Exploring genetic polymorphism in exon 1 region of PGLYRP-1 gene and its association with age at first calving and production traits in Sahiwal cattle

Resumen Técnico: Polimorfismo Genético en el Exón 1 de PGLYRP-1 y su Asociación con Rasgos de Producción en Ganado Sahiwal

Planteamiento del Problema
La raza Sahiwal, una prominente raza de ganado lechero autóctono del subcontinente indio, es valorada por su adaptación tropical y tolerancia a enfermedades. Sin embargo, los programas de mejora tradicionales que dependen de la evaluación fenotípica enfrentan limitaciones debido a la heredabilidad de baja a moderada de los rasgos económicamente importantes, la expresión tardía de estos rasgos y el alto costo de las pruebas de progenie. Para acelerar el progreso genético, se proponen enfoques de genes candidatos para identificar marcadores moleculares vinculados a la eficiencia de producción y reproducción. El gen Peptidoglycan Recognition Protein 1 (PGLYRP-1), ubicado en el cromosoma bovino 18, es un candidato de interés debido a su papel en la inmunidad innata, la salud de la ubre y su asociación establecida con el recuento de células somáticas y el rendimiento lácteo en otras poblaciones bovinas (por ejemplo, Holstein y el búfalo Murrah). A pesar de esto, los datos sobre el polimorfismo de PGLYRP-1 en el ganado Sahiwal siguen siendo limitados. Este estudio tuvo como objetivo investigar el polimorfismo en el exón 1 del gen PGLYRP-1 y evaluar su asociación con los rasgos de producción (rendimiento de leche de 305 días, rendimiento total de leche, rendimiento pico, longitud de la lactación, periodo seco y los índices de eficiencia) y rasgos reproductivos (edad al primer parto) en una población de Sahiwal.

Metodología

• Población de Estudio: La investigación utilizó 100 ejemplares de Sahiwal de un hato organizado en la Universidad Lala Lajpat Rai de Ciencias Veterinarias y Animales (LUVAS), Hisar, India.
• Recolección de Datos: Los datos fenotípicos de los rasgos de la primera lactancia se extrajeron de las hojas de historial de la granja. Los años de parto se agruparon en dos periodos (2013–2020 y 2021–2025), y las estaciones de parto se clasificaron en cuatro categorías (Verano, Monzón, Otoño, Invierno).
• Análisis Molecular:
  • Extracción de ADN: El ADN genómico se aisló de muestras de sangre yugular utilizando el kit de extracción de ADN genómico Maxwell RSC.
  • Amplificación por PCR: Se amplificó un fragmento de 796 pb que abarca el exón 1 del gen PGLYRP-1 utilizando cebadores previamente reportados por Wang et al. (2013).
  • Genotipado: Se realizó la PCR-RFLP (PCR con polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción) utilizando la enzima de restricción ApaI para detectar el SNP G+102C. Los patrones de digestión se visualizaron mediante electroforesis en gel de agarosa al 2%.
  • Secuenciación: Diez amplicones representativos se sometieron a secuenciación Sanger para confirmar los resultados de la PCR-RFLP y validar la sustitución de nucleótidos contra la secuencia de referencia de Bos indicus (JN085440.1).
• Análisis Estadístico:
  • Se calcularon las frecuencias genotípicas y alélicas, y se evaluó el equilibrio de Hardy-Weinberg mediante la prueba de Chi-cuadrado.
  • Los efectos de los factores no genéticos (padre, periodo de parto, estación) se analizaron mediante un modelo mixto de mínimos cuadrados.
  • Las asociaciones genotipo-rasgo se evaluaron utilizando un modelo lineal general (GLM).

Resultos Clave

• Variación Genética: El estudio identificó dos genotipos: GG y GC. El genotipo CC no fue observado.
  • Frecuencias Genotípicas: GG (0.97) y GC (0.03).
  • Frecuencias Alélicas: G (0.985) y C (0.015).
  • Equilibrio de Hardy-Weinberg: Se encontró que la población estaba en equilibrio de Hardy-Weinberg (el valor de Chi-cuadrado no fue significativo).
  • Confirmación de Secuencia: La secuenciación Sanger confirmó una transversión de nucleótido C > G en la posición g.345 respecto a la secuencia de referencia, validando el polimorfismo del sitio de restricción ApaI.
• Factores No Genéticos: El periodo de parto influyó significativamente en el rendimiento de leche de 305 días (305DMY), el rendimiento total de leche (TMY), la longitud de la lactación (LL), los índices de eficiencia y la edad al primer parto (AFC). Los animales que parieron en el periodo anterior (2013–2020) mostraron una mayor producción y un menor AFC en comparación con el periodo posterior. La estación de parto afectó significativamente el rendimiento pico y los índices de eficiencia, pero no tuvo un efecto significativo en el AFC o el periodo seco.
• Asociación Genotipo-Rasgo:
  • Significancia Estadística: No se encontró una asociación estadísticamente significativa entre los genotipos de PGLYRP-1 y ninguno de los rasgos de producción o reproductivos evaluados.
  • Tendencias Numéricas: A pesar de la falta de significancia estadística, se observaron tendencias numéricas. Los animales GG (n=97) exhibieron longitudes de lactación y periodos secos más cortos, mayores rendimientos pico, mejor eficiencia de rendimiento de leche y un menor de edad al primer parto en comparación con los animales GC (n=3). Por el contrario, los tres animales GC mostraron numéricamente mayores rendimientos de leche de 305 días y de leche total.
  • Limitación del Poder Estadístico: Los autores señalan explícitamente que la frecuencia extremadamente baja del genotipo GC (solo 3 animales) y la ausencia total del genotipo CC limitaron severamente el poder estadístico para detectar efectos genotípicos significativos.

Significancia y Reivindicaciones
El artículo concluye que, si bien la región del exón 1 de PGLYRP-1 presenta polimorfismo en el ganado Sahiwal, los datos actuales no respaldan una asociación estadísticamente significativa con los rasgos de producción o reproductivos en esta población específica. Los autores atribuyen la falta de hallazgos significativos principalmente a la distribución genotípica altamente sesgada (predominio de GG) que restringió la capacidad de realizar un análisis de asociación robusto.

El estudio afirma que su significancia radica en:

1. Datos de Referencia: Proporcionar el primer reporte de las frecuencias de polimorfismo del exón 1 de PGLYRP-1 en ganado Sahiwal, revelando una fuerte predominancia del alelo G en comparación con otras razas como la Holstein china.
2. Validación Metodológica: Confirmar la utilidad de la PCR-RFLP con ApaI y la secuenciación Sanger para el genotipado de este locus específico en esta raza.
3. Naturaleza Preliminar de los Hallazgos: Los autores declaran explícitamente que las tendencias numéricas observadas son preliminares. Advierten que estos patrones no pueden interpretarse como evidencia de efectos funcionales del genotipo debido al pequeño tamaño de la muestra del grupo heterocigoto.
4. Dirección Futura: El artículo sostiene que se requiere la validación en poblaciones de Sahiwal más grandes y de múltiples hatos con distribuciones genotípicas más equilibradas antes de que PGLYRP-1 pueda ser considerado un marcador viable para la selección asistida por marcadores en esta raza. El estudio no pretende una aplicación inmediata en programas de mejora, sino que resalta la necesidad de mayor investigación para determinar la utilidad del locus.