Estrategias de mejoramiento genético de las líneas de cuyes de ivita en el valle El Mantaro

Universidad Nacional Agraria La Molina. Escuela de Posgrado. Doctorado en Ciencia AnimalEl objetivo del presente estudio fue evaluar fenotípica y genéticamente las líneas de cuyes de IVITA – El Mantaro (Precoz, Cárnica, Lechera y Prolífica), sus cruces simples, y conocer la aceptación que tiene el cuy RG por parte de los productores. Para lograr dicho objetivo se estimó las heredabilidades y correlaciones genéticas con el modelo animal usando un análisis multivariado con REML. Para cada línea genética se determinó el número efectivo de fundadores y de ancestros, el coeficiente de consanguinidad y el tamaño efectivo de cada población. También se calculó la heterosis individual para los caracteres peso al nacimiento, peso a los 10 días, peso al destete y peso a los 60 días para los cruces paternos y maternos, a través de la diferencia entre el promedio del desempeño de los animales cruzados y los animales puros. Además, se realizaron encuestas a 17 criadores de las provincias de Concepción, 12 de Jauja y 5 de Huancayo para determinar la percepción y la aceptación que han tenido los cuyes RG de IVITA – El Mantaro. Las heredabilidades para el peso al nacimiento fueron 0.21±0.02 y 0.23±0.03 en las líneas Precoz y Cárnica, respectivamente, y para el peso al destete fue 0.28±0.03 para la línea Cárnica. La estima para el peso a los 60 días fueron 0.34±0.01 y 0.47±0.04 para las líneas Precoz y Cárnica, respectivamente, y para la conversión alimenticia parcial fue 0.46±0.03 para la línea Cárnica. Las heredabilidades para el peso de la camada al nacimiento fueron 0.09±0.03 y 0.10±0.03 para la línea Precoz y Lechera, respectivamente. Además, la heredabilidad para el peso de la camada a los 10 días fue de 0.15±0.03 para la línea Lechera. Las heredabilidades para el tamaño de camada fueron 0.17±0.03, 0.20±0.03 y 0.11±0.03, y para el número de nacidos vivos fueron 0.09±0.03, 0.14±0.03 y 0.09±0.03 para las líneas Precoz, Lechera y Prolífica, respectivamente. Se encontraron correlaciones genéticas altas entre el peso al nacimiento, al destete y a los 60 días y entre el peso de la camada, tamaño de camada, peso de la camada a los 10 días y número de nacidos vivos. La correlación genética entre el efecto directo y materno de peso al nacimiento fue moderada y negativa (− 0.24 ± 0.10) para la línea Precoz. El análisis de la genealogía mostró que el número efectivo de fundadores y de ancestros para la línea Precoz fueron 74 y 72, de 343 y 271 para la línea Cárnica, de 58 y 52 para la Lechera y de 58 y 49 para la Prolífica. Los coeficientes de consanguinidad estimados fueron 4.30 por ciento, 0.81 por ciento, 4.36 por ciento y 4.22 por ciento para las líneas Precoz, Cárnica, Lechera y Prolífica, respectivamente. El tamaño efectivo de la población para la línea Precoz fue 70.16, de 75.42 para la línea Cárnica, de 42.93 para la Lechera, y de 34.74 para la línea Prolífica. Por otro lado, sólo se observó heterosis estadísticamente significativa para el peso al nacimiento, en los cruces paternos (Precoz x Cárnica) (3.7 por ciento) y maternos (Lechera x Prolífica) (12.7 por ciento). Las encuestas realizadas mostraron que la mayoría de los criadores han recibido capacitación sobre alimentación, reproducción, manejo, equipamiento e instalaciones. Los criadores principalmente venden cuyes vivos para el sacrificio. La mayoría (82.40 por ciento) manifestó que no han vuelto a comprar cuyes de IVITA – El Mantaro, porque para ellos dichos cuyes son altamente susceptibles a la linfadenitis, enfermedad altamente contagiosa y que afecta la calidad de carne. Sin embargo, la mayoría de los encuestados han clasificado a los cuyes de IVITA – El Mantaro y sus crías como animales adecuados para la producción de carne. Dichos cuyes han sido ya recomendados por el 58.80 por ciento de los criadores, pero el 17.70 por ciento de ellos manifestaron que no recomendarían dichos cuyes debido a la susceptibilidad que tienen para enfermarse, especialmente de linfadenitis. Los resultados muestran el estado genético de las cuatro líneas de cuyes, y la ventaja productiva que muestran los cruces simples en las líneas paternas. Además, de la percepción y grado de aceptación de los productores sobre el cuy G producido por IVITA – El Mantaro. Todo ello puede aprovecharse para mejorar el actual programa de mejora genética y esquema de cruzamiento desarrollado por IVITA – El Mantaro.This study aimed to assess phenotypically and genetically the guinea pig lines of IVITA - El Mantaro (Precoz, Cárnica, Lechera y Prolífica), their simple crosses, and to investigate the acceptance of the "cuy RG" by the farmers. Therefore, heritabilities and genetic correlations were estimated with the animal model using a multivariate analysis with REML. In addition, the effective number of founders and ancestors, inbreeding coefficient and effective population size were estimated for each genetic line. The individual heterosis for birth weight, weight at 10 days, at weaning and at 60 days was also calculated for paternal and maternal crosses. In addition, 17 farmers from the provinces of Concepción, 12 from Jauja and 5 from Huancayo were interviewed to know their perception and acceptance of the crossbred guinea pigs from IVITA - El Mantaro ("cuy RG"). The results obtained in the heritabilities for birth weight were 0.21±0.02 and 0.23±0.03 for Precoz and Cárnica lines, respectively, and for weaning weight, it was 0.28±0.03 for Cárnica line. Heritability estimates for weight at 60 days were 0.34±0.01 and 0.47±0.04 for Precoz and Cárnica lines, respectively, and for partial feed conversion was 0.46±0.03 for Cárnica line. The heritabilities for litter weight at birth were 0.09±0.03 and 0.10±0.03 for Precoz and Lechera lines, respectively. In addition, the heritability for litter weight at 10 days was 0.15±0.03 for Lechera line. The heritabilities for litter size were 0.17±0.03, 0.20±0.03 and 0.11±0.03, and for number of pups born alive were 0.09±0.03, 0.14±0.03 and 0.09±0.03 for Precoz, Lechera and Prolífica lines, respectively. High genetic correlations were found between birth, weaning and 60-day weight and between litter weight, litter size, litter weight at 10 days and number of pups born alive. The genetic correlation between the direct and maternal effect of birth weight was moderate and negative (- 0.24 ± 0.10) for Precoz line. The results of the pedigree analysis showed that the effective number of founders and ancestors for Precoz line were 74 and 72, 343 and 271 for Cárnica line, 58 and 52 for Lechera line, and 58 and 49 for Prolífica line. The inbreeding coefficients were 4.30 percent, 0.81 percent, 4.36 percent and 4.22 percent for Precoz, Cárnica, Lechera and Prolífica lines, respectively. The effective population size for Precoz line was 70.16, 75.42 for Cárnica line, 42.93 for Lechera line, and 34.74 for Prolífica line. Statistically significant heterosis was observed for birth weight in the paternal (Precoz x Cárnica) (3.7 percent) and maternal (Lechera x Prolífica) (12.7 percent) crosses. Surveys 6 showed that most breeders had received training on feeding, breeding, management, equipment, and facilities. Farmers mainly sell guinea pigs alive for slaughter. Most of the farmers (82.40 percent) stated that they had no longer bought guinea pigs from IVITA - El Mantaro because these guinea pigs are highly susceptible to lymphadenitis, a highly contagious disease that affects the meat quality. However, most respondents have classified IVITA-El Mantaro guinea pigs and their offspring as suitable for meat production. 58.80 percent of farmers have already recommended these guinea pigs, but 17.70 percent of them stated that they would not recommend them due to their susceptibility to disease, especially lymphadenitis. The results show the genetic status of the four guinea pig lines and the productive advantage shown by the single crosses in the parental lines. In addition, the breeders' perception and degree of acceptance of the guinea pigs produced by IVITA - El Mantaro. All these results could be used to improve the current breeding programme and crossbreeding scheme developed by IVITA - El Mantaro

Effect of corifollitropin alfa supplemented with or without LH on ovarian stimulation and embryo viability in rabbit

[EN] There is increasing interest in using rabbits for research as a laboratory model as well as for industrial production of meat, wool and fur. Superovulation in animals is used to produce a maximum number of transferable embryos per donor, in order to either support genetic improvement programs, ex situ conservation or to optimize other biotechnologies. Over time, the use of this biotechnology has shown variable outcomes as a consequence of several factors, such as the origin of exogenous hormone, pos- ology and the effect of gonadotropins used simultaneously, the donor and the environment. The aim of this study was to compare the efficacy of a single injection of corifollitropin alfa (CTP), alone or sup- plemented with LH, versus a FSH standard protocol of five equal doses administered twice daily to su- perovulate rabbit does (20 per group and 29 control females). We determined: 1) the impact of this stimulation on in vitro development and mRNA expression at blastocyst stage and 2) in vivo embryo development and viability rate at birth of transferred embryos. Our outcomes showed that the ovulation rate was similar among the different ovarian stimulation groups, reaching more than fourfold the ovulation rate of a control doe. While rates of embryos developing to the blastocyst stage after 48 h of in vitro culture were similar between groups, the hatched blastocyst rate was higher for superovulated embryos from CTP group. Moreover, no significant differences among mRNA expression of OCT4, SOX2 and NANOG genes were detected. Nevertheless, embryos from ovarian stimulated does with CTP þ LH showed significantly higher implantation rates and survival at birth among the different ovarian stim- ulation groups and similar to those in the control group. In conclusion, the results of this study suggest that a single injection of long acting corifollitropin alfa can be effectively used in rabbits to elicit a more than fourfold increase in ovulation rate compared to control animals. In addition, the LH supplemen- tation allows us to obtain similar in vivo embryo development results as in the control group.This research was supported by the projects: Spanish Research project AGL2014-53405-C2-1-P Comision Interministerial de Ciencia y Tecnologia (CICYT) and Prometeo II 2014/36 Generalitat Valenciana research program. English text version revised by N. Macowan English Language Service.Viudes De Castro, MP.; Marco-Jiménez, F.; Cedano-Castro, JI.; Vicente Antón, JS. (2017). Effect of corifollitropin alfa supplemented with or without LH on ovarian stimulation and embryo viability in rabbit. Theriogenology. 98:68-74. https://doi.org/10.1016/j.theriogenology.2017.05.005S68749

Cryosurvival of rabbit embryos obtained after superovulation with corifollitropin alfa with or without LH

[EN] The efficiency of an embryo bank depends on provision of optimal conditions for recovery, cryopreservation and transfer to a breed or strain. In this sense, increasing the number of embryos available using superovulation should improve the cryobank efficiency. However, vagueness of response to conventional protocols to control or increase ovarian response and the quality of oocytes and embryos and their cryotolerance remain a challenge. The aim of our study was to evaluate the effect of corifollitropin alpha (CTP) and a recombinant human FSH (rhFSH), alone or supplemented with rhLH, on embryo cryosurvival by in vitro development and OCT4 and NANOG mRNA abundance at blastocyst stage and offspring rate. In vitro development of vitrified embryos was not significantly affected by superstimulation with or without rhLH supplementation, resulting in similar development rates to those of the control groups (fresh and vitrified embryos from non-superstimulated donor does). Blastocysts developed from vitrified embryos showed higher levels of OCT4 transcript abundance than fresh control, while NANOG transcript abundance was only higher in the blastocysts developed from vitrified embryos after superstimulation treatment in comparison with control groups. The implantation and offspring rates at birth were negatively affected by supplementation with rhLH. Both rhFSH or CTP vitrified embryo groups showed an implantation rate similar to those of the control groups, but an offspring rate lower than control. In conclusion, embryos produced using corifollitropin alpha did not compromise the cryosurvival of vitrified embryos in the rabbit. In addition, this study points out the negative effect of rhLH supplementation in terms of offspring rate on embryo vitrification.This research was supported by the projects: Spanish Research project AGL2014-53405-C2-1-P Comision Interministerial de Ciencia y Tecnologia (CICYT) and Generalitat Valenciana research programme (Prometeo II 2014/036). English text version revised by N. Macowan English Language Service.Vicente Antón, JS.; Viudes De Castro, MP.; Cedano-Castro, JI.; Marco-Jiménez, F. (2018). Cryosurvival of rabbit embryos obtained after superovulation with corifollitropin alfa with or without LH. Animal Reproduction Science. 192:321-327. https://doi.org/10.1016/j.anireprosci.2018.03.034S32132719

Efecto del tratamiento de superovulación sobre la calidad embrionaria en conejo

[EN] Superovulation in animals is used to produce a maximum number of transferable embryos per donor, in order to support both genetic improvement programs and ex situ conservation or to optimize other biotechnologies. Over time, the use of this biotechnology h as shown variable outcomes as a consequence of several factors, such as the origin of exogenous hormone, its administration mode, the donor and the environment. Nowadays the use of gonadotropins such as FSH, LH, hCG and eCG has enabled us to achieve the su perovulation in different species successfully . However , the posology and the effect of both gonadotropins when used simultaneously (e.g. FSH and LH) it is not yet clearly defined. The superovulation in rabbit does and in other species, has had a great adv ance in recent years, changing the eCG use by the recombinant gonadotropins and jumping the morphological classification to the molecular analysis of embryos. The objective of this study was to evaluate the effect of long - acting FSH - CTP and rhFSH alone or supplemented with rhLH on ovarian stimulation in rabbit does and determine the impact of its stimulation on in vitro and in vivo development of fresh and cryopreserved embryos. Our outcomes showed that both the ovulation rate and the mean of recovered transferable embryos per donor were similar among the different ovarian stimulation groups (FSH - CTP, FSH - CTP+rhLH, rhFSH, rhFSH+rhLH), but much higher than the control group. In v itro viability of superovulated embryos from FSH - CTP group was similar to the embryos from the control group until blastocysts stage at 48 hours, but it was higher at expanded blastocyst stage for FSH - CTP group in relation to the control group at 48 hours. The embryo development at any stage was affected by the vitrification process. However , it seems that ovarian stimulation did not affect the SOX2 and OCT4 gene expression . NANOG gene overexpression was observed in embryos from FSH - CTP, FSH - CTP+rhLH and rh FSH in concordance with the higher in vitro embryo development of these groups. In vivo viability of embryos from both FSH - CTP and FSH - CT P+rhLH experimental groups was similar to the embryos viability from the control group. The in vivo embryo viability a t implantation stage was affected by the vitrification process, but foetal losses and birth rate was not affected. Nevertheless, it seems that the vitrification did not affect the in vivo viability of embryos from FSH - CTP and rhFSH groups in relation to th e control group. II There was no difference in the litter size and weight at birth and weaning among the experimental groups. The vitrification did not affect the litter size at birth and weaning but the pup weight who came from the vitrified embryos was five per cent higher than the one in the fresh groups. By contrast, weight at weaning was lower than the fresh group . In conclusion, the results of this study suggest that the use of FSH - CTP (3 μg/doe) is enough to superovulate rabbit does without compromisin g the quantity and quality of embryos, either fresh or vitrified. In addition, the use of this hormone reduces the frequency of animal handling, improving the animal welfare too .[ES] La biotecnología de la reproducción ofrece una amplia gama de técnicas que permiten aumentar la eficiencia reproductiva. De entre estas tecnologías, es de especial interés la superovulación, debido a los elevados costes de las técnicas de recuperación de ovocitos y embriones y a las bajas eficiencias de determinados procesos a los que pueden destinarse posteriormente. Sin embargo, los procedimientos de superovulación presentan una serie de limitaciones, como son la variabilidad en la respuesta y las alteraciones en la calidad de óvulos y embriones, lo que ha impulsado tanto los estudios sobre la foliculogénesis y ovogénesis como el desarrollo de nuevos productos y modos de administración que reduzcan los efectos no deseados. En producción animal, desde los años 60 los tratamientos de superovulación se han basado en la utilización de gonadotropinas de dos tipos según el origen biológico: coriónicas (gonadotropina coriónica equina o eCG) e hipofisarias (FSH ya sea porcina, ovina, equina o recombinante), existiendo cierto debate sobre el tratamiento que consigue una mayor respuesta superovulatoria. Uno de los factores es la incapacidad para controlar la contaminación por parte de la LH en los extractos de FSH, que no sólo aumenta la variabilidad, sino que se ha visto en ganado que disminuye el número de embriones transferibles. Esto se debe a que el aumento en la cantidad de LH en el protocolo de superovulación puede producir la activación de receptores de LH que den lugar a una luteinización prematura, produciendo una ovulación temprana y una disminución de los ratios de fecundación y producción de embriones. Además, las isoformas de LH presentes en el preparado de FSH, pueden interferir en la efectividad de la FSH. Además respuesta no sólo dependerá del tipo y la concentración de gonadotropinas empleadas, sino que depende de un complejo sistema de señales paracrinas y autocrinas de los factores producidos por los propios folículos que pueden amplificar o atenuar la respuesta al tratamiento, siendo necesario la sincronización del ciclo y el control de las oleadas foliculares. OBJETIVOS Los objetivos de este Trabajo Final de Máster serán: - Evaluar el efecto de las gonadotropinas recombinantes humanas (rhFSH y rhLH), oFSH y de la alfa-corionfolitropina sobre la estimulación ovárica, la tasa de fecundación y recuperación embrionaria, utilizando el conejo como modelo animal. - Determinar el impacto que el tratamiento de superovulación tiene sobre la calidad de los embriones, empleando como indicadores tanto el desarrollo in vitro hasta blastocisto como la expresión de genes fundamentales implicados en el desarrollo embrionario: octamer-binging transcription factor (OCT4), NANOG homeobox (NANOG) y sex determining región Y-box 2 (SOX2). - Conocer la criotolerancia de los embriones superovulados a un proceso de vitrificación para su incorporación de éstos al banco de embriones. - Estudiar el efecto que el tratamiento sobre el desarrollo fetal y postnatal de embriones superovulados y transferidos. PLAN DE TRABAJO: Los objetivos se abordaran en tres experimentos: Durante 10 semanas, 2-3 conejas asignadas a cada grupo serán con la dosis hormonal correspondiente a cada grupo experimental. Conejas de los grupos rFSH-rLH y oFSH recibirán 5 dosis cada 12 horas y 10-12 horas después de la última dosis, las hembras serán inseminadas artificialmente (IA). El grupo de conejas tratadas con alfa-coriofolitropina recibirá una única dosis 60horas antes de ser inseminadas. Tras 72 horas, se recuperaran los embriones mediante la perfusión de los oviductos. Los embriones recuperados serán evaluados atendiendo a su estado de desarrollo y morfología, incubados en medio y condiciones definidas durante 48h o vitrificados y desvitrificados y cultivados durante 48h. Tras la incubación, se llevará a cabo la extracción del ARN mensajero (ARNm) de los embriones que alcancCedano Castro, JI. (2016). Efecto del tratamiento de superovulación sobre la calidad embrionaria en conejo. http://hdl.handle.net/10251/6787