Descifrando el código genético del salmón coho para potenciar su cultivo y conservación
*Columna de opinión para Salmonexpert de José Manuel Yáñez, Aquaculture Genomics Lab, Universidad de Chile; Center for Research and Innovation in Aquaculture (CRIA), Universidad de Chile.
Con el cierre del proyecto “EPIC4: Enhancing Production in Coho” en marzo del 2021, y la liberación de la secuencia del genoma del salmón coho, se marca un hito trascendental en el estudio del ADN y genes de esta especie. El objetivo principal fue descifrar por completo el genoma esta especie y desarrollar herramientas genómicas para la conservación, producción y la salud de los peces.
Luego de cinco años de investigación realizada por un equipo interdisciplinario de cerca de 100 investigadores de Canadá, Estados Unidos y Chile, incluyendo la participación del Laboratorio de Genómica Acuícola y CRIA, ambos pertenecientes a la Universidad de Chile, esperamos que los hallazgos del proyecto aceleren el uso apropiado de tecnologías genómicas para gestionar las poblaciones de salmón de coho en el mundo. Este proyecto ha proporcionado una referencia genética común para la especie, la cual permite vincular la genética con la salud, el comportamiento, la producción, la evolución y la fisiología, todos aspectos fundamentales en la conservación, producción y manejo de la especie.
Para esto trabajamos en una descripción completa de la secuencia de ADN y compilamos una lista de la totalidad de los genes del coho, evaluando dónde y cómo se expresan en diferentes órganos y etapas del desarrollo. También evaluamos como el ADN y los genes pueden variar en distintas poblaciones silvestres y de cultivo, incluyendo una caracterización genética de todo el rango geográfico de la especie en América del Norte y de algunas poblaciones de cultivo provenientes de Chile. Todo esto nos permitió realizar descubrimientos importantes y construir tecnologías que permiten un mejor entendimiento de la biología de la especie y su interacción con distintos factores bióticos y abióticos.
El genoma del salmón coho es ahora uno de los genomas de peces mejor comprendidos y abre la puerta para reinventar el manejo y la producción de la especie. El uso de tecnologías como los chips de 200.000 y 70.000 marcadores de DNA de tipo SNP (single nucleotide polymorphisms) ha mejorado nuestra comprensión de muchas características de interés económico, biológico, ecológico y evolutivo fundamentales de estos peces y ayudará a avanzar hacia una acuicultura de precisión.
El éxito de la acuicultura depende, en parte, de la capacidad del productor para seleccionar los mejores reproductores que generarán una descendencia con mayor crecimiento y más saludable. Pueden pasar varias generaciones para ver mejoras significativas en los rasgos de producción deseados, e incluso, algunas malas decisiones pueden llevar a una reducción en la aptitud de los reproductores con el tiempo.
Hasta hace poco, la industria de la acuicultura sólo podía evaluar el desempeño genético de los peces utilizando información de las genealogías. El desarrollo de genomas de referencia y paneles de SNP, como los desarrollados en este proyecto, han permitido a la industria identificar QTL (quantitative trait loci), o regiones genómicas asociadas a características deseables con elevada precisión. Este avance le ha dado a la industria la capacidad de acelerar la tasa de progreso genético para caracteres de interés económico.
Las aproximaciones genómicas, como los estudios de asociación de todo el genoma (GWAS), la selección asistida por marcadores (MAS) y la selección genómica se pueden aplicar en cualquier etapa de un programa de mejoramiento en acuicultura. MAS y selección genómica ya han demostrado ser particularmente eficientes para mejorar la resistencia a enfermedades, características de calidad y rendimiento de producto. Estas aproximaciones han sido rápidamente adoptadas por las principales casas genéticas y productores con el fin de avanzar hacia una producción acuícola altamente eficiente.
Los programas de mejoramiento genético modernos requieren genotipar miles de animales por generación, por lo que el desarrollo de paneles de SNP de bajo costo permitirá a las empresas con márgenes de beneficio menores aplicar la selección genómica de manera costo-efectiva, acelerando el desarrollo de linajes de salmón coho más robustos y de rápido crecimiento. El arsenal de herramientas genómicas actualmente disponibles para salmón coho ofrece una oportunidad única para mejorar la competitividad y rentabilidad de la industria en Chile, de manera sostenible y eficiente.
Proyecto Genoma Coho (EPIC4) en cifras:
- ~USD $10 millones de financiamiento
- 5 años de duración
- 3 países (Canadá, USA y Chile)
- +100 investigadores y profesionales
- +100 peces secuenciados desde California hasta Alaska
- +10.000 peces genotipados
- +200 poblaciones silvestres analizadas
- +40.000 genes codificantes de proteínas descubiertos
- +30 millones de marcadores (SNP) descubiertos
- +200.000 marcadores genotipados en poblaciones de Chile y Canadá
- +161% de incremento en la precisión de selección para resistencia a SRS
Más información en:
www.epic-4.org
www.genstat.uchile.cl
www.cria.uchile.cl
