Estrategias de manejo poblacional para revertir introgresión de genes exógenos. Management strategies to remove exogenous introgression

Abstract

El intercambio genético entre diferentes poblaciones es un fenómeno habitual en la naturaleza con importantes implicaciones adaptativas y evolutivas. También ha sido una práctica habitual en la gestión de especies domésticas. Sin embargo, en algunos casos un aporte genético proveniente de otra población puede ser indeseado, y con consecuencias negativas sobre la conservación de especies y razas, tanto salvajes como domésticas. Cuando una población que requiere conservarse pura recibe aportes genéticos exógenos, el proceso ha de revertirse para recuperar el genoma original. Para ello, han de aplicarse todas las herramientas disponibles. En este trabajo se estudió, mediante simulaciones por ordenador, la eficiencia en el proceso de desintrogresión a partir de dos fuentes diferentes de información: la genealogía y los marcadores moleculares. En función de la información disponible se probaron varios métodos: i) utilizando el pedigrí: minimización del parentesco con los exógenos y minimización del parentesco parcial debido a los exógenos; ii) utilizando marcadores moleculares: selección de alelos exclusivos de población, minimización de las distancias genéticas con la población original, minimización del parentesco molecular con los exógenos, selección de haplotipos nativos y selección mediante un modelo mixto (GBLUP). Todos los métodos estudiados lograron recuperar parte del genoma nativo, siendo los más eficaces aquellos que utilizan información de genotipado masivo. La cantidad de información genética recuperada se vio limitada en todos los casos por el porcentaje total de introgresión, así como por el tiempo durante el que los genes exógenos se mezclaron en la población. Una consecuencia colateral adversa del proceso fue, en todos los casos, un gran incremento de la consanguinidad, debido a la selección como reproductores de los individuos más puros y por tanto un menor censo efectivo. Esta pérdida de variabilidad genética ha de ser controlada durante el proceso, aunque implique una menor efectividad en la eliminación de información exógena. Para ello hay que buscar una solución de compromiso entre la recuperación del genoma nativo y el mantenimiento de diversidad. [ABSTRACT]Exchange of genetic material between populations happens frequently, and it has important adaptive and evolutionary implications. It has also been a common practice in domestic species management. Nevertheless, in some situations, an exogenous input of genetic material can be undesired, with negative consequences on both wild and domestic species. When a population that we want to maintain pure becomes introgressed by another, the original background must be recovered. In this study, computer simulations were used to analyse the ability to recover an introgressed genetic background from two sources of information: pedigree and different types of molecular markers. According to the available information, different strategies were studied: i) using the pedigree: minimum exogenous contribution and minimum partial coancestry, ii) using molecular markers: diagnostic alleles selection, minimum genetic distance with the native population, minimum exogenous molecular coancestry, native haplotypes selection and GBLUP. All the strategies were able to recover part of the native genome, and those that used genome wide information were the most efficient. The amount of native genome recovered was limited in all cases by the total percentage of introgression and the time elapsed from the introgression event until the management started. An increase of inbreeding was a by-product of the recovery process in all cases, as selection on the purest individuals led to a lower effective population size. This loss in genetic variability must be controlled during the process although it will decrease the efficiency in the removal of exogenous information. A compromise must be found between genomic recovery and the maintenance of genetic diversity.