribuidas en 16 rebaños conectados a través de inseminación artificial. los resultados del análisis de ligamiento realizado en el oar22 parecen respaldar los obtenidos por carta et al. (2008), quienes detectaron un qtl para el ratio cla/vaccénico de la leche de oveja en la región central de este cromosoma en una población ovina experimental (retrocruzamiento de sarda x lacaune). Sin embargo, la posición del pico del qtl identificado por estos autores es coincidente con la del gen scd (35 cm) en su mapa de ligamiento, mientras que en nuestro estudio, llevado a cabo en una población comercial de la raza churra, el pico del qtl se localizó a 14 cm de la posición del gen scd (40 cm) en nuestro mapa de ligamiento. Hay que tener en cuenta que en los estudios de ligamiento de baja densidad de marcadores, la precisión en la localización del qtl utilizando diseños hija suele ser baja (gutiérrez-gil, 2007). Además, el análisis intrafamiliar realizado en nuestro trabajo demostró que el qtl identificado estaba segregando con una baja frecuencia (solamente 3 de los 15 machos eran heterocigotos para el qtl) lo que puede haber afectado negativamente al poder estadístico de nuestro análisis. Debido al bajo nivel de significación del qtl identificado en el oar22 (p-value = 0,049) sería necesario confirmar la verdadera naturaleza de este qtl incrementando el tamaño de las familias analizadas para así aumentar el poder estadístico del análisis. Además, puesto que la corrección realizada para los 4 snps identificados en el gen scd no determinó la pérdida de significación del qtl y que no se han obtenido resultados significativos en el análisis de asociación para otros ratios directamente relacionados con la actividad de la enzima scd (c14:1/c14:0; c16:1/c16:0), este gen no parece ser el responsable directo del qtl identificado, ni estar en desequilibrio de ligamiento con la mutación causal. Teniendo en cuenta la localización del pico del qtl es posible que otros genes relacionados con el metabolismo lipídico como los genes lipa o lipf, puedan albergar la mutación responsable del efecto observado. Por otro lado, el análisis haplotípico del gen scd sugiere que este gen podría tener un efecto directo sobre el porcentaje de grasa de la leche. Sin embargo, es necesario realizar estudios adicionales para confirmar esta observación. el análisis de ligamiento llevado a cabo en el oar11 reveló la presencia de cuatro qtls con efecto sobre el contenido de los ácidos cáprico, láurico, cla y pufa de la leche de oveja. Los picos de los qtls para los contenidos de ácido cáprico y pufa se localizaron muy próximos al gen fasn, mientras que el qtl para el contenido en ácido láurico se localizó en la región central del cromosoma. Para estos tres qtls se evaluó el efecto de dos snps previamente identificados en el gen fasn (c.5493c>t y c.6768c>a). La inclusión de estos snps en el modelo de regresión del qtl provocó una reducción marcada en la significación de los tres qtls, de forma que el valor máximo del estadístico f de los qtls para los contenidos en ácido láurico y pufa ya no alcanzó el umbral de significación. Este hecho sugiere una posible relación de estos snps con los efectos detectados. Sin embargo, si alguna de estas mutaciones fuese la mutación causal de estos qtls, o estuviera en desequilibrio de ligamiento completo con ella, se esperaría una reducción más marcada de la significación o un cambio en la posición del qtl. Además, la influencia directa de estos snps sobre los qtls identificados queda descartada por la falta de resultados significativos en el análisis de asociación llevado a cabo al efecto. Por tanto, y teniendo en cuenta la reducción de la significación observada, es posible que los snps evaluados se encuentren en desequilibrio de ligamiento parcial con la mutación/es responsable/s de los efectos observados. Esta mutación podría estar albergada en otros genes candidatos, tanto funcionales como posicionales, como son los genes gip, gh o stat5a. Por otro lado, nuestro estudio no ha identificado ningún candidato que permita explicar el qtl para el contenido en cla de la leche identificado en el extremo proximal del oar11 y hasta la fecha no se ha publicado ningún trabajo que haya detectado un qtl para dicho carácter en este cromosoma ovino. el estudio de asociación realizado entre los 22 snps identificados en el gen acaca ovino y 25 caracteres de producción y de composición de la grasa de la leche reveló 15 asociaciones significativas a nivel nominal. Ninguno de los snps evaluados estuvo asociado con el contenido de ácido palmítico en la leche, como cabría esperar en base al papel biológico de la enzima acaca. Después de realizar la corrección de bonferroni ninguna de las asociaciones detectadas a nivel nominal mantuvo la significación. Por tanto, la falta de asociaciones significativas reveladas por este estudio y por el llevado a cabo en el gen scd, junto con la baja determinación genética aditiva que parecen estar controlando el perfil de ácidos grasos de la leche en la raza churra (sánchez et al., 2010) sugieren que la información procedente de la variabilidad de este gen tiene limitado valor para su uso en la modificación del perfil de ácidos grasos de la leche dentro de un esquema de selección en esta raza. en la presente tesis doctoral también se han estudiado cuatro genes ovinos (dgat1, abcg2, spp1 y ghr) que han sido propuestos como portadores de supuestos qtns en el ganado vacuno lechero. Nuestros resultados han demostrado que, a pesar de la gran proximidad filogenética entre ambas especies, la arquitectura genética de la producción de leche en estos rumiantes no parece estar completamente conservada. Tal vez, los diferentes fenómenos selectivos acaecidos en cada una de estas especies hayan podido fijar determinadas mutaciones funcionales que resultarían interesantes desde el punto de vista productivo. Estas observaciones ponen de relieve la necesidad de progresar en el conocimiento de los fenómenos que controlan los caracteres lecheros en la especie ovina en base también a estudios realizados en el propio genoma ovino y no sólo tomando como referencia los estudios realizados en el genoma bovino. teniendo en cuenta los resultados presentados en esta tesis doctoral, así como los obtenidos por otros trabajos de nuestro grupo de investigación (barbosa, 2009; de la fuente et al., 2009 y sánchez et al., 2010), no parece aconsejable el uso de la selección genética para mejorar el perfil de ácidos grasos de la leche en la raza churra, al menos en las condiciones actuales de manejo. Además, ninguno de los genes estudiados en la presente tesis doctoral (scd, acaca y fasn) alberga una mutación causal que pueda ser directamente incorporada en un programa de mejora genética de estos caracteres. Sin embargo, los genes scd y el acaca han mostrado ciertas asociaciones sugestivas que deben ser confirmadas por estudios adicionales. Actualmente, y desde el punto de vista genético, parece más adecuado plantear nuevas estrategias de mejora basadas en metodologías genómicas tales como la selección genómica.
Datos académicos de la tesis doctoral «Estudio de genes candidatos para la composición de ácidos grasos de la leche de oveja«
- Título de la tesis: Estudio de genes candidatos para la composición de ácidos grasos de la leche de oveja
- Autor: Marta García Fernández
- Universidad: León
- Fecha de lectura de la tesis: 01/02/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Juan José Arranz Santos
- Tribunal
- Presidente del tribunal: fermin San primitivo tirados
- marcel Amills eras (vocal)
- Ana isabel Fernandez avila (vocal)
- Juan Manuel Serradilla manrique (vocal)