Previdencia de la translocación robertsoniana 1;29 bovina en hatos ganaderos del estado de Zacatecas, México

Prevalence of the Robertsonian (1;29) translocation in cattle in the state of Zacatecas, Mexico

Carlos Meza-Lópezª, Braulio Lozano-Carbajalª, Federico de la Colina-Floresª, Rómulo Bañuelos-Valenzuelaª, Marco Antonio López-Carlosª, Francisco G. Echavarría-Cháirez^b, Luis Roberto Reveles-Torres^b

^a Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Carretera Panamericana Zacatecas Fresnillo Km 31.5. El Cordovel, Gral. Enrique Estrada, Zacatecas. 98500. México.

^b Campo Experimental Calera. CIR-Norte Centro. Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. México. echavarria.francisco@inifap.gob.mx. Correspondencia al sexto autor.

Recibido el 14 de agosto de 2014.
Aceptado el 24 de noviembre de 2014.

Resumen

El objetivo del trabajo fue determinar la prevalencia de la Translocación robertsoniana 1;29 (t rob 1;29) en hatos ganaderos del estado de Zacatecas, México. Se obtuvieron muestras sanguíneas de 661 bovinos de las razas Holstein (n= 284), Suizo Americano (n= 213), Suizo Europeo (n= 69), Simmental (n= 13), Angus (n= 5), Criollo (n= 65), Chianina (n= 3) y Charolais (n= 9). Los muestreos se realizaron en nueve municipios de Zacatecas y uno de Agusacalientes. Se registró además la edad, el sexo y el propósito productivo. La identificación de la t rob 1;29 se realizó mediante técnica convencional de citogenética. Se observó una prevalencia general del 4.1 %, sin diferencias (P>0.05) entre machos y hembras (6.0 vs 3.4 % respectivamente), aunque superior (P<0.10) en animales jóvenes vs adultos (5.4 vs 2.6 % respectivamente). Se observaron diferencias raciales (P<0.001), con una mayor prevalencia en la raza Criollo (12.3 %), seguida de la raza Suizo Americano (7.5 %) y menor entre las razas Suizo Europeo (1.4 %), Holstein (0.4 %) y otras (0.0 %). De acuerdo al propósito productivo se encontró una mayor prevalencia (P<0.001) en las explotaciones de doble propósito (12.3 %) que en los dedicadas exclusivamente a la producción de leche (3.3 %) o carne (2.4 %). Con base en estos resultados y debido a los potenciales efectos negativos sobre la productividad del hato, es recomendable el análisis cromosómico de los animales reproductores como práctica rutinaria de identificación de animales portadores de la t rob 1;29, principalmente en los sementales.

Palabras clave: Ganado bovino, Translocación robertsoniana 1;29, Aberración cromosómica.

Abstract

The purpose of this work was to estimate the prevalence of the Translocation 1;29 (t rob 1;29) in cattle herds in the Mexican state of Zacatecas. Blood samples were obtained from 661 bovines of eight breeds: Holstein (n= 284), American Swiss (n= 213), Braunvieh (n= 69), Simmental (n= 13), Angus (n= 5), Creole (n= 65), Chianina (n= 3) and Charolais (n= 9). Sampling was conducted in nine municipalities of the state of Zacatecas and one in the state of Aguascalientes. Age, sex and productive purpose were also recorded. Identification of the t rob 1;29 was performed by conventional cytogenetic technique. An overall prevalence of 4.1 %, with no differences between males and females (6.0 vs 3.4 % respectively), although greater (P<0.10) in young animals vs adults (5.4 vs 2.6 % respectively) was observed. Breed differences (P<0.001) were observed with a greater prevalence in the Criollo breed (12.3 %), followed by Swiss American breed (7.5 %) and lower among Braunvieh (1.4 %), Holstein (0.4 %) and others breeds (0.0 %). According to productive purpose a greater prevalence (P<0.001) was observed in dual purpose farms (12.3 %) than dedicated exclusively to the milk (3.3 %) or beef (2.4 %) production. Based on these results and because of the potential negative effects on herd productivity, a chromosomal analysis of breeding animals is recommended as a routine practice, to identify animals carrying the t rob 1;29, mainly in sires.

INTRODUCCIÓN

En el arreglo cromosómico de los bovinos, el cariotipo está constituido por 29 pares de autosomas acrocéntricos y por un par de cromosomas sexuales, de los cuales el X es submetacéntrico, mientras que el cromosoma Y es submetacéntrico en Bos taurus y acrocéntrico en Bos indicus⁽¹⁾. El número de cromosomas es diploide en la mayoría de las especies de mamíferos, que se caracterizan por un número de cromosomas polimorfos; ocasionalmente la variación de los números diploides de una especie resulta de fusiones centroméricas (translocación robertsoniana), que involucra a dos cromosomas acrocéntricos⁽²⁾.

El primer informe de alteración cromosómica en la citogenética veterinaria en la que se observa una translocación fue reportada en 1964⁽³⁾, donde se informó sobre la translocación "Robertsoniana" ahora también conocida como la translocación rob 1;29⁽⁴⁾. Esta anomalía cromosómica es la más frecuente reportada en bovinos⁽¹⁾ y ha sido identificada en más de 60 razas de esta especie en todo el mundo, pudiendo ocurrir hasta en un 25 % en poblaciones de ganado bovino productor de carne⁽⁵⁾.

Las aberraciones cromosómicas estructurales en ganado bovino, especialmente las balanceadas, son más importantes debido a su alta frecuencia. Por ejemplo, la fusión céntrica o translocación robertsoniana produce individuos fenotípicamente normales en conformación corporal, pero de baja fertilidad en portadoras, las cuales producen gametos con números cromosómicos desequilibrados y embriones que mueren durante la vida embrionaria temprana, lo que incrementa el número de servicios por concepción y el intervalo entre partos⁽⁶⁾.

La utilización de un número reducido de sementales a través de inseminación artificial presenta un riesgo considerable para la población, debido a la rápida propagación de defectos gen éticos no diagnosticados y anomalías cromosómicas. Los sementales que son portadores heterocigotos generalmente tienen un fenotipo normal, pero muestran disminuciones variables de la fecundidad, que pueden producir un porcentaje significativo de gametos anómalos que conducen a abortos espontáneos recurrentes⁽⁷⁾. En este sentido, se ha reportado que las poblaciones afectadas por la t rob 1;29 presentan una disminución de la fertilidad que va de 3 a 25 % en los animales heterocigóticos⁽⁸⁾.

Entre los problemas reproductivos de la t rob 1;29 se encuentran: disminución de la tasa de concepción, aumento del número de servicios por concepción, del intervalo entre partos, del intervalo parto concepción y mortalidad embrionaria⁽⁹⁾.

El propósito del trabajo fue determinar la prevalencia de la t rob 1;29 bovina en hatos ganaderos de di sti n tas razas y edades, explotados en distintos sistemas de producción y manejo reproductivo, en nueve municipios del estado de Zacatecas y uno del estado de Aguascalientes, México.

Se realizó el análisis cromosómico en 661 bovinos de las razas Holstein (n= 284), Suizo Americano (n= 213), Suizo Europeo (n= 69), Simmental (n= 13), Angus (n= 5), Criollos (n= 65), Chianina (n= 3) y Charolais (n= 9), ubicados en nueve municipios del estado de Zacatecas (Fresnillo, Gral. Enrique Estrada, Luis Moya, Sombrerete, Tepetongo, Tlaltenango, Valparaiso y Zacatecas) y uno del estado de Aguascalientes (Pabellón de Arteaga), México. De cada individuo se obtuvieron aproximadamente 7 ml de sangre de la vena yugular en tubos vacutainer heparinizados. En el laboratorio se tomaron 0.5 ml de sangre de cada muestra y se colocaron en tubos de cultivo con 3.0 ml de medio McCoy 5 A modificado (Laboratorio Microlab S.A. de C.V.) al que se le agregaron 0.2 ml de fitohemaglutinina, para posteriormente incubarse a 38 °C por 71 h. Pasado el periodo de incubación, se agregó 1.0 ml de colchicina (4 μg/ml en PBS) a cada tubo con muestra y se dejó reposar por 1 h, para posteriormente centrifugar a 3,000 rpm durante 10 min, se decantó y se agregaron 6 ml de KCl a 0.075 M (solución hipotónica). Pasados 30 min, se volvió a centrifugar y decantar, para luego fijar en una solución de Carnoy metanol-ácido acético en relación 3:1. Se realizaron tres lavados con la misma solución, centrifugando y decantando^(10,11).

Se procedió a elaborar tres laminillas de cada muestra por goteo. Posteriormente se tiñeron con Giemsa durante 30 min. De éstas, las que presentaron la translocación robertsoniana se bandearon, para lo cual se aplicó tripsina al 0.025%, durante 10 seg⁽¹²⁾. Las muestras se montaron con resina, se cuantificaron y analizaron los cromosomas metafásicos observados al microscopio óptico a 10X y 100X. Se obtuvieron las fotografías para realizar los cariogramas correspondientes y llevar a cabo el análisis e identificación de las translocaciones rob 1;29.

Para el análisis estadístico se utilizó el lenguaje y ambiente de programación estadística R versión 3.0.3⁽¹³⁾. Se analizó la presencia de la translocación de acuerdo al Estado, propósito productivo, raza, sexo y edad. Las relaciones entre variables cualitativas se analizaron mediante pruebas de bondad de ajuste para cuadros de contingencia⁽¹⁴⁾. Se utilizaron los modelos logarítmicos lineales, por ser variables cualitativas, con la función loglm del paquete MASS⁽¹⁵⁾. También se realizaron comparaciones múltiples de proporciones para cuadros de contingencia, con la función "prop.multcomp", del paquete RVAideMemoire⁽¹⁶⁾. El efecto de edad se analizó de dos formas. Primero, dicotomizada en dos grupos etarios: jóvenes (hasta 30 meses de edad) y adultos (mayores a 30 meses de edad), los cuales se analizaron como cuadros de contingencia. Segundo, para ver el efecto de la edad como variable cuantitativa, se realizó un análisis de regresión logística⁽¹⁴⁾.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Aunque la translocación rob 1;29 se identificó únicamente en animales procedentes del estado de Zacatecas (Cuadro 1), el efecto de la entidad federativa no fue significativo (P=0.479) al compararlo mediante prueba exacta de Fisher o mediante la razón de verosimilitud en el modelo logarítmico lineal (P= 0.105). De acuerdo con los resultados aquí presentados, Sánchez⁽⁹⁾ realizó un trabajo en bovinos criollos Colombianos, reportando que no encontraron diferencias en cuanto a la distribución geográfica, ya que la mayoría de estos bovinos se encuentra en zonas de trópico cálido bajo.

La prevalencia de la t rob 1;29 de acuerdo al sexo de los animales (Cuadro 1), no fue diferente (P= 0.258) al realizar pruebas de bondad de ajuste para tablas de contingencia, ni para la razón de verosimilitud en el modelo logarítmico lineal (P= 0.190). Otros autores⁽¹⁷⁾ que trabajaron con la t rob 1;29 en bovinos criollos y mestizos venezolanos, reportaron un a prevalencia del 20 % en machos, 8 % de hembras heterocigóticas y 2 % de hembras homocigóticas.

Cuando se consideró a la edad como una variable cuantitativa, la regresión logística rindió una intersección de -2.66 ± 0.27, significativamente diferente de cero (P<0.001), y una pendiente de -0.180 ± 0.076, significativamente diferente de cero (P= 0.018). Esto nos reporta una razón de momios igual a 0.836, lo que significa que la probabilidad de que se seleccione un bovino con la translocación disminuye un 16.4 %.

La t rob 1;29 es de distribución mundial y afecta prácticamente todas las razas de ganado vacuno y es causante de una disminución de la fertilidad⁽¹⁸⁾. En el presente trabajo se observó una mayor proporción de esta aberración en animales jóvenes (menores de 30 meses) que en animales adultos, lo que posiblemente se debe a que las hembras adultas son eliminadas al no quedar gestantes, lo cual en algunos casos es atribuible a esta aberración, además de que no es redituable en términos productivos, ya que se dejan de obtener litros de leche o kilogramos de carne y becerras para la reposición.

En países como Estados Unidos y Francia, el análisis de cariotipos se utiliza con mayor frecuencia en la detección de animales portadores como apoyo a los procedimientos de selección de sementales y hembras reproductoras⁽⁴⁾. En países como México, esto se hace a través de la observación de la progenie, lo cual conlleva varios años y se eliminan sementales de baja fertilidad tardíamente, cuando ya han dejado descendencia.

En el Cuadro 2 se muestra el efecto de la raza sobre la prevalencia de la t rob 1;29. Se observaron diferencias por efecto de raza al analizarlas mediante el modelo logarítmico lineal (P< 0.001). La prueba de proporciones múltiples resultó significativa con una mayor prevalencia en la raza Criollo (12.3 %), seguida de la raza Suizo Americano (7.5 %) y menor entre las razas Suizo Europeo (1.4 %), Holstein (0.4 %) y otras (0.0 %). La diferencia entre la proporción de animales criollos afectados menos la de las demás razas fue de 0.0929, con un intervalo de confianza de 95% que va de 0.0118 a 0.1740. La razón de momios de que los criollos presenten la translocación fue igual a 4.51 veces más que los otros, con un intervalo de confianza que va de 1.88 a 10.80.

La presencia de la translocación r 1;29 en los hatos bovinos afecta los parámetros reproductivos, ya que se presenta una alta mortalidad embrionaria durante los primeros cinco días de desarrollo, debido a monosomía o trisomía de los cromosomas 1 ó 29. Algunos fetos trisómicos continúan su desarrollo hasta el primer trimestre de gestación y luego son abortados⁽¹¹⁾. La mayor incidencia en el ganado explotado en condiciones extensivas, se debe a la introducción de sementales jóvenes que no han sido previamente evaluados y al intercambio que se hace de sementales entre hatos sin un análisis cromosómico previo.

En este estudio, la prevalencia de la de la t rob 1;29 fue mayor en el ganado de la raza Suizo Americano (7.5 %) que en otras razas puras, lo que coincide con los valores de prevalencia de 10.37 %(19) y 7.14 reportados para poblaciones de esta raza en los Estados Unidos de Norteamérica.

En el Cuadro 3 se muestra la prevalencia de la t rob 1:29 de acuerdo al propósito productivo de la explotación. La prueba de bondad de ajuste arrojó una P=0.001, mientras que la razón de verosimilitud en el modelo logarítmico lineal mostró una P<0.001. La prueba de proporciones múltiples mostró que la prevalencia de esta anormalidad es mayor (P<0.001) en los sistemas de producción de doble propósito (12.3 %) que en los sistemas dedicados exclusivamente a la producción de leche (3.3 %) o carne (2.4 %). La razón de momios de que el ganado de doble propósito presente la translocación robertsoniana fue 4.15 veces más que en el ganado lechero (intervalo de confianza de 1.67 a 10.30) y 5.75 veces más que el ganado de carne (intervalo de confianza de 1.67 a 19.8).

En el Cuadro 4 se muestra la prevalencia de la translocación por municipio del estado de Zacatecas. La prevalencia fue mayor (P<0.001) en Zacatecas y Valparaíso que en el resto de los municipios.

De acuerdo a los resultados presentados, se observó que la raza más afectada fue el ganado Criollo de doble propósito y principalmente los animales jóvenes. Resultados similares se reportaron en un estudio realizado en Colombia⁽⁸⁾ para evaluar la prevalencia de la translocación en 3 de 7 razas criollas Colombianas, encontrándose una prevalencia de 7.9 % en lo general, y de 12.3 % para la raza Criolla. En otro estudio⁽²⁰⁾ se reportó una frecuencia de 13.6 % en la raza criolla de doble propósito Chino Santandereano. Esta coincidencia de características (doble propósito y raza criolla) permite ver que es en estos sistemas de producción, que generalmente se caracterizan por su menor manejo tecnológico y sin registros productivos, donde se hace una menor selección del ganado al no contar con elementos que permitan tomar la decisión, lo que incrementa la prevalencia de aberraciones como las aquí reportadas.

En los sistemas de producción intensiva, los animales portadores de la translocación, se pueden detectar fácilmente a través del registro y análisis permanente de sus parámetros productivos y reproductivos, por lo que su presencia puede ser minimizada⁽⁸⁾. Por el contrario, en explotaciones de tipo extensivo, donde un número reducido de sementales se mantiene en monta natural con un grupo relativamente grande de vacas y no se tienen registros productivos y reproductivos apropiados, se incrementa la probabilidad de que la anomalía se perpetúe en la población, siendo este último el sistema implementado en la mayoría de grupos de animales criollos colombianos⁽²⁰⁾. Algo similar ocurre en muchos hatos existentes en los municipios de Zacatecas, donde el ganado pastorea libremente en los agostaderos y se carece de registros productivos⁽²¹⁾. De acuerdo con el INEGI⁽²²⁾ el 39 % de los vientres de bovinos del estado de Zacatecas son de doble propósito; el 67 % de los bovinos en general tienen una edad entre 1 y 3 años y la mayor población se ubica en el Municipio de Valparaíso, Zacatecas, por lo que estas tres categorías, propósito productivo, edad y existencias por Municipio, representan la mayor probabilidad de prevalencia de la translocación robertsoniana, por ser las categorías más abundantes. Lo anterior implica una generalización de su presencia en el Estado, que está asociada a un reducido manejo tecnológico y de registros en los hatos, lo que complica su identificación, ya que además la presencia de la anomalía no se evidencia fenotípicamente en los individuos portadores. La implementación del diagnóstico temprano con pruebas cariotípicas a sementales, además de la realización rutinaria en hembras, permitirá contar con la información para descartar animales afectados y reducir su impacto sobre los indicadores productivos y reproductivos en los hatos ganaderos.

CONCLUSIONES E IMPLICACIONES

La translocación robertsoniana 1;29 presenta una prevalencia de 4.1 % en la población de ganado bovino del estado de Zacatecas, México. Esta se presenta principalmente en animales de la raza Criollo, machos, jóvenes, de doble propósito y en los municipios de mayor población bovina. Debido a los efectos negativos sobre la productividad del hato, es recomendable el análisis cromosómico como práctica rutinaria en la selección de los animales destinados a la reproducción, principalmente en los sementales, los cuales son importantes dada la relación hembra-macho que se maneja en el ganado bovino.

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