Heterocigosidad genómica en las razas compuestas Braford y Brangus

En las razas compuestas se busca aprovechar la heterosis y la complementariedad para mejorar el desempeño productivo y la adaptabilidad del ganado. La heterocigosidad, que bajo un modelo de dominancia es la causa de la heterosis, no puede estimarse a nivel individual sin datos genómicos. Estos datos permiten obtener información precisa sobre la combinación de los genomas parentales en el individuo, y así determinar el origen racial de cada segmento genómico en un individuo. El objetivo de este trabajo fue identificar zonas de variación de la heterocigosidad racial en animales de las razas compuestas Braford y Brangus utilizando datos genómicos.

Se utilizó la información de 27.740 polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs, por sus siglas en inglés) de animales de las razas Angus (n=90), Hereford (n=100) y Brahman (n=99), como razas parentales, y Brangus (n=225) y Braford (n=206) como razas compuestas. Las proporciones genómicas raciales taurina (𝑃_𝑇) y cebuina (𝑃_𝐶) en las razas compuestas fueron calculadas haciendo uso del software STRUCTURE.

Para cada SNP en los animales de las razas compuestas, se determinaron alelos propios de cada raza parental mediante los programas Shapeit5 (Hofmeister et al. 2023) y LOTER (DiasAlves et al. 2018). Posteriormente, se implementó una prueba 𝜒² con un nivel de significancia de 0,01 para evaluar si la heterocigocidad a nivel poblacional en cada uno de los SNPs difería de la esperada, definida como 1 − 𝑃_𝑇² − 𝑃_𝐶². Para controlar el error asociado a las pruebas múltiples, se ajustaron los p-valores por el procedimiento de Bonferroni.

Luego, se definieron regiones con heterocigosidad genómica significativamente diferente a la esperada. Para ello, se sumó a nivel de cada cromosoma la longitud de los segmentos (𝑙_𝐶𝑇) en el entorno de cada uno de los SNPs cuya heterocigosidad rechazó la prueba de 𝜒². Más específicamente, sea ℋ el subconjunto de los SNPs que rechazaron la prueba, 𝑗 el número de orden de cada uno de esos SNPs dentro del cromosoma {1, 2, … , 𝑛} y 𝑆𝑁𝑃_𝑗 la distancia en kb del 𝑗^𝑡ℎ SNP respecto al inicio del cromosoma, entonces

con

En esta investigación no se encontraron regiones con heterocigosidad superior a la esperada. En cambio, algunas regiones mostraron una reducción significativa de la heterocigosidad, indicando selección a favor de una u otra raza parental. En la Figura 1 se representa la extensión de estas regiones en relación con la longitud total de cada cromosoma, expresada en porcentaje. En la raza Braford, el porcentaje de reducción varió entre el 4% y el 52% según el cromosoma, mientras que en la raza Brangus osciló entre el 6% y el 54%.

El enriquecimiento relativo con genes de origen cebuino o taurino sugiere la presencia de procesos genéticos (como la selección) u hereditarios (como la dinámica poblacional) que están operando en regiones específicas del genoma a favor de una u otra raza parental. A modo de ilustración, Goszczynski et al. (2017) demostraron que la región del cromosoma 23 del bovino, donde residen genes asociados al sistema mayor de histocompatibiliad, está enriquecida con haplotipos Brahman en el ganado Brangus, lo que podría asociarse con la adaptación de esta raza a ambientes subtropicales.

Existe variabilidad en la heterocigosis a nivel genómico y esta difiere entre ambas razas. Los animales Braford mostraron, en general, una mayor reducción en la heterocigosis.