MÁSTER INTERNACIONAL EN MEJORA GENÉTICA ANIMAL Y BIOTECNOLOGÍA DE LA REPRODUCCIÓN ANÁLISIS GENÓMICO DE LÍNEAS DIVERGENTES SELECCIONADAS PARA CAPACIDAD UTERINA EN CONEJO Tesis de Máster Valencia, Septiembre 2016 Bolívar Samuel Sosa Madrid Directora: María Antonia Santacreu Jerez AGRADECIMIENTOS Primero que todo, yo quiero agradecer a Dios por mi vida y su guía en mi caminar a través de este mundo. Igualmente, a mi familia por ayudarme a alcanzar mis metas personales. Yo quiero agradecer a mis amigos y compañeros su apoyo. Igualmente, por la colaboración en el uso de herramientas bioinformáticas, a Jesús, Noelia, John, Mara y Roger. Además, quiero dar las gracias a José Cedano e Ion por su ayuda sobre ideas científicas y planteamientos de problemas de investigación. También, a mi tutora María Antonia Santacreu por su apoyo y consejo en el desarrollo de mi tesis final de máster. Agradezco a Agustín por inculcarme un pensamiento crítico. A Ahmed, Manuel, Pilar, Verónica, Marina y Fede por su apoyo en el trabajo diario. Finalmente, a todos aquellos que de alguna forma colaboraron con el desarrollo de este documento presentado para su evaluación. ii CONTENIDO ABSTRACT ............................................................................................................................... viii RESUMEN .................................................................................................................................... x RESUM ........................................................................................................................................ xii INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................... 1 1. Importancia económica del tamaño de camada en conejo. ...................................... 1 2. Tamaño de camada y sus componentes ....................................................................... 2 2.1. Tamaño de camada .............................................................................................. 2 2.2. Tasa de ovulación ................................................................................................ 4 2.3. Supervivencia prenatal ....................................................................................... 5 2.4. Capacidad uterina ................................................................................................ 6 3. Experimentos de selección para mejorar el tamaño de camada ............................. 7 4. Genómica de los caracteres reproductivos ............................................................... 10 4.1. Frecuencia Alélica y Deriva Génica .............................................................. 11 4.2. Genes candidatos para capacidad uterina en conejo .................................. 15 4.3. Estudio de asociación del genoma completo (GWAS) .............................. 17 OBJETIVOS ............................................................................................................................... 23 ARTICULO 1: ESTRUCTURA GENÉTICA DE DOS LÍNEAS DIVERGENTES SELECCIONADAS PARA CAPACIDAD UTERINA EN CONEJO .......................... 24 Resumen ........................................................................................................................ 24 Introducción ................................................................................................................. 25 Material y Métodos ..................................................................................................... 26 Resultados ..................................................................................................................... 34 Discusión ....................................................................................................................... 45 Conclusiones ................................................................................................................. 49 Agradecimientos .......................................................................................................... 49 Referencias Bibliográficas .......................................................................................... 49 ARTÍCULO 2: ESTUDIO DE ASOCIACIÓN DEL GENOMA COMPLETO Y HUELLAS DE SELECCIÓN EN LINEAS DIVERGENTES SELECCIONADAS PARA CAPACIDAD UTERINA EN CONEJO ................................................................ 53 Resumen ........................................................................................................................ 53 Introducción ................................................................................................................. 54 iii Material y Métodos. .................................................................................................... 55 Resultados ..................................................................................................................... 62 Discusión ....................................................................................................................... 72 Conclusiones e Implicaciones.................................................................................... 75 Agradecimientos .......................................................................................................... 76 Referencias Bibliográficas .......................................................................................... 76 DISCUSIÓN GENERAL Y CONCLUSIONES ................................................................ 85 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 88 iv ÍNDICES DE TABLAS Introducción Tabla 1. Tamaño de camada al nacimiento en diversas razas/líneas con diferentes partos……………………………………………………………………… 3 Tabla 2. Respuesta a la selección en tamaño de camada en diversas especies prolíficas…………………………………………………………………… 8 Artículo 1 Tabla 1. Número de QTNs por grupo de estructura genética. ..................................... 27 Tabla 2. Clasificación de SNP de acuerdo con la asociación ......................................... 31 Tabla 3. Datos descriptivos de QTN-Fijados. .................................................................. 36 Tabla 4. Resumen de los resultados promedios por grupo utilizando la estrategia 2. .................................................................................................................................... 38 Tabla 5. Parámetros descriptivos del error tipo I (T1E) usando la estrategia 2 (líneas divergentes) ............................................................................................................. 38 Tabla 6. Parámetros descriptivos de la potencia de detección de asociación de SNP usando la estrategia 2 (líneas divergentes) ....................................................... 39 Tabla 7. Parámetros descriptivos del valor predictivo positivo usando la estrategia 2 (líneas divergentes) ................................................................................................ 39 Tabla 8. Parámetros de estimación del efecto de la deriva génica en los tres escenarios para las líneas divergentes. ................................................................................... 42 Artículo 2 Tabla 1. Análisis descriptivos del tamaño de camada y sus componentes. ............... 57 Tabla 2. Número de SNPs excluidos por diferentes criterios ....................................... 58 Tabla 3. Las varianzas y el valor pi (π) para el método de Bayes B. ............................ 60 Tabla 4. Regiones de QTL asociadas con el tamaño de camada y número de nacidos vivos en conejo por Bayes B. ................................................................................ 64 Tabla 5. Regiones de QTL asociadas con la tasa de ovulación en conejo por Bayes B. .................................................................................................................................... 65 v Tabla 6. Regiones de QTL asociadas con el número de embriones implantados en conejo por Bayes B. ................................................................................................ 66 Tabla 7. Número y características de los “clúster” obtenidos a partir de los índices de diferenciación genética (Fst) entre las poblaciones estudiadas, la línea alta de capacidad uterina (Alta) - la línea de referencia (línea V), y la línea baja de capacidad uterina (Baja) y la línea de referencia (línea V) ........................ 69 Tabla 8. Número de genes candidatos, principales genes candidatos y funciones biológicas de los “clúster” obtenidos a partir de los índices de diferenciación genética (Fst) entre la línea baja de capacidad uterina (Baja) y la línea de referencia (línea V). ................................................................................................ 71 vi ÍNDICES DE FIGURAS Introducción Figura 1. Árbol de una Coalescencia de una muestra de n= 5 unidades. ...................... 13 Artículo 1 Figura 1. Esquema de simulación de la selección divergente de capacidad uterina. .. 29 Figura 2. Ejemplo de creación de una matriz de confusión y un gráfico ROC.. ......... 33 Figura 3. Relación entre la respuesta a la selección versus la varianza aditiva inicial.. .................................................................................................................................... 35 Figura 4. Número de QTNs fijados por cada grupo y estrategia.. ................................ 37 Figura 5. Violin-Plot. (a) error tipo I, (b) potencia de detección,