Pasar al contenido principal

Proyecto H2020 GenTORE: Herramientas de gestión genómica para optimizar la resiliencia y la eficiencia

  • Tipo Proyecto
  • Status Completado
  • Ejecución 2017 -2022
  • Presupuesto asignado 6.999.999,75 €
  • Alcance Europeo
  • Principal fuente de financiación H2020
  • Sitio web del proyecto Proyecto GenTORE
Descripción
El objetivo de GenTORE es desarrollar herramientas innovadoras de selección y gestión basadas en el genoma para optimizar la resiliencia y la eficiencia (R&E) del ganado en entornos muy diversos. Estas herramientas, que incorporan variables genéticas y no genéticas, serán aplicables en todos los sistemas (carne, leche y mixtos), aumentando así la sostenibilidad económica, ambiental y social de los sistemas europeos de producción de carne y leche. Para lograrlo, GenTORE reúne: 1) experiencia científica multidisciplinar en genómica, evaluación ambiental, fisiología nutricional, gestión sanitaria, ganadería de precisión, modelos matemáticos y socioeconomía; 2) socios y partes interesadas que representan a organizaciones de cría, empresas de tecnología agrícola, servicios de asesoramiento agrícola y veterinario, y sectores agrícolas (ecológico, pastoreo, etc.); y 3) una base de datos única que incluye más de un millón de genotipos. Este equipo multiactor desarrollará herramientas para: selección multirracial para R&E, caracterización de diversos entornos agrícolas, fenotipado a gran escala de R&E utilizando tecnología in situ, gestión in situ de decisiones de cría y sacrificio, y predicción de las consecuencias para la resiliencia de las explotaciones ganaderas de cambios en la cría y la gestión. Estas herramientas están diseñadas para ser aplicables en condiciones comerciales al final del proyecto. Permitirán un mayor uso de la diversidad genómica en las razas de ganado, por ejemplo, mediante el uso de cruces selectivos para optimizar el entorno de producción local. También permitirán a los administradores de explotaciones ganaderas, sus asesores y los responsables políticos evaluar la importancia relativa de la cría para la resiliencia animal frente a la cría para la eficiencia, con respecto a la resiliencia del sistema. Como tal, GenTORE no solo permitirá el uso de información genómica para facilitar la biología predictiva de los rasgos relacionados con la eficiencia y la resiliencia, sino que también aumentará la resiliencia de la producción ganadera frente a los desafíos actuales y futuros del cambio climático y la seguridad alimentaria.
Descripción de actividades
Herramientas para adaptar el ganado a su entorno: Identificar qué genotipo de ganado es el más adecuado para los entornos actuales y futuros, y que sea lo suficientemente resiliente, requiere encontrar la combinación óptima de resiliencia y eficiencia animal. Sin embargo, dada la diversidad de los entornos agrícolas europeos, no existe una solución universal. Además, estos rasgos suelen estar mal definidos y son difíciles de medir. Los científicos de GenTORE han desarrollado dos bases de datos públicas que combinan la topografía regional con la información climática y los tipos de granja para ayudar a pronosticar los efectos del cambio climático en los sistemas de producción de ganado lechero y de carne por región. También han elaborado modelos de predicción del rendimiento a lo largo de la vida de los animales para ganado lechero y de carne, utilizando mediciones de eficiencia e impacto ambiental. Esto permitirá a los criadores y ganaderos identificar si el entorno de producción local puede suponer un desafío para los animales. Posteriormente, al clasificar sus animales en términos de resiliencia y eficiencia productiva, los ganaderos podrán decidir cuáles se adaptarán mejor a las condiciones locales, como razas puras o cruzadas, o si conviene venderlos. Esto significa que se seleccionan los mejores animales para el entorno local. Fenotipado mejorado para resiliencia y eficiencia: La resiliencia y la eficiencia son rasgos complejos y variables en el tiempo. Además, carecemos de referencias prácticas, a gran escala, para predecir qué animales jóvenes serán buenas vacas. Las tecnologías utilizadas en la PLF pueden proporcionar los datos longitudinales precisos necesarios para fenotipificar la resiliencia y la eficiencia. GenTORE ha desarrollado nuevos métodos para cuantificar la resiliencia y la eficiencia, como un modelo de regresión aleatoria de rasgos múltiples que utiliza estos datos de alta frecuencia para medir la eficiencia. Esto permite evaluar la eficiencia no solo en períodos fijos, sino en todos los momentos de la lactancia en vacas lecheras y del período de crecimiento en ganado vacuno de carne. También ha desarrollado un sistema de puntuación para evaluar la puntuación de resiliencia a lo largo de la vida (LRS) y métodos para cuantificar la resiliencia ante las alteraciones en la curva de producción de leche durante la lactancia. El modelo permitirá al ganadero evaluar la capacidad de la vaca para volver a parir y proporciona una estimación de su vida productiva. Los ganaderos podrán utilizar la recopilación de información en la explotación para calcular el LRS de cada animal y clasificar a todas las vacas del rebaño. Esto les ayudará a predecir el LRS en etapas tempranas de la vida para identificar qué vacas criar y mantener. GenTORE también ha explorado el potencial de nuevas tecnologías, como los drones, para recopilar datos cuando los animales pastan. A medida que esta y otras tecnologías se abaraten y se implementen con mayor frecuencia, la clasificación y la predicción serán más precisas. Herramientas genómicas: Existen cuatro maneras distintas en que las herramientas genómicas pueden brindar soluciones a los desafíos que enfrentan los agricultores: proporcionar las herramientas genómicas para el cruzamiento sistemático con el fin de aprovechar la complementariedad de diferentes razas para generar cruces particularmente adaptados a entornos específicos; mejorar el modelado de las interacciones genotipo-ambiente con el fin de aprovechar los datos genéticos en diferentes entornos; incorporar rasgos de eficiencia y resiliencia más precisos; y proporcionar las herramientas para mejorar las decisiones de gestión de la crianza en la granja. GenTORE ha desarrollado prometedores métodos genómicos multirraciales para evaluar conjuntamente individuos de raza pura, cruzados y mezclados con patrones complejos de contribuciones genómicas de diferentes razas. Se probó un método BLUP de un solo paso de raza de origen en un gran conjunto de datos con más de 300,000 individuos genotipados y millones fenotipados de cinco razas principales y se implementa en un conjunto de herramientas disponible para la industria de la crianza. Del mismo modo, GenTORE ha desarrollado protocolos y canales de análisis para modelos GxE en los que los efectos de las variantes genómicas individuales pueden diferir entre entornos Estos se basan en metodologías de modelos lineales mixtos que ya utilizan generalmente los centros de evaluación animal en la cría de ganado. GenTORE también ha incorporado el fenotipado mejorado de la resiliencia y la eficiencia en la evaluación genómica de la resiliencia y la eficiencia, y ha proporcionado herramientas de gestión de la cría en la granja que incorporan información genómica. Estas herramientas conducirán a sistemas ganaderos más eficientes y resilientes a través de una mejor utilización y selección en sistemas de cruzamiento, una mejor selección dentro y entre entornos y mejores decisiones de gestión. Estrategias de cría para la mitigación: Las herramientas genéticas se pueden utilizar para reducir las emisiones por kg de producto mediante la mejora de la productividad y la eficiencia, la reducción del desperdicio a nivel de rebaño y la reducción de las emisiones por selección directa cuando las emisiones de los animales individuales son mensurables. GenTORE ha explorado y evaluado varias estrategias que reducen los costos de gestión, así como las emisiones, entre ellas: - Mejora de la fertilidad: la reducción de los intervalos entre partos y las inseminaciones daría como resultado períodos improductivos más cortos; - Mayor resiliencia y longevidad: reducir el número de hembras de reemplazo en crecimiento generaría menos emisiones y costos adicionales para el ganadero; - Mejor salud: reducir los períodos improductivos o minimizar las pérdidas de producción, así como el sacrificio involuntario, generaría beneficios económicos y ambientales; - Mayor eficiencia alimentaria: por ejemplo, la selección para un mejor consumo de alimento residual afectaría directamente las emisiones; los animales que comen menos para el mismo nivel de producción tienden a producir menos gases de efecto invernadero (GEI). También, indirectamente, al reducir las emisiones asociadas con la producción de alimento.
Descripción contextual
La llegada de la genómica y su aplicación en la ganadería ha supuesto un cambio radical en los programas de cría. Ha mejorado considerablemente la precisión de la selección y ahora ofrece numerosas opciones para seleccionar rasgos más complejos, pero de gran relevancia, como la eficiencia y la resiliencia animal. El uso de la genómica en la ganadería ha ido acompañado de la rápida expansión de la Ganadería de Precisión (GPP) mediante tecnología en las explotaciones ganaderas, que permite la recopilación y el seguimiento de datos a gran escala y de forma rentable. Estas tecnologías mejorarán enormemente la capacidad del sector ganadero para fenotipificar una gama mucho más amplia de rasgos con mayor detalle y en poblaciones más numerosas, y posteriormente seleccionar estos rasgos complejos. Durante los últimos cinco años, el proyecto GenTORE de la UE ha combinado con éxito la genómica y la GPP para proporcionar herramientas de gestión en las explotaciones ganaderas que permitan mejorar la eficiencia de forma sostenible utilizando animales resilientes. Estas herramientas ayudarán a los ganaderos a centrarse en la adecuación de sus animales a las opciones disponibles y a adaptar su ganadería a los retos del cambio climático. Esto incluirá la identificación de animales para criar, cruzar o eliminar, lo que hará que las empresas ganaderas sean más eficientes económicamente, más adecuadas para el entorno actual y futuro, y más adecuadas para las demandas de los consumidores. Para lograrlo, GenTORE ha generado resultados e impacto en las cuatro áreas que se describen a continuación, lo cual será importante para asegurar el futuro de la producción ganadera europea.
Objetivos
El objetivo de GenTORE es desarrollar herramientas innovadoras de selección y gestión basadas en el genoma para optimizar la resiliencia y eficiencia (R&E) del ganado en entornos muy diversos. Estas herramientas, que incorporan variables genéticas y no genéticas, serán aplicables en toda la gama de sistemas (carne, leche y mixtos) y, por lo tanto, aumentarán la sostenibilidad económica, ambiental y social de los sistemas europeos de producción de carne y leche de ganado vacuno. Para lograrlo, GenTORE reúne: 1) experiencia científica multidisciplinaria en genómica, evaluación ambiental, fisiología nutricional, gestión de la salud, ganadería de precisión, modelización matemática y socioeconomía; 2) socios y partes interesadas que representan a organizaciones de mejoramiento genético, empresas de tecnología agrícola, servicios de asesoramiento agrícola y veterinario y sectores agrícolas (orgánicos, pastoreo, etc.); y 3) una base de datos única que incluye >1 millón de genotipos. Este equipo de múltiples actores desarrollará herramientas para: selección de múltiples razas para I+D, caracterización de diversos entornos agrícolas, fenotipado a gran escala de I+D utilizando tecnología en la granja, gestión en la granja de decisiones de reproducción y selección, y predicción de las consecuencias para la resiliencia de la granja de los cambios en la reproducción y la gestión. Estas herramientas están diseñadas para ser aplicables en condiciones comerciales al final del proyecto. Permitirán un mayor uso de la diversidad genómica en razas de ganado, p. uso de cruces selectivos para explotar mejor el entorno de producción local. También permitirán a los administradores de granjas, a sus asesores y a los responsables de la formulación de políticas evaluar la importancia relativa de la cría para la resiliencia animal frente a la cría para la eficiencia, con respecto a la resiliencia del sistema. Como tal, GenTORE no solo permitirá el uso de información genómica para facilitar la biología predictiva de los rasgos relacionados con la eficiencia y la resiliencia, sino que también aumentará la resiliencia de la producción ganadera frente a los desafíos actuales y futuros del cambio climático y la seguridad alimentaria.
Resultados
No todas las vacas son iguales. Mediante el análisis del genoma y el fenotipo de cada vaca, el proyecto GenTORE promete aumentar la sostenibilidad económica, ambiental y social de los sistemas de producción ganadera europeos. La ganadería, incluyendo la separación del ganado reproductor del destinado al matadero, se basa en gran medida en la intuición y la especulación. Pero ¿qué pasaría si los ganaderos pudieran basar sus decisiones en información genética y no genética precisa? En esta nueva realidad, el valor de cada animal y su idoneidad para la cría se determinarían mediante herramientas de gestión especializadas. Esto es precisamente lo que se ha propuesto lograr el proyecto GenTORE (Herramientas de gestión genómica para optimizar la resiliencia y la eficiencia), financiado con fondos europeos. «Los ganaderos suelen tener muchas preguntas sobre sus animales, y las respuestas dependen principalmente de sus capacidades innatas —su genotipo— y su estado actual o fenotipo», explica Nicolas Friggens, investigador del INRAE ??y coordinador del proyecto GenTORE. Hasta hace poco, ambas solo podían estimarse de forma aproximada. Pero la llegada de la genómica y las tecnologías automatizadas de monitorización en las explotaciones agrícolas tiene el potencial de cambiar esto por completo. «Podría proporcionar información muy precisa para guiar las decisiones más cruciales de los ganaderos», afirma Friggens. Basándose directamente en estos avances, GenTORE proporciona un conjunto de herramientas que optimizan la gestión ganadera en cada etapa del proceso. Estas herramientas permiten la selección multirracial para una mayor resiliencia y eficiencia (R&E) del ganado, la caracterización de diversos entornos ganaderos, el fenotipado a gran escala de R&E mediante tecnología in situ y la gestión in situ de las decisiones de cría y sacrificio. Los ganaderos pueden incluso usar GenTORE para predecir las consecuencias de los cambios en la cría y la gestión en la resiliencia general de la explotación. El manejo del ganado bajo la lupa Gracias a GenTORE, los ganaderos pueden clasificar sus vacas según su valor lechero. Con esta información, pueden decidir cuáles de sus vacas deben reproducirse con semen lechero y cuáles con razas de carne que aumenten el valor de los terneros para la producción de carne. Sin embargo, el abanico de posibilidades es más amplio: «Con esta información genómica de sus vacas, los ganaderos podrán seleccionar los toros que presenten la combinación genética más favorable. GenTORE ya ha desarrollado estas herramientas y las empresas de cría y los ganaderos las están implementando», señala Friggens. Para alcanzar este nivel de precisión, el consorcio GenTORE tuvo que compilar una base de datos única de más de un millón de genotipos y combinarlos con fenotipos de R&E. Esta fue quizás la parte más difícil del proyecto. «En algunas situaciones, típicamente en sistemas extensivos de producción de carne, la disponibilidad de datos era muy limitada. Tuvimos que realizar ensayos específicos dentro de GenTORE», afirma Friggens. Añade: «También queríamos comprobar si era viable la monitorización remota de animales. Ante la falta de información disponible, realizamos nuestros propios estudios con tecnología de drones. Estos demuestran que dicha tecnología tiene potencial, pero aún no está lista para su implantación». Muchas otras herramientas sí lo están. Además de la herramienta de clasificación, el equipo de GenTORE ha desarrollado con éxito una cartografía europea que combina información geofísica, meteorológica y del tipo de explotación, proporcionando información clave sobre el contexto de producción local. También han ideado métodos mejorados para el fenotipado de R&E mediante tecnologías de explotación que miden tanto el rendimiento animal (producción de leche, peso corporal, etc.) como otros aspectos como la actividad y la temperatura. Por último, crearon nuevos métodos para mejorar la evaluación genómica de animales cruzados. «Esperamos que nuestro trabajo permita nuevas generaciones de vacas mejor adaptadas a sus entornos de producción locales. Unos animales mejor adaptados se traducen en mayor bienestar, mayor longevidad y una eficiencia sostenible para los sistemas de producción ganadera». Las herramientas de gestión en explotación también permitirán a los ganaderos adaptar sus estrategias de cría para producir el número adecuado de animales según sus necesidades. Esto significa menos animales de reemplazo, lo cual es una buena noticia para la huella ambiental de la producción ganadera. «Finalmente, los modelos de predicción a largo plazo desarrollados en GenTORE permitirán a los asesores agrícolas y a los agricultores anticipar y adaptarse mejor a los impactos del cambio climático en sus regiones», concluye Friggens.
Información adicional
Conclusión: GenTORE ha logrado un gran progreso en su corta vida. Sus hallazgos de investigación y herramientas para la gestión genómica serán de gran valor para ganaderos, criadores e investigadores que deseen mejorar la eficiencia sostenible del sector ganadero. Para obtener más información, visite www.gentore.eu, donde se detalla cada uno de los cuatro temas presentados, además de ofrecer una lista completa de las publicaciones de resultados de GenTORE y una variedad de videos que lo describen.
Coordinadores
  • INSTITUT NATIONAL DE RECHERCHE POUR L'AGRICULTURE, L'ALIMENTATION ET L'ENVIRONNEMENT (INRAE)