Estudios de asociación genómica en poblaciones animales independientes

En mejoramiento genético animal, uno de los principales enfoques para explicar la arquitectura genética de caracteres de importancia económica son los estudios de asociación del genoma completo (GWAS), que no suelen ser particularmente potentes dado el reducido tamaño muestral. Un enfoque para aumentar la potencia de detección de QTL es combinar datos de poblaciones diferentes en un análisis conjunto de asociación (JA). Sin embargo, este enfoque tiene limitaciones tales como la definición de efectos a ser modelados entre poblaciones y la dificultad en el acceso a los genotipos de poblaciones comerciales. Alternativamente, se pueden combinar resultados obtenidos de GWAS independientes mediante el meta-análisis (MA-GWAS). El objetivo central de esta tesis es describir e implementar métodos para GWAS a nivel poblacional y también, combinando datos de varias poblaciones (JA), así como combinando resultados de GWAS independientes (MA-GWAS). La aplicación en datos reales mostró que MA aumentó la potencia para detectar QTL significativos en contraste con los GWAS poblacionales y el JA, considerando la estructura genética, la heterogeneidad de los componentes de varianza entre poblaciones y evitando problemas del JA tales como el acceso a los datos y definición de los efectos fijos. Los resultados del MA fueron usados en la búsqueda de genes candidatos, identificando nuevas posiciones para algunos de los caracteres de calidad de carne porcina evaluados. En conclusión, el trabajo describe métodos novedosos para integrar resultados de evaluaciones genómicas independientes, a fin de detectar asociaciones significativas entre poblaciones e identificar nuevos genes asociados con caracteres de importancia económica.

Promedio bayesiano de modelos para la predicción del consumo máximo de oxígeno en deportistas con datos de no-ejercicio

Históricamente, los modelos de no-ejercicio para predecir el consumo máximo de oxígeno (VO2max) han sido construidos mediante regresión lineal frecuentista, usando técnicas estándar de selección de modelos. Sin embargo, existe incertidumbre acerca de la estructura estadística en el proceso de selección del modelo. En este estudio se propuso construir un modelo de no-ejercicio para predecir el VO2max en deportistas orientados al rendimiento, considerando la incertidumbre de modelo a través del Promedio Bayesiano de Modelos (BMA). Un objetivo adicional fue comparar la performance predictiva del BMA con las de los modelos derivados de varias técnicas frecuentistas usuales de selección de variables. Con tal fin, se implementó un submuestreo aleatorio estratificado repetido. Los datos incluyeron observaciones de la variable respuesta (en L·min-1), así como registros de Género, Deporte, Edad, Peso, Talla e Índice de masa corporal (BMI) (Edad = 22.1 ± 4.9 años, media ± SD; n = 272). Se propuso una clasificación de deportes con el objetivo de incluirla dentro del proceso de construcción del modelo: Combate, Juego, Resistencia 1 y Resistencia 2. El enfoque BMA se implementó en base a dos métodos: Occam's window y Composición de Modelo mediante el método de Monte Carlo con Cadenas de Markov (MC²). Se observaron discrepancias en la selección de variables entre los procedimientos frecuentistas. Ambos métodos de BMA produjeron resultados muy similares. Los modelos que incluyeron Género y las variables dummies para Resistencia 1 y Resistencia 2 acumularon virtualmente toda la probabilidad de modelo a posteriori. El Peso fue el predictor continuo con la más alta probabilidad de inclusión a posteriori (menor a 0.8). Las combinaciones de variables que involucraron predictores con un alto nivel de multicolinealidad fueron desacreditadas. Los modelos con sustancial contribución para el BMA presentaron un ajuste apreciable (R² ajustado menor a 0.8). Entre los modelos seleccionados por estrategias frecuentistas, el obtenido mediante el método de regresión por pasos (Stepwise regression method) con alfa igual a 0.05 fue el más respaldado por los datos, en términos de probabilidad de modelo a posteriori. En concordancia con la literatura, el BMA tuvo mejor performance predictiva de los datos fuera de la muestra que los modelos seleccionados por técnicas frecuentistas, medida por la cobertura del intervalo de predicción de 90 por ciento. La clasificación de deportes reveló resultados consistentes.

Inferencia bayesiana sobre los parámetros de dispersión genéticos y ambientales en modelos animales con efectos maternos

Los modelos 'modelos animales con efectos maternos' (MAM) son modelos lineales mixtos que se utilizan para ajustar registros de caracteres bajo la influencia de efectos maternos. Uno de los desafíos más importantes en el marco de los MAM es la estimación de los parámetros de dispersión o 'componentes de (co) varianza' (CVC). En esta tesis se introducen desde una perspectiva bayesiana contribuciones teóricas y metodológicas con relación a la estimación de CVC para MAM sujetos a estructuras de covarianza novedosas. En primer lugar, se describe una implementación del análisis bayesiano jerárquico vía el algoritmo del muestreo de Gibbs. Luego, se considera una especificación conjugada diferente para la distribución a priori de la matriz de covarianza genética, basada en la distribución Wishart invertida generalizada, y se presenta una estrategia para determinar los correspondientes hiperparámetros. Esta estrategia fue comparada contra otras especificaciones a priori mediante un estudio de simulación estocástica, y produjo estimaciones precisas de los parámetros genéticos, con menores errores estándares y mejor tasa de convergencia. En segundo lugar, se presenta una formulación alternativa del MAM que incluye un parámetro de correlación ambiental entre pares de observaciones madre-progenie, y se desarrolla un procedimiento de estimación basado en un algoritmo de muestreo por grilla. El procedimiento fue programado y ejecutado exitosamente, y se obtuvo la primera estimación del parámetro de correlación con datos de campo para peso al destete en bovinos de carne. Por último, se considera el problema de la estimación de CVC en una población multirracial, donde en general es necesario especificar una estructura de covarianza heterogénea para los valores de cría. En particular, se demuestra que el modelo basado en la descomposición de la matriz de covarianza genética es equivalente al que deriva de la teoría genética cuantitativa. Además, se extiende el modelo para incluir efectos maternos y se describe la implementación de un análisis bayesiano jerárquico con el objetivo de estimar los CVC. El procedimiento fue implementado con éxito en datos experimentales de peso al destete y se obtuvieron por primera vez estimaciones para el conjunto completo de CVC.

Estimación de heredabilidades y correlaciones genéticas para caracteres funcionales mediante análisis de supervivencia en Holstein Colombiano.

Las evaluaciones genéticas para caracteres funcionales requieren metodologías como el análisis de supervivencia (SA), que contemplen registros pertenecientes a hembras que no han presentado el evento de interes (descarte o prenez) al momento de la evaluacion. Así, los objetivos de esta tesis fueron: 1) analizar los factores que afectan el riesgo de descarte en vida productiva (VP), y de concepción en días abiertos (DA) e intervalo primer-último servicio (IP), 2) estimar parámetros genéticos de dispersión para los caracteres evaluados. Se emplearon 44652 registros de lactancia de 15706 vacas Holstein Colombiano, ajustando un modelo animal frágil Weibull para VP, con el número de partos (NP), producción de leche (PL) y edad al primer parto (EPP) como efectos fijos. En el caso de DA e IPU se emplearon 14789 servicios de 6205 vacas, ajustando un modelo de datos agrupados con efectos fijos de NP, EPP y número de servicios (SC). En todos los casos se incluyeron efectos aleatorios de animal y de hato. Tanto PL como NP tuvieron gran influencia en la VP, al igual que NP en DA e IPU. Se estimaron valores de h2 de 0,104, 0,086 y 0,1013 para VP, DA, e IPU, respectivamente, asi como correlaciones genéticas simples (rs) entre el nivel de PL con VP y DA de ƒ{0,03 y 0,47, respectivamente. Teniendo en cuenta tanto los valores de cría expresados como riesgo relativo, asi como la magnitud de rs, un aumento en PL conllevaría a disminución en el riesgo de descarte y aumento en el riesgo de concepción, dando lugar a aumentos en la VP y reducción en DA. Las h2s estimadas sugieren la existencia de variabilidad genetica para VP, DA e IPU en Holstein Colombiano, sirviendo de sustento para la implementación de evaluaciones genética de la raza, aprovechando las ventajas de metodologías como SA.

Modelos animales para caracteres con efectos maternos, madres no identificadas e información incompleta

La evaluación genética para caracteres de crecimiento pre - destete requiere ajustar modelos animales con efectos maternos (MAM). Tanto la estimación paramétrica de la variabilidad como la evaluación genética mediante MAM son realizadas empleando datos de campo, muchos de los cuales no poseen información completa para todas las variables explicativas maternas. Es común no contar con la identificación de madres (biológicas y/o receptoras), de abuelas maternas y, consecuentemente, de la edad de la madre (EM). Este problema es bien marcado en razas compuestas como Brangus y Braford que tienen políticas para registrar animales de pedigrí "abierto". Además, no existe un consenso sobre cuál es el mejor modelo de predicción, y existen interrogantes sobre la magnitud de los componentes de (co) varianza genético-aditivos y ambientales del modelo de evaluación. La primera investigación de esta tesis consistió en la estimación, mediante métodos bayesianos de los parámetros de dispersión en MAMs con distintas estructuras de (co) varianza, para datos de peso al destete de animales Angus de pedigrí. El análisis se caracterizó por la originalidad en los muestreos de las distribuciones marginales posteriores de las covarianzas genéticas aditivas y de la correlación entre los efectos ambientales maternos permanentes de una vaca y sus hijas también madres. Con el objeto de especificar correctamente la fracción aditiva de las (co) varianzas cuando se desconocen las madres y/o abuelas maternas de los animales con datos, en otro capítulo se desarrollaron MAMs equivalentes que no requieren alargar los vectores de los valores de cría con madres o abuelas fantasmas. Finalmente, se desarrolló un modelo mixto que atenúa el sesgo por error de medición clásico en el efecto EM, e introduce splines penalizadas y una estructura de (co) variación autoregresiva de orden 1 para suavizar las covarianzas residuales Este modelo es apropiado para ajustar datos de animales nacidos por transplante embrionario con madres receptoras desconocidas

Tamaño efectivo por subdivisión en los rodeos del núcleo selectivo de una raza

La variabilidad genética presente en una población es un tema central en la genética de poblaciones. El conocimiento de la estructura poblacional y de los factores endógenos y exógenos que influyen en los apareamientos hizo que varios autores obtuvieran distintas expresiones para estimar la variabilidad presente en una población. Sin embargo ninguna de estas expresiones es aplicable a una población de bovinos de carne, subdividida en rodeos, donde existe suficiente información sobre los apareamientos no aleatorios. Se obtuvieron tres expresiones para: 1) la consanguinidad promedio (F), 2) la coancestría promedio entre dos individuos dentro de un rodeo y 3) la coancestría promedio entre dos individuos de distintos rodeos. Se resolvió el sistema para F y se igualó a 1/2Ne. De esta forma se obtuvo una expresión para el tamaño efectivo que es función de probabilidades que pueden ser estimadas con precisión en una base de datos. El valor hallado de 106,04 para el Brangus Argentino se encuentra en el rango 50 a 150, intervalo en el cual se hallan la mayoría de los estimadores de Ne en otras razas bovinas.

Nuevos arreglos institucionales en el subsistema lácteo de la región norte de Perú : un estudio exploratorio

El Subsistema de Agronegocios (SSAG) lácteo de la región norte del Perú ha desarrollado un alentador crecimiento durante los últimos años, tanto por el impulso del mercado interno como de los nuevos nichos de mercado cada vez más exigentes. Sin embargo, las transacciones entre productores-intermediarios e intermediarios-industriales vienen incurriendo en fallas de coordinación, con problemas de asimetría de información, oportunismo y costos elevados de transacción. El objetivo del estudio es realizar un diagnóstico de la innovación organizacional generada en este sistema, a partir de los nuevos arreglos organizacionales generados entre la industria láctea y el productor primario. La presente investigación tipo cuali-cuantitativa tuvo como enfoque teórico a la Nueva Economía Institucional (NEI) , partiendo de fuentes de información primaria y secundaria. Bajo este análisis, se identificaron los principales puntos conflictivos y la ocurrencia de altos costos de transacción, que permitieron el surgimiento de un nuevo diseño organizacional productor primario-industria láctea con el fin de remediar estos acontecimientos turbulentos presentes en el SSAG. Este nuevo arreglo organizacional se caracteriza por una mayor frecuencia de transacción, elevada especificidad de los activos involucrados -mejora en la calidad-, y una disminución de la incertidumbre por el precio transado, principalmente debido a una estructura de gobernancia del tipo contratos informales ("guía de especificación del producto") , minimizando los costos de la transacción. La nueva transacción productor primario - industria láctea ha conllevado a crear ventajas: relación directa entre los actores, mejor manejo de la información, incentivos en la retribución/pago por el producto entregado, implementación de mejoras tecnológicas en los sistemas de producción primaria, etc., generando una mayor transparencia y rentabilidad hacia todos los niveles del SSAG

Estimación del número y distribución de los ambientes para la evaluación de rendimiento en cultivares de soja

El objetivo más importante de los programas de Mejoramiento Genético Vegetal es optimizar la productividad de los cultivos. Por otra parte, la cantidad de recursos económicos disponibles para la conducción de estos programas es limitada. Entonces, se necesita de una estrategia de evaluación que permita seleccionar aquellas líneas experimentales superiores en determinados ambientes con un presupuesto acotado. Los objetivos de este trabajo fueron (i) Estimar el número de ambientes necesarios para lograr detectar una diferencia mínima significativa (DMS) deseada de 250 kg ha-1, y (ii) Establecer un criterio para seleccionar aquellos ambientes que permitan realizar la evaluación de manera eficiente. Los datos utilizados en este estudio se obtuvieron de las bases de datos generadas por la compañía Coop. Criadero Santa Rosa y por la 'Red Nacional de Evaluación de Cultivares de Soja' ((ECSO). Se utilizaron los datos correspondientes al grupo de madurez IV cultivado durante cuatro campañas (2006/07 a 2009/10) en las Subregiones II-4, II-5 y II-6. El número de ambientes necesarios para detectar la DMS deseada se ubicó entre 5 y 10. Los resultados del Análisis de Conglomerados no permitieron dividir al mega-ambiente estudiado en subgrupos de ambientes homogéneos, ya que las asociaciones entre estos no fueron consistentes a través de las campañas. Sin embargo, pequeños grupos de ambientes (formados por 2 o 3 de ellos) tuvieron interacción genotipo × ambiente (IGA) similar a lo largo de las campañas en las que participaron.

Sistemas alternativos a los fungicidas químicos para el control de Penicillium digitatum (Pers.) Sacc. en limón

Argentina es el principal productor mundial de limones en el mundo y el 90 por ciento de esta producción se sitúa en la provincia de Tucumán. Las pérdidas económicas ocasionadas por las enfermedades de poscosecha representan uno de los principales problemas de la citricultura mundial, siendo el 80 por ciento atribuíbles a infecciones fúngicas. El moho verde causado por Penicillium digitatum (Pers.) Sacc. (PD), es la enfermedad de mayor incidencia y severidad durante la exportación de frutos de limón. Actualmente el control de estas enfermedades se realiza con el uso de fungicidas de síntesis química. Debido a las severas restricciones impuestas a estos productos, por regulaciones ambientales y de la salud, hay una fuerte necesidad de métodos alternativos de control. El objetivo de este trabajo de tesis fue evaluar alternativas de bajo impacto ambiental : bacterias lácticas, extractos vegetales, Serenade® (Bacillus subtilis QST 713) y bicarbonato de sodio; con actividad antifúngica directa o a través de la inducción de mecanismos de defensa, para el control de PD en condiciones in vitro e in vivo (frutos de limón). De un total de 33 cepas de bacterias lácticas evaluadas, se seleccionaron ocho con propiedades antifúngicas frente a PD. Se identificaron los metabolitos antifúngicos como ácidos orgánicos (ácido láctico, ácido acético y ácido fenil láctico) y se determinó la combinación óptima con mayor actividad inhibitoria. Los productos alternativos: extractos vegetales, Serenade® y bicarbonato de sodio, presentaron actividad antifúngica in vitro a PD con porcentajes de inhibición entre 2,1 - 16 por ciento. En los frutos de limón, los tratamientos alternativos no fueron efectivos por sí solos para controlar en forma directa la enfermedad. Estos tratamientos redujeron significativamente la severidad de la enfermedad, excepto el Serenade® cuando fue aplicado simultáneamente con el inóculo. Esta reducción fue más marcada cuando se dejaron transcurrir 18 h entre inoculación y aplicación de los tratamientos. El bicarbonato de sodio al 3 por ciento y en menor medida el Serenade® al 1 por ciento indujeron una respuesta de defensa de los frutos y controlaron la enfermedad en un 96,7 por ciento y 56,7 por ciento, respectivamente. En cromatografía de capa fina y fluorometría se detectó un aumento de la fitoalexina escoparona, sugiriendo que este efecto se produciría como resultado de la inducción de mecanismos de defensa, mientras que la umbeliferona no fue detectada. Estos resultados indican que los productos biológicos actuaron como una barrera al avance de la enfermedad, retrasando la severidad de la misma e induciendo de una respuesta de defensa en los frutos.

Evaluación de la sustentabilidad de dos sistemas productivos en chacras de pequeños productores en el departamento general Manuel Belgrano Provincia de Misiones, Argentina

El presente trabajo se ha realizado con pequeños productores de los municipios de Bernardo de Irigoyen y San Antonio del Departamento General Manuel Belgrano, Provincia de Misiones. El trabajo de investigación consiste en la evaluación de la sustentabilidad de dos sistemas productivos en chacras de pequeños productores en el Departamento General Manuel Belgrano Provincia de Misiones, Argentina. La problemática que motiva la realización de este trabajo de investigación se vincula a las dimensiones económica, ambiental y social de los pequeños productores en cada uno de los sistemas de producción desarrollado por ellos en la región. El objetivo de este trabajo es realizar una evaluación de la sustentabilidad de los sistemas tabacalero y diversificado en chacras de pequeños productores abordando las cuestiones económicas, ambientales y sociales a través de la aplicación de indicadores y un análisis cuantitativo de la rentabilidad de cada una de los sistemas. Para la determinación de la muestra de estudio se ha elegido 30 unidades productivas de cada uno de los sistemas (tabacalero y diversificado) siguiendo algunos criterios definidos previamente para luego seleccionar al azar 10 unidades definitiva de cada sistema. Los resultados de investigación evidenciaron que el sistema tabacalero mostró valores positivo de sustentabilidad para la dimensión económica y negativo para lo ambiental y social, mientras que para el sistema diversificado los niveles altos de sustentabilidad se dieron en las dimensiones ambientales y sociales. Por otro lado, la mayor rentabilidad económica le correspondió al sistema diversificado frente el tabacalero considerando datos de 10 (diez) años de producción. Finalmente, los resultados mostraron que la mano de obra y los insumos son los principales costos de producción para ambos sistemas, siendo aún mayor en el tabacalero influyendo fuertemente en la rentabilidad del mismo. Se concluye que el sistema tabacalero disminuye el margen de ganancia con el correr de los años, y si se mantiene esta tendencia, en pocos años no resultaría rentable para los niveles de productores analizados, siendo más sustentable y rentable el sistema diversificado ante el tabacalero.

Evaluación de daños del Yuyo esqueleto (Chondrilla juncea L.) sobre un cultivo de trigo

p.161-171

Aplicación de un método objetivo al estudio de las comunidades de pastizal de la Depresión del Salado (Provincia de Buenos Aires)

p.27-40

Efecto de la varianza genética aditiva generacional sobre las componentes de la respuesta a la selección en una población con generaciones superpuestas

p.221-230

Papas Chips XI : materia seca, peso específico, rendimiento y fijación de aceite, parámetros de calidad

p.145-150

Eficiencia de la capacitancia y altura de canopeo comprimido (con disco) para estimar biomasa forrajera

p.213-219