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Genética y Reproducción Animal

Genética y Reproducción Animal

Los principales objetivos del área consisten en:

Mejorar el rendimiento reproductivo y la eficiencia de los programas de mejora genética y de conservación de especies, para reducir tanto el número de animales como los medios materiales y humanos necesarios para conseguir una gestación.

Caracterizar las poblaciones animales mediante el desarrollo y la aplicación de herramientas de genética molecular, cuantitativa y de poblaciones que permitan una mejor gestión de la diversidad.

La actividad investigadora se desarrolla principalmente en dos programas: reproducción animal y genética animal.

Reproducción Animal

Estudia el desarrollo embrionario bovino in vitro e in vivo para aumentar los índices de establecimiento de gestaciones del sexo deseado y mejorar la supervivencia y la salud de los animales nacidos.

Genética Animal

Desarrolla y aplica tecnologías que permiten evaluar caracteres de importancia económica en la producción ganadera y mejorar la conservación del patrimonio genético ganadero regional.

Estas investigaciones, de carácter multidisciplinar, pueden utilizarse en el desarrollo rural y en la mejora del conocimiento de la historia y evolución humanas.

Oferta Científico Tecnológica

Nuevas tecnologías reproductivas

  • Ovum PicK-Up (OPU). Consiste en la recogida de ovocitos de hembras donantes por punción de ovario; posteriormente, los ovocitos se maduran, fecundan y cultivan “in vitro” para obtener embriones que se transfieren en fresco a novillas receptoras, o se congelan para una transferencia posterior.

  • Vitrificación. Novedoso método de conservación por frío que mejora los resultados de la congelación clásica de embriones producidos “in vitro”.

  • - Predicción no invasiva del sexo del embrión producido o cultivado “in vitro” (en desarrollo).

  •  

Mejora ganadera

  • Genotipado de marcadores microsatélites. Permite realizar pruebas de filiación o asignar muestras desconocidas a poblaciones de origen.

  • Genotipado de variantes genéticas asociadas a la susceptibilidad a la encefalitis espongiforme transmisible ovina (scrapie).

  • Genotipado de variantes genéticas responsables del color de la capa en equinos.

  • Cálculo de parámetros genéticos. Posibilidad de incluir, en programas de selección de sementales, caracteres de interés para los ganaderos no estrictamente productivos.

Trabajos y resultados más destacables

  1. Criopreservación de embriones y ovocitos. La vitrificación y la congelación permiten criopreservar embriones producidos in vitro. La criopreservación de embriones permite reducir costes en las explotaciones, evita la dependencia de la actividad reproductiva cíclica y del estado fisiológico de los animales, limita la deriva genética, elimina las patologías asociadas al mantenimiento de animales vivos y contribuye a la conservación de razas o especies en riesgo de extinción mediante la creación de bancos de embriones y/o gametos congelados. La composición del medio de cultivo afecta a la supervivencia de los embriones producidos in vitro (EPIV) a la criopreservación, de forma que la retirada del suero o los cocultivos con determinadas líneas celulares mejora los resultados. Por su parte, la vitrificación ofrece buenos resultados en el caso de los EPIV, embriones considerados más susceptibles a los efectos de la criopreservación que sus homólogos obtenidos in vivo. Se ha puesto a punto un sistema de vitrificación de EPIV que permite obtener índices de gestación del 45% tras la transferencia a receptoras.

  2. Reconocimiento maternal de la gestación en bovino. Desde el comienzo de su desarrollo intrauterino el embrión bovino debe vencer el rechazo inmunológico del útero. Y lo logra utilizando los propios sistemas metabólicos del útero, de manera que la madre responde al embrión con un medio ambiente mejorado que favorece el desarrollo. Esta respuesta es local y distinta en función del sexo del embrión que se está desarrollando. Dentro del conjunto de moléculas identificadas, se han encontrado algunas que podrían tener un efecto beneficioso al añadirlas a los medios de cultivo in vitro, tanto en la especie bovina como en otros animales y en la propia especie humana. Estas moléculas continúan estudiándose en profundidad.

  3. Desarrollo de sistemas no invasivos de predicción del sexo del embrión. La transferencia de embriones bovinos de sexo conocido puede aumentar los beneficios económicos de la industria ganadera mediante la producción de terneros para las industrias cárnicas y de terneras para las industrias lácteas. Por tanto, el desarrollo de técnicas que permitan la selección del sexo de los embriones antes de su transferencia es esencial para mejorar la eficiencia de las técnicas de reproducción asistida empleadas en ganadería. Nuestros estudios recientes, realizados con embriones bovinos, han establecido claras diferencias en el perfil metabolómico entre embriones macho y hembra. Actualmente, se está desarrollando un instrumento portátil, de fácil manejo, rápido y barato, que permita predecir el sexo de los embriones bovinos mediante el análisis del medio de cultivo de embriones producidos in vitro e in vivo. Esta técnica, que no es invasiva, con lo que es compatible con el comercio internacional de embriones criopreservados, contribuirá a un uso más eficiente y reducido de las hembras receptoras en el proceso reproductivo.

  4. Diseño de procedimientos de selección para la disminución de la susceptibilidad de las Encefalitis Espongiformes Transmisibles (EETs) en el marco del programa de conservación de la raza ovina Xalda de Asturias. Desarrollo de nuevas técnicas de gestión de reproductores para conservar la raza. Las nuevas restricciones sanitarias de la Unión Europea, relativas a la disminución de la susceptibilidad a las EETs en ganado ovino, suponen un reto para las iniciativas conservacionistas. Se pretende poner a punto protocolos de actuación que, combinando información molecular y de pedigrí, permitan maximizar la representación genética de los animales fundadores de una población en riesgo, como la raza Xalda de Asturias, en un contexto de restricción del número de reproductores utilizables como padres de la siguiente generación. Se han desarrollado metodologías propias de análisis genealógico y molecular que permiten afrontar esta restricción.

  5. Caracterización de poblaciones autóctonas asturianas de animales domésticos mediante técnicas moleculares, genealógicas y cuantitativas. Optimización de decisiones de conservación. Se han desarrollado tecnologías que permiten conocer la estructura genética de las poblaciones de raza ovina Xalda y Poni Asturcón y sus relaciones históricas ancestrales y recientes con otras poblaciones de su entorno. Asimismo, se estudian y evalúan parámetros genéticos de importancia productiva y reproductiva sobre los caracteres de mayor importancia económica en ganado ovino y bovino.

Líneas de Investigación en Curso

Reproducción animal

  • Identificación, aislamiento y análisis funcional de proteínas del medio uterino para su incorporación a medios de cultivo in vitro.

  • Identificación de los factores de comunicación entre el embrión y el útero que permitan incrementar el éxito de las implantaciones embrionarias.

  • Mejora de las técnicas de criopreservación de ovocitos y embriones mediante procedimientos sanitariamente seguros.

  • Métodos de producción de embriones con sexo predeterminado.

  • Desarrollo de técnicas no invasivas para predecir los índices de gestación de embriones y receptoras, y el sexo de los embriones cultivados.

  • Caracterización de líneas celulares pluripotentes en la especie bovina.

  •  

Genética animal

  • Análisis genómicos para estudios de asociación con caracteres productivos y adaptativos.

  • Identificación de variantes genéticas capaces de determinar la singularidad evolutiva de una raza o población de rumiantes y sus relaciones filogenéticas por la vía paterna y materna.

  • Desarrollo de herramientas de análisis genealógicos que permitan una mejor política de apareamientos.

  • Gestión combinada de la información genética molecular, genealógica y cuantitativa en razas en peligro de extinción.

     

 

Medios

Laboratorio de genética molecular

  • Sistema GeneAmp PCR System 9700 y 2700 de Applied Biosystems, junto con un equipo de análisis de imagen (transiluminador y sistema de fotodocumentación) para el análisis de la expresión de genes de forma semicuantativa y el diagnóstico de mutaciones puntuales (Single Nucleotide Polymorphysm; SNP).

  • Cabina de flujo laminar con lámpara ultravioleta para llevar a cabo la preparación de las reacciones PCR y realizar extracciones de ARN.

  • Termociclador GeneAmp PCR System 9700-P-BIOSYSTEMS + Termociclador GeneAmp PCR System 2700.

  • PCR a tiempo Real I-Cycler (BIORAD).

  • Sistema Robótico TECAN Freedom EVO 75.

  • Dos cubetas de electroforesis horizontales en geles de agarosa y fuentes de electroforesis de 300 V.

  • Frigorífico y congelador para conservación de muestras.

  • KingFisher* mL Magnetic Particle Processors.

  • Sistema de almacenamiento MICRONIC®

  • Equipo de análisis de imagen DOC-Print V.99 con transiluminador.

  • Centrífuga EPPENDORF 5804 de 60 microtubos.

  • Secuenciador Automático de ADN ABI 310 de Applied Biosystems.

  • Secuenciador Automático de ADN ABI 3130 de Applied Biosystems.

  • Diversos juegos de pipetas, congeladores y frigoríficos necesarios para el manejo, almacenamiento de muestras de material biológico y ADN.

  • GeneMapper™ Software v3.7 (Applied Biosystems).

Laboratorios de fertilización in vitro y criobiología.

  • Equipamiento básico para desarrollar la producción in vitro de embriones, criopreservación de ovocitos y embriones y micromanipulación, así como para identificar y aislar poblaciones celulares troncales en el embrión bovino como elemento de soporte para la diseminación biotecnológica de genes de interés.

    • Tres cabinas de flujo laminar

    • Seis Incubadores de cultivo celular (tres con control de CO2 y otros tres con control de CO2 y O2)

    • Cuatro lupas estereoscópicas.

  • Espectroscopía Raman.

  • Sistema de monitorización ecográfica y aspiración transvaginal de ovocitos, compuesto de sonda ecográfica transrectal convexa; ecógrafo lineal y convexo; software; sonda de aspiración transvaginal microconvex de tres frecuencias; aparato de calentamiento de tubos; equipamiento de mantenimiento y transferencia de embriones.

  • Equipamiento básico para la conservación de material biológico de especies animales silvestres para conservar células somáticas (fibroblastos) extraídas de biopsias de piel, almacenamiento de semen, tejido ovárico - ovocitos (células germinales femeninas) y embriones, y para el desarrollo de biotecnologías reproductivas aplicadas a la conservación de especies silvestres.

  • Dos incubadores de cultivo celular con control de CO2.

  • Cabina de flujo laminar.

  • Cabina centrífuga.

  • Cabina de agitación múltiple con temperatura regulable.

  • Dos recipientes criogénicos de nitrógeno líquido de gran capacidad para la conservación en criotubos (24K, 140L).

  • Tanque de nitrógeno líquido para la conservación en pajuelas (40L).

  • Congelador de -80 oC.

  • Microscopio invertido de contraste de fase con fluorescencia.

  • Instrumental completo de micromanipulación.

  • Aparatos de estiramiento y modelado de microinstrumental.

Laboratorio de apoyo

  • Centrífuga refrigerada.

  • Dos biocongeladores programables.

  • Microscopio con contrate de fases.

  • Estereomicroscopio invertido con contraste de fases.

  • Equipo de producción de agua ultra purificada.

     


Proyectos Vigentes

Desarrollo de un método de criopreservación para la transferencia directa de embriones bovinos producidos in vitro.
Dra. Carmen Díez Monforte. . (2011-2014)
Caracterización del gen CXCR4 bovino y su promotor: filogenia en la tribu bovini, detección de selección y asociación con la tripanotolerancia.
Dr. Félix Mª Goyache Goñi. (2011-2014)
Introgression of Sahelian zebu cattle into trypanotolerant Bos taurus populations of West Africa.
Dr. Amadou Traoré. INERA. (2011-2014)
Identificación, aislamiento y análisis funcional de factores promotores del crecimiento inducidos por embriones en el fluido uterino bovino.
Dra. Marta Muñoz Llamosas. (2012-2015)
Prolific - pluridisciplinary study for a robust and sustainable improvement of fertility in cows .
Dr. Enrique Gómez Piñeiro. . (2013-2016)

Convenios Vigentes

Convenio colaboracion Universidad de Murcia y SERIDA . (-0)

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