VALORACIÓN GENÉTICA DEL CUY (Cavia Porcellus) MEDIANTE ANALISÍS LONGITUDINAL DE DATOS EN LA GRANJA EXPERIMENTAL BOTANA- UNIVERSIDAD DE NARIÑO-PASTO- COLOMBIA.

VALORACIÓN GENÉTICA DEL CUY (Cavia porcellus) MEDIANTE ANALISÍS LONGITUDINAL DE DATOS EN LA GRANJA EXPERIMENTAL BOTANA- UNIVERSIDAD DE NARIÑO-PASTO- COLOMBIA.

VIVIANA CAROLINA BENAVIDES DELGADO

UNIVERSIDAD DE NARIÑO

FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS

PROGRAMA DE ZOOTECNIA

SAN JUAN DE PASTO

2012

VALORACION GENETICA DEL CUY (Cavia porcellus) MEDIANTE ANALISIS LONGITUDINAL DE DATOS EN LA GRANJA EXPERIMENTAL BOTANA- UNIVERSIDAD DE NARIÑO-PASTO- COLOMBIA.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:

PLANTEAMIENTO DE LA PREGUNTA O PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN Y SU JUSTIFICACIÓN EN TÉRMINOS DE NECESIDADES Y PERTINENCIA; MARCO TEÓRICO Y ESTADO DEL ARTE

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

En el departamento de Nariño la producción de cuyes es una actividad importante tanto, en la crianza familiar de autoconsumo como comercial1. Los sistemas de alimentación se basan en el suministro de residuos orgánicos, forrajes verdes y en algunos casos alimentos balanceados2. La producción técnica de esta especie alcanza un buen desarrollo cuando se dispone de la suficiente cantidad de alimento que satisfaga los requerimientos nutricionales además de reproductores que posean y trasmitan a sus descendientes características deseables en cuanto al desempeño productivo y reproductivo.3 siendo en la actualidad un selección solamente por características fenotípicas que impiden generalizar esa información a una población dada, para ello se sugiere una análisis sistemático que permita obtener un tipo de progenitores que conduzca al mayor progreso genético.

Para este propósito Se han desarrollado diferentes métodos de selección, basados en la estimación del valor genético, como el modelo animal uni y multicaracter, y la metodología del BLUP4, procedimiento que posee propiedades estadísticas que le confieren un alto grado de confiabilidad por lo que ha sido utilizado intensivamente en varias especies de interés zootécnico incluido el Cavia porcellus. Sin embargo, desde hace aproximadamente cinco años se ha propuesto el uso de los análisis de regresión aleatoria para la estimación del valor genético en cualquier punto de las curvas de crecimiento o producción, a diferencia del BLUP que permite la estimación de dicho valor únicamente al final de un periodo productivo determinado. En el cuy este tipo de metodología aún no se ha aplicado por lo que se requiere utilizar los datos de campo con el fin de modelarlos bajo este tipo de procedimientos, lo que ofrecerá a los productores la posibilidad de seleccionar sus reproductores en la época en que lo consideren más apropiado desde el punto de vista productivo y económico.

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1. CAYCEDO VALLEJO A.J. 2000. Experiencias investigativas en la producción de cuyes contribución al desarrollo técnico de la explotación. Obras de investigación. Pág. 23.

2. CHAUCA DE ZALDIVAR L. 1997. Producción de cuyes (Cavia porcellus). Instituto nacional de investigación agraria La Molina, Perú. Organización de las naciones unidas para la agricultura y la alimentación.

3. CAYCEDO VALLEJO A.J. 1983. Crianza de cuyes. Universidad de Nariño. Departamento de producción animal. Pag. 7.

4. SOLARTE C., SOTO F., PÉREZ T. 2002. Multitrait animal model for the selection of Cavia porcellus parents in Colombia. Cuban Journal of Agricultural Science, Volume 36, No. 1.

Por consiguiente es necesario responder a la siguiente pregunta de investigación,

¿La regresión aleatoria o análisis longitudinal de datos es un método confiable para obtener el valor genético de los reproductores (Cavia porcellus)?

JUSTIFICACIÓN EN TÉRMINOS DE NECESIDADES Y PERTINENCIA

Dada la importancia del cuy en la nuestra región es necesaria la implementación de nuevos métodos que permitan obtener resultados veraces en cuanto a la estimación del valor genético en esta especie, para ello se presenta la técnica de regresión aleatoria siendo este un procedimiento de análisis longitudinal de datos que permite el estudio de este factor, en diferentes etapas de vida del animal, lo que conllevara a obtener una determinada utilidad para la producción cuyicola nariñense.

METODOLOGIA

Este proyecto se realizará en la granja experimental “Botana”, propiedad de la Universidad de Nariño, ubicada a 9 Km al sur de la ciudad San Juan de Pasto, departamento de Nariño, entre las coordenadas geográficas 01° 09´ latitud Norte y 77° 08´ longitud Oeste, a una altura de 2820 msnm, temperatura promedio de 12,7 °C, precipitación media anual de 694 mm, humedad relativa de 80%232 y brillo solar de 1.130 horas212. La zona de vida corresponde a una formación bosque seco montano bajo (bsMB) 222.

Se tomarán datos de producción, reproducción y la genealogías de Cavia porcellus de una población inicial de 20 machos y 140 hembras en el núcleo de peruanos y el mismo número de animales en el núcleo de los nativos. El manejo nutricional será el rutinariamente utilizado en la granja que consiste a alimentación a voluntad con una mezcla Gramínea y Leguminosa más complemento alimenticio comercial “Ganón”, según la etapa productiva y reproductiva.

El objetivo de la presente investigación consiste en evaluar genéticamente y por separado las líneas peruanas y nativas de cuyes (Cavia porcellus) y seleccionar por valor genético los reproductores de la siguiente generación. Para este propósito se utilizara la técnica del análisis longitudinal de datos, tomando puntos de los pesos vivos al nacimiento, destete, cuarta y octava semana y decimosegunda semana, lo que permitirá estimar el valor genético en cualquier punto de la curva, comprendido en los rangos antes indicados, es decir entre el nacimiento y la decimosegunda semana.

Este tipo de procedimientos no se han utilizado en los programas de mejoramiento de Cavia porcellus, por lo que es necesaria su implementación y posterior evaluación.

Se utilizara el siguiente modelo matemático para el análisis de datos.

: Variable dependiente, explicada o regresando.

: Variables explicativas, independientes o regresores.

: Parámetros, miden la influencia que las variables explicativas tienen sobre el regresando.

Donde es la intersección o término "constante", las son los parámetros respectivos a cada variable independiente, y es el número de parámetros independientes a tener en cuenta en la regresión.

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232Solarte C., Soto F., Pérez T. Multitraint animal model for the selection of Cavia porcellus parents in Colombia. http://promegalac.udenar.edu.co/wp-content/uploads/2010/04/Multitrait-animal-model-for-the-selection-of-Cavia-porcellus-parents-in-Colombia.pdf

212FIGUEROA V. NEREIDA Y., PLAMA P. PAULA N. Utilización de diferentes niveles de aceite de palma africana (Elaeis guineensis J) en dietas para Cuyes en las fases de crecimiento y engorde. Tesis. Pasto: Universidad de Nariño, 2006.

222Torres C. Leidy L., Aragon livia, silva p. amanda. Efecto de la Acacia (acacia de currens) en el desarrollo y producción del pasto Aubade (Lolium multiflorum, Lam), Botana, Departamento de Nariño, Colombia. Tesis. Pasto: Universidad de Nariño, 2009.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

• Estimar el valor genético del Cavia porcellus utilizando análisis longitudinal de datos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

• estimar el valor genético del cavia porcellus en peso al nacimiento, destete, cuarta, octava y decimosegunda semana.

• Seleccionar los individuos con el mejor desempeño como reproductores.

• Difundir el método de análisis longitudinal de datos explicando su pro y contra en la aplicación de este.

MARCO TEORICO

CUY (Cavia porcellus)

El cuy (cobayo o curí) es un mamífero roedor originario de la zona andina de Bolivia, Colombia, Ecuador y Perú. El cuy constituye un producto alimenticio de alto valor nutricional que contribuye a la seguridad alimentaria de la población rural de escasos recursos.

En los países andinos existe una población estable de más o menos 35 millones de cuyes. En el Perú, país con la mayor población y consumo de cuyes, se registra una producción anual de 16 500 toneladas de carne proveniente del beneficio de más de 65 millones de cuyes, producidos por una población más o menos estable de 22 millones de animales criados básicamente con sistemas de producción familiar. La distribución de la población de cuyes en el Perú y el Ecuador es amplia; se encuentra en la casi totalidad del territorio, mientras que en Colombia y Bolivia su distribución es regional y con poblaciones menores. Por su capacidad de adaptación a diversas condiciones climáticas, los cuyes pueden encontrarse desde la costa o el llano hasta alturas de 4 500 metros sobre el nivel del mar y en zonas tanto frías como cálidas.

Las ventajas de la crianza de cuyes incluyen su calidad de especie herbívora, su ciclo reproductivo corto, la facilidad de adaptación a diferentes ecosistemas y su alimentación versátil que utiliza insumos no competitivos con la alimentación de otros monogástricos.

Las investigaciones realizadas en el Perú han servido de marco de referencia para considerar a esta especie como productora de carne. Los trabajos de investigación en cuyes se iniciaron en el Perú en la década del 60, en Colombia y Ecuador en la del 70, en Bolivia en la década del 80 y en Venezuela en la del 90. El esfuerzo conjunto de los países andinos está contribuyendo al desarrollo de la crianza de cuyes en beneficio de sus pobladores.

Entre las especies utilizadas en la alimentación del hombre andino, sin lugar a dudas el cuy constituye el de mayor popularidad. Este pequeño roedor está identificado con la vida y costumbres de la sociedad indígena, es utilizado también en medicina y hasta en rituales mágico-religiosos. Después de la conquista fue exportado y ahora es un animal casi universal. En la actualidad tiene múltiples usos (mascotas, animal experimental), aunque en los Andes sigue siendo utilizado como un alimento tradicional.

Descripción zoológica

En la escala zoológica (Orr, 1966, citado por Moreno, 1989) se ubica al cuy dentro de la siguiente clasificación zoológica:

• Orden : Rodentia

• Suborden: Hystricomorpha

• Familia : Caviidae

• Género : Cavia

• Especie : Cavia aperea aperea Erxleben

Cavia aperea aperea Lichtenstein

Cavia cutleri King

Cavia porcellus Linnaeus

Cavia cobaya

Características del comportamiento

Por su docilidad los cuyes se crían como mascotas en diferentes países. Como animal experimental en los bioterios se aprecia por su temperamento tranquilo, que se logra con el manejo intensivo al que son expuestos; algunas líneas albinas se seleccionan por su mansedumbre. El cuy como productor de carne ha sido seleccionado por su precocidad y su prolificidad, e indirectamente se ha tomado en cuenta su mansedumbre. Sin embargo, se tiene dificultad en el manejo de los machos en recua. Hacia la 10a semana inician las peleas que lesionan la piel, bajan sus índices de conversión alimenticia y las camas de crecimiento muestran una flexión. Las hembras muestran mayor docilidad por lo que se las puede manejar en grupos de mayor tamaño.

Características morfológicas

La forma de su cuerpo es alargada y cubierto de pelos desde el nacimiento. Los machos desarrollan más que las hembras, por su forma de caminar y ubicación de los testículos no se puede diferenciar el sexo sin coger y observar los genitales. Los machos adultos hacen morrillo. A continuación se describen las partes del cuerpo de los cuyes.

Cabeza. Relativamente grande en relación a su volumen corporal, de forma cónica y de longitud variable de acuerdo al tipo de animal. Las orejas por lo general son caídas, aunque existen animales que tienen las orejas paradas porque son más pequeñas, casi desnudas pero bastante irrigadas.

Los ojos son redondos vivaces de color negro o rojo, con tonalidades de claro a oscuro. El hocico es cónico, con fosas nasales y ollares pequeños, el labio superior es partido, mientras que el inferior es entero, sus incisivos alargados con curvatura hacia dentro, crecen continuamente, no tienen caninos y sus molares son amplios. El maxilar inferior tiene las apófisis que se prolongan hacia atrás hasta la altura del axis.

Presentan la fórmula dentaria siguiente:

I(1/1), C(0/0), PM(1/1), M(3/3) = Total 20

Cuello. Grueso, musculoso y bien insertado al cuerpo, conformado por siete vértebras de las cuales el atlas y el axis están bien desarrollados.

Tronco. De forma cilíndrica y esta conformada por 13 vértebras dorsales que sujetan un par de costillas articulándose con el esternón, las 3 últimas son flotantes.

Abdomen. Tiene como base anatómica a 7 vértebras lumbares, es de gran volumen y capacidad.

Extremidades. En general cortas, siendo los miembros anteriores más cortos que los posteriores. Ambos terminan en dedos, provistos de uñas cortas en los anteriores y grandes y gruesas en las posteriores. El número de dedos varía desde 3 para los miembros posteriores y 4 para los miembros anteriores. Siempre el número de dedos en las manos es igual o mayor que en las patas. Las cañas de los posteriores lo usan para pararse, razón por la cual se presentan callosos y fuertes (Zaldívar, 1976; Cooper y Schiller, 1975).

Sistemas de producción

Se ha podido identificar tres diferentes niveles de producción, caracterizados por la función que ésta cumple dentro del contexto de la unidad productiva. Los sistemas de crianza identificados son el familiar, el familiar-comercial y el comercial. En el área rural el desarrollo de la crianza ha implicado el pase de los productores de cuyes a través de los tres sistemas.

En el sistema familiar el cuy provee a la seguridad alimentaria de la familia y a la sostenibilidad del sistema de los pequeños productores. El sistema familiar-comercial y comercial genera una empresa para el productor, la cual produce fuentes de trabajo y evita la migración de los pobladores del área rural a las ciudades.

MÉTODOS DE SELECCIÓN GENÉTICA

La selección genética consiste en elegir los reproductores para obtener, a más o menos largo plazo, animales que satisfagan el objetivo buscado. Existen diversos métodos para alcanzar este objetivo.

SELECCIÓN FENOTÍPICA

Este método en el que, de manera intencional, no se analizan los antepasados- consiste en aparear dos reproductores de calidad, con la esperanza de obtener animales semejantes a ellos. Ahora bien, como se ha visto, el fenotipo no siempre constituye un reflejo del genotipo. Por lo tanto, esta técnica de selección puede tener a veces resultados inesperados.

Este método, denominado también selección individual, puede aplicarse cuando todavía se está buscando un carácter nuevo y excepcional, fruto del azar. Para limitar su aspecto aleatorio, es posible inspirarse en los resultados experimentales que ya han permitido estimar estadísticamente la heredabilidad de algunos caracteres.

SELECCIÓN GENEALÓGICA

Este método de selección se basa en la predicción del valor genético de un reproductor a través de la evaluación de sus ascendientes, descendientes y colaterales.

CRUZAMIENTOS CONSANGUÍNEOS O ENDOGÁMICOS

El principio del método de cruzamientos consanguíneos o endogámicos, llamado también endocría (en inglés, in-breeding), consiste en aparear ejemplares emparentados, con el objetivo de fijar sus cualidades en forma homocigótica.

El grado de consanguinidad de un individuo puede establecerse directamente para tres generaciones a partir del pedigrí.

CRUZAMIENTOS ABIERTOS O EXOGÁMICOS

En este método, también llamado exocría (en inglés, out-crossing), se recurre a otra línea, en lo posible con alto grado de homocigosis para las cualidades que se quiere introducir en la población. El objetivo de este cruzamiento es, por una parte, combinar las dos líneas de sangre, y por otra, obtener un beneficio, llamado vigor híbrido o heterosis.

Mediante el análisis del pedigrí del candidato reproductor es posible determinar su grado de consanguinidad y, por lo tanto, de homocigosis.

La primera generación obtenida mediante este método (generación F1) presentará probablemente cualidades tan homogéneas como permita el grado de homocigosis.

METODOS DE ESTIMACION DEL VALOR GENETICO

En los programas de selección de los animales domestico, la obtención de los valores genéticos predichos(VGP) , también conocido como evaluación genética, permite las identificación de los mejores animales, con objeto de que sean utilizados como reproductores, es decir como padres de la siguiente generación (Van Vleck,1993). Los VGP´s son obtenidos a partir de la información de los registros de producción, sea el caso de la producción total de leche por lactancia medida en kilogramos, asi como de los datos genealógicos, que es la información que incluye las relaciones de parentesco entre los animales (pedigrí)

Para obtener VGP´s, en diferentes partes del mundo se utiliza la metodología del mejor predictor lineal insesgado (MPLI) a través del uso de un modelo animal (MA) el cual evalúa simultáneamente a toros y vacas. El procedimiento MPLI tiene las propiedades de obtener en sus predicciones varianza mínima, esta basado en la teoría estadística de los modelos lineales mixtos, su predicción es lineal e insesgada y la correlación entre los valores predichos y los valores reales máxima. Tiene además la ventaja de poder incluir varias características en el mismo proceso de evaluación, puede corregir efectos ambientales como año-estación, asi como el proceso de selección.

BLUP

La teoría del BLUP fue originalmente desarrollada en EEUU por el Dr. C. R. Henderson en la década del 70 para la evaluación genética de sementales en la producción lechera, concentrándose en la selección de toros utilizando información del rendimiento lechero de sus descendientes hembras (Long et al 1991a). Aunque su desarrollo fue rápido en la industria lechera y también se aplicó en la industria cárnica, equino, pesquera y avícola, no es hasta 1985 que se reporta en Canadá la primera aplicación del BLUP en la evaluación genética de cerdos (Hudson y Kennedy 1985; Kennedy 1990).

EL MÉTODO DE MÁXIMA VEROSIMILITUD

El método de Máxima Verosimilitud (Fisher 1922) es un método clásico de estimación de parámetros (no necesariamente varianzas) asociado a funciones de densidad o probabilidad de variables aleatorias, con la restricción de que los parámetros han de estar en el espacio paramétrico o rango de variación natural del parámetro. La verosimilitud restringida (Anderson y Bancroft 1952, Thompson 1962, Patterson y Thompson 1971, Searle 1989, entre otros) se corresponde en realidad con la verosimilitud asociada a una combinación lineal de las observaciones, cuya media es nula y cumple las condiciones mencionadas anteriormente.

REGRESION

La regresión lineal o ajuste lineal es un método matemático que modeliza la relación entre una variable dependiente Y, las variables independientes Xi y un término aleatorio ε. Este modelo puede ser expresado como:

: Variable dependiente, explicada o regresando.

: Variables explicativas, independientes o regresores.

: Parámetros, miden la influencia que las variables explicativas tienen sobre el regresando.

Donde es la intersección o término "constante", las son los parámetros respectivos a cada variable independiente, y es el número de parámetros independientes a tener en cuenta en la regresión.

CRONOGRAMA

BIBLIOGRAFIA

1. CAYCEDO VALLEJO A.J. 2000. Experiencias investigativas en la producción de cuyes contribución al desarrollo técnico de la explotación. Obras de investigación. Pág. 23.

2. CHAUCA DE ZALDIVAR L. 1997. Producción de cuyes (Cavia porcellus). Instituto nacional de investigación agraria La Molina, Perú. Organización de las naciones unidas para la agricultura y la alimentación.

3. CAYCEDO VALLEJO A.J. 1983. Crianza de cuyes. Universidad de Nariño. Departamento de producción animal. Pag. 7.

4. SOLARTE C., SOTO F., PÉREZ T. 2002. Multitrait animal model for the selection of Cavia porcellus parents in Colombia. Cuban Journal of Agricultural Science, Volume 36, No. 1.

FIGUEROA V. NEREIDA Y., PLAMA P. PAULA N. Utilización de diferentes niveles de aceite de palma africana (Elaeis guineensis J) en dietas para Cuyes en las fases de crecimiento y engorde. Tesis. Pasto: Universidad de Nariño, 2006.

Torres C. Leidy L., Aragon livia, silva p. amanda. Efecto de la Acacia (acacia de currens) en el desarrollo y producción del pasto Aubade (Lolium multiflorum, Lam), Botana, Departamento de Nariño, Colombia. Tesis. Pasto: Universidad de Nariño, 2009.

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