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Revista de Investigaciones Veterinarias del Perú

versión impresa ISSN 1609-9117

Rev. investig. vet. Perú vol.28 no.2 Lima abr./jun. 2017

http://dx.doi.org/10.15381/rivep.v28i2.13069 

http://dx.doi.org/10.15381/rivep.v28i2.13069

ARTÍCULOS PRIMARIOS

Exploración inicial de la estructura genética del cerdo doméstico (Sus Scrofa Domestica) en Sampués, Sucre, Colombia, utilizando microsatélites

Initial exploration of the genetic structure of domestic PIG (Sus scrofa domestica) in Sampués, Sucre, Colombia, using microsatellites

 

Enrique Pardo P.1, Alfonso Calderón R.2, Guillermo Arrazola P.3

1 Departamento de Biología, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad de Córdoba, Colombia

2 Departamento de Ciencias Pecuarias, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad de Córdoba, Colombia

3 Programa de Ingeniería de Alimentos, Facultad de Ingenierías, Universidad de Córdoba, Colombia

4 E-mail: epardop@correo.unicordoba.edu.co


RESUMEN

El objetivo de la presente investigación fue evaluar la variabilidad genética de una población de cerdo doméstico (Sus scrofa domestica) en Sampués, Sucre, Colombia, para determinar su situación genética. Se estudiaron 50 muestras de la población. Se utilizaron 20 microsatélites, cinco pertenecientes a la lista de los recomendados por la FAO/ISAG para estudios de biodiversidad porcina y los restantes representan la mayor parte del genoma porcino. Se pudo precisar que los microsatélites utilizados resultaron polimórficos, detectándose entre 3 (SW2019) y 14 (SW957) alelos, con un número medio de alelos de 6 y un total de 120. La heterocigosidad media esperada fue de 0.5465 y la heterocigosidad media observada fue de 0.5203. Los valores del contenido de información polimórfica (PIC) oscilaron entre 0.2823 y 0.7252 para los loci SW1041 y SW957, respectivamente. Los resultados muestran a la población de cerdos estudiada como un grupo con alto grado de diversidad genética.

Palabras clave: marcadores microsatélites, Sus scrofa domestica, diversidad, equilibrio Hardy-Weinberg, Sampués


ABSTRACT

The aim of this research was to evaluate the genetic variability of a population of domestic pigs (Sus scrofa domestica) in Sampués, Sucre, Colombia to determine their genetic status. Fifty samples were studied. Twenty microsatellites were used where five of them were from the list of those recommended by FAO/ISAG for studies of swine biodiversity and the remaining represent most of the pig genome. The microsatellites used were polymorphic, detecting between 3 (SW2019) to 14 (SW957) alleles with an average 6 and a total of 120. The mean expected heterozygosity was 0.5465 and the mean observed heterozygosity was 0.5203. The polymorphism information content (PIC) ranged between 0.2823 and 0.7252 for SW1041 and SW957 loci respectively. The results showed that the studied population as a group with a high degree of genetic diversity.

Keywords: microsatellite markers, Sus scrofa domestica, diversity, Hardy-Weinberg equilibrium, Sampues


INTRODUCCIÓN

El cerdo pertenece al orden Artiodactyla, familia Suidae y género Suis. Apareció durante el Mioceno, hace 25 a 600 millones de años, originándose a partir del jabalí (Sus scrofa), y fue domesticado hace unos 10 000 años (Giuffra et al., 2000). Tanto la evidencia arqueológica como la evidencia molecular muestran que los cerdos domésticos se originaron independientemente en varias partes del mundo, a partir de múltiples subespecies de jabalíes europeos y asiáticos (Kijas yAnderson, 2001; Larson et al., 2005). De otro lado, los cerdos silvestres y domésticos pertenecen a la misma especie (Sus scrofa), el primero de los cuales tiene 36 cromosomas y el doméstico tiene 38 (Bosma, 1976).

El cerdo, Sus scrofa, es una especie foránea al continente americano. Inicialmente llegaron a las Antillas y desde allí emigraron al resto del continente. Colón trajo cerdos en su segundo viaje (Burgos et al., 2013). Años después, y por exigencia de Carlos V, la excursión de Rodrigo Bastidas que salió de la Española y fundó Santa Marta en 1525, trajo 300 cerdos (Peña y Mora, 1977). Es posible que dichos cerdos hayan sido los primeros que llegaron a Colombia.

El departamento de Sucre es una de las regiones de Colombia con menor población de cerdo doméstico (Sus scrofa domestica). Presentó una población estimada de 124 455 ejemplares en 2016, de los cuales, el 96.4% eran de crianza de traspatio (Ministerio de Agricultura, 2016), siendo mayormente de tipo criollo y cruces con diversas razas.

La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica enzimática in vitro, utilizada para amplificar expone ncialmente una región determinada de ADN, cuya secuencia se conoce, a partir de una mezcla compleja de ácidos nucleicos. Es la técnica más empleada para el estudio de marcadores polimórficos como son los microsatélites o SSRs (Simple Sequence Repeats), formados por secuencias de ADN constituidas por repeticiones de motivos nucleotídicos de 1 a 6 pares de bases repetidas en tándem (Hancock, 1999), Son marcadores neutrales de gran valor informativo, que constituyen una poderosa herramienta para estudios genéticos, los cuales han sido utilizados para estudios de caracterización y diversidad genética, relaciones genéticas entre poblaciones, influencia de una raza sobre otra (admixture), pruebas de paternidad, consanguinidad y cuellos de botella genéticos, entre otros (Quiroz et al., 2007).

Los objetivos del presente estudio fueron identificar el estado de la diversidad genética de la población de cerdos domésticos en Sampués, Sucre, mediante la utilización de 20 microsatélites, calcular heterocigosidades por locus y contrastar dicha información con la obtenida en otras poblaciones con los mismos marcadores genéticos.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se recolectaron muestras de pelo de 50 cerdos domésticos, procedentes de explotaciones familiares de Sampués, departamento de Sucre, Colombia (9° 11' 0.8'’ latitud Norte y 75° 22' 51'’ longitud Oeste). Se desconoce el registro genealógico de los cerdos.

El ADN se extrajo de las muestras mediante una modificación al protocolo descrito por Sambrook y Russell (2001), a partir del bulbo piloso, mediante digestión de proteínas con la enzima Proteinasa K y una purificación con fenol-cloroformo.

Se utilizaron 20 microsatélites, cinco de los cuales pertenecen a la lista recomendada por FAO/ISAG (FAO, 2011) para estudios de biodiversidad porcina y los restantes representan la mayor parte del genoma porcino (Cuadro 1 ). La amplificación de los mismos se efectuó utilizando un termociclador Mycycler Bio-Rad® en un volumen final de 25 ml que incluyó 10 ìl de dNTPs 100 ìM, 2.5 ìl de amortiguador 10X, 1.0 ìl de MgCl2 25 mM, 3.0 ìl de cebadores específicos de cada locus de 10 pmol, 0.3 ìl de enzima Taq ADN polimerasa (Invitrogen®) a una concentración de 1 U/ìl, 4.0 ìl de ADN genómico a una concentración de 50 ng/ìl y 4.2 ìl de agua bidestilada esterilizada.

La reacción de PCR consistió de una fase de desnaturalización a 94 °C por 30 s, seguida de 30 ciclos de desnaturalización a 94°C por 30 s, hibridización a 56 °C por 30 s y elongación a 72 °C por 30 s. Los productos de PCR se separaron mediante electroforesis vertical en gel de poliacrilamida en una cámara Mini-Protean II Biorad®. Las bandas se visualizaron por tinción con nitrato de plata (Shanlian et al., 2012).

La determinación del tamaño alélico se efectuó mediante la escalera alélica, y la asignación alélica se realizó mediante el ajuste a una curva de regresión lineal desarrollada a partir de las distancias de migración de los fragmentos de tamaño conocido.

Las frecuencias alélicas, heterocigosidades, valor de FIS (Weir, 2012), existencia de equilibrio Hardy-Weinberg (HW), riqueza alélica y coeficiente de consanguinidad se evaluaron mediante el programa GENEPOP v. 4.0.6 (Rousset, 2008). Adicionalmente, se calculó el Contenido de Información Polimórfica (PIC) para medir la diversidad alélica de los microsatélites (Botstein et al., 1980) mediante el programa CERVUS v. 3.0.3 (Kalinowski et al., 2007).

RESULTADOS

Los loci de los 20 microsatélites fueron polimórficos detectándose un total de 120 alelos. El número de alelos por locus varió entre 3 (SW2019) y 14 (SW957) (Cuadro 1 ), con un valor medio para todos los loci de 6 alelos.

Los valores de PIC (Cuadro 2 ) fluctuaron entre 0.2823 (SW2019) y 0.7252 (SW957), correspondiendo estos valores con los marcadores que presentaron el menor y el mayor número de alelos. El PIC promedio encontrado fue de 0.5478.

La heterocigosidad esperada (Cuadro 2 ), varió entre 0.1164 para SW1067 y 0.8583 para el marcador SW957, con una media de 0.5465. La heterocigosidad observada (Cuadro 2 ) varió entre 0.0241 para SW1067 y 0.8638 para el microsatélite SW2519, con una media de 0.5203. La heterocigosidad esperada fue un poco mayor que la heterocigosidad observada.

El test de equilibrio Hardy-Weinberg indicó que 15 microsatélites se encontraron en equilibrio de Hardy-Weinberg y cinco loci mostraron una desviación significativa con respecto al equilibrio H-W (SW2019, S0215, SW72, S0385, SW1067).

El estadístico FIS (Cuadro 2 ) fluctuó entre -0.404 para SW911 y 0.387 para el marcador SW1067. Doce de los 20 marcadores presentan signo positivo y ocho presentan signo negativo. El FIS promedio fue de 0.0627.

DISCUSIÓN

Los resultados revelan un elevado nivel de polimorfismo, demostrado en la cantidad y el promedio de alelos por locus obtenido.

Otros estudios de diversidad genética en cerdo reportan valores mayores como Pham et al. (2014) entre 9 y 20 alelos y un número medio de alelos de 15.1, así como valores menores como Chang et al. (2009) entre 2 y 6 alelos y un número medio de 3.7 alelos, Zaman et al. (2015) entre 2 y 11 alelos y un número medio de 6.5 alelos, y Cortés et al. (2016) entre 3 y 8 alelos y un número medio de 5.2 alelos.

Según Botstein et al. (1980), 16 de los 20 marcadores utilizados pueden ser considerados muy informativos (PIC>0.5) para determinar la variabilidad genética en la población del cerdo doméstico en Sampués. Asimismo, cuatro marcadores son medianamente informativos (PIC entre 0.25 y 0.5). El valor medio de PIC en el presente estudio, resultó menor en comparación con datos previamente publicados en estudios realizado con cerdos de razas vietnamitas, indios y polacos (Pham et al., 2014; Zaman et al., 2015; Szmato³a et al., 2016, respectivamente), similar a los reportados por estudios en cerdos nativos de China (Zhang et al., 2003) y mayor al reportado por Chang et al. (2009) y Oh et al. (2014).

La proporción de individuos heterocigotos detectados en el presente estudio fue mayor al 50%, lográndose valores de 54.65% para la heterocigosidad media esperada y 52.03% para la heterocigosidad media observada (Cuadro 2 ), revelando un alto grado de variabilidad, evento que se considera ocurre, cuando los valores superan el 0.5. Este valor es menor a otros reportes (Pham et al., 2014; Zaman et al., 2015; Cortés et al., 2016; Szmato³a et al., 2016), similar a lo hallado por Zhang et al. (2003) y mayor al reportado por Chang et al. (2009) con un He de 0.375 y Oh et al. (2014) con un He de 0.439.

De los microsatélites examinados, 15 estaban en equilibrio de Hardy-Weinberg, lo cual muestra genéticamente estable a la población (Cuadro 2 ), y esto podría revelar que los cruzamientos en la población se originaron de forma azarosa, o si hay animales nuevos que se han añadido últimamente, estos descienden de poblaciones con igual acervo genético a los individuos de la población analizada (Wang, 2012). Cinco marcadores (SW2019, S0215, SW72, S0385, SW1067) mostraron desviación significativa respecto al equilibrio H-W, revelando un exceso de homocigotos, lo cual podría ser el resultado de eventos de endogamia al interior de la misma (Allendorf et al., 2012). No obstante, la endogamia afecta por igual todo el genoma por lo que se esperaría que si este fenómeno fuera el más trascendente, todos los marcadores utilizados deberían mostrar un exceso de homocigotos, cosa que no ocurre. Otra explicación para esta desviación podría ser la existencia del efecto Wahlund, lo cual mostraría la existencia de diferencias entre poblaciones contiguas de cerdo doméstico para los marcadores (SW2019, S0215, SW72, S0385, SW1067), pero no para los otros marcadores. La permanencia de las diferencias en estos microsatélites podría darse por el limitado flujo génico entre poblaciones cercanas. Asimismo, pudiera acontecer que los marcadores (SW2019, S0215, SW72, S0385, SW1067) se encuentran ligados a genes influenciados por selección natural. También puede darse la presencia de alelos nulos en dichos loci (Chapuis y Estoup, 2007), suceso descartable en este estudio por no haberse encontrado. Por último, pudo haber ocurrido un efecto fundador (arribaron pocos sementales que se reprodujeron mucho).

Los cálculos del estadístico FIS para los 20 microsatélites, muestran ocho marcadores con signo positivo, revelando exceso de homocigotos, y 12 con signo negativo. El FIS promedio de -0.0627 revela un bajo valor de exogamia, pero con un ligero exceso de heterocigotos. Los valores riqueza alélica y número medio de alelos por locus indican que dicha población muestra cierto grado de variabilidad.

Al no existir en Sampués, Sucre, reportes sobre la diversidad genética de Sus scrofa domestica, no se puede excluir la probabilidad de endogamia en esta población del Caribe colombiano.

CONCLUSIONES

Los resultados permiten inferir que los microsatélites utilizados en la población de cerdo doméstico (Sus scrofa domestica) en Sampués, Sucre, Colombia, muestran un alto grado de polimorfismo. Igualmente, el gran número de marcadores con un PIC alto, posibilitan perfeccionar e implementar esta técnica para otros estudios dentro de la raza como la exploración genealógica y la asignación de individuos a poblaciones. Asimismo, los niveles de heterocigosidad esperada y observada revelan que muestra un alto grado de variabilidad genética.

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Recibido: 8 de julio de 2016

Aceptado para publicación: 14 de diciembre de 2016