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Agronomfa Costarricense 18(1): 103-112. 1994.
Nota Tknica
SISTEMA COMPUTARIZADO PARA LA EVALUACIONY CONTROL DE LA CONSANGUINIDAD EN UNA POBLACION ANIMAL.
Carlos Boschini *
ABSTRACT
Computarized system Cor evaluating and controlling the consanguinityoC an animal population. This paper explains a microcomputer software pro-gram (CONSA) which evaluates the grade of animal consanguinity in a popula-tion. The system was written in the MUMPS language (Massachussets GeneralHospital Utility Multi-Programming System). Its main menu offers different op-tions for consulting data, maintaining the database and calculating the consangui-nity of an animal or an entire registered population. A database information mo-del was created from the Jersey cattle geneological records at the Alfredo VolioMata Experimental Station. The calculated values of consanguinity are presentedfor each animal included in the study. After each calculation, a global variable inthe program contains the relationship values between the selected animal and itsancestors, as wel1 as the relationship among the latter. This system requires littleRAM and is very efficient in storing information at a fast speed.
INTRODUCCION En la ganaderia de leche, el mejoramientogenetico basado en el apareamiento de animales
El apareamiento de animales con cierto gra- con cierto grado de parentesco ha dado excelen-do de parentesco es un metodo de reproducci6n tes resultados durante los ultimos anos. La mi-endogamico. Esta forma, tiene la propiedad de graci6n de este material genetico, por medio degenerar individuos homocigotas (Falconer, 1970). la inseminaci6n artificial, practicamente llega
Bajo condiciones de equilibrio, muchas po- hoy dfa a cualquier rinc6n del mundo. Frecuente-b1aciones silvestres de animales se aparean aI azar mente, algunos toros aparecen como progenito-de generaci6n en generaci6n, manteniendo cons- res en 2 0 mas generaciones y esta sobreposici6ntanle 1a frecuencia genica de la poblaci6n, 10 cual de material genetico no causa ningun problemaimplica mantener cierto grado de consanguinidad de produccion cuando se conocen las genealo-en la poblaci6n (Li, 1978). Corrientemente, esto gfas de los animales (Falconer, 1970). Sin em-no ocurre en 1as especies animales sometidas a la bargo, la evaluaci6n del grado de consanguinidadexplotaci6n productiva, donde se presupone los de los animales sobre el rendimiento productivoapareamientos son dirigidos y el manejo de la po- de las vacas lecheras recobra un interes especialblaci6n esta controlada por el hombre. Sin embar- por su efecto detrimental (Wright, 1992). Yongo, el cruzamiento consangufneo controlado y Krosigk et at. (1958) ha reportado que la produc-evaluado es un instrumento especial para la selec- ci6n de leche se deprime conforme aumenta elci6n de individuos superiores. grado de consanguinidad a raz6n de 24,8 kg de
leche en 305 dfas por cada 1 % de consanguini-dad. Miglior et at. (1982) ha senalado que la pro-
II Recibido para publicaci6n el26 de enero de 1994. duccion de leche en el ganado Jersey disminiye* Estaci6n Experime.ntal.Alfredo Volio Mata, Facultad 35 kg con una consanguinidad menor a 6,25%,
de Agro.nomfa, Umversldad de Costa Rica. Tres Rfos. 80 kg entre 625 Y 125% 160 kg entre 125 YCosta Rica. ' " ,
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18,75% Y 300 kg entre 18,75 y 25% de consan- -[ (Desconocido) guinidad, en cada lactancia de 305 dfas, 0
Lo importante en adelante, es conocer el { . grado de consanguinidad de carla animal en el ha- (Desconocldo)
to y consecuentemente, obtener hijas menos con- B
sangufneas, dirigiendo el apareamiento de sus ma- -c (Desconocido) dres con toros cuyo grado de parentesco sea bajo y E
mucho mejor si es nulo. (Desconocido)El grado de consanguinidad en un indivi- A
duo, 10 que mide es la probabilidad de que un par -[ 0 de alelos, uno aportado por el semen del toro y el { F otro aportado por el 6vulo de la vaca, sean idenU- G
cos por descendencia en la crfa. Este coeficiente Cde consanguinidad se obtiene investigando retros- (D 'd
)pectivamente la genealogfa bacia los ancestros co- E -c esconoci 0
munes de ambos padres de un individuo y calcu- .lando las probabilidades en carla segregaci6n. (Desconocldo)
EI objeuvo del presente trabajo rue desarro-lIar un "software" para el manejo y almacena-mien to de informaci6n geneal6gica, y el corres-pondiente calculo de la consanguinidad en unapoblaci6n animal. modo que los padres deben preceder a la progenie,
en carla arbol geneal6gico. Esta renumeraci6n esMA TERIALES Y METODOS temporal, y su prop6sito es reconocer a carla ani-
mal con un subfndice de fila y columna. Este me-Registro geneaIogico todo es usado comunmente cuando el numero de
Es un registro de identificaci6n de carla ani- antecesores comunes es muy grande (Tier, 1990).mal, donde se hace constar, como mfnimo:
I)EI numero de identificaci6n (numero uni- Metodo de Tier (Tiert 1990)co) del animal en un archivo. Se conoce como nu- Este metodo es una simplificaci6n del meto-mero de registro del animal. Lo mas deseable es do tabular, por ello se requiere formar un cuadroque el administrador de estos numeros, sea una con los animales ordenados donde los padres prece-Asociaci6n de Criadores de Animales. daD a los hijos. Igualmente se debe construir la ma-
2)EI nombre del animal. triz de parentesco, aun cuando no se utilicen todos3)La fecha de nacimiento del animal. los elementos de la matriz A. Las ecuaciones para4)El sexo del animal. calcular los elementos de la diagonal y para calcu-5)La raza del animal. lar los elementos del triangulo superior necesarios6)La identificaci6n del padre, que corres- son las mismas que se usan en el metodo tabular.
ponde al numero de registro del padre. Lo importante es que para calcular un coeficiente7)La identificaci6n de la madre, que corres- de parentesco 0 de consanguinidad no es necesario
ponde al numero de registro de la madre. obtener todos los elementos de la matriz A, sino s6-Cuando el registro es manual se incluye la lamente los elementos directarnente relacionados.
identificaci6n de los abuelos matemos y patemos,sus nombres, fechas de nacimiento y la raza. Lenguaje y estructura de la base de datos
Se tomaron en cuenta 2 elementos funda-Pedigree mentales para el manejo eficiente de la informa-
. Es el arbol geneal6gico ascendente de un ci6n geneal6gica: a)la estructura de almacena-anImal. miento y b )el procesamiento 0 calculo.
, En la selecci6n dellenguaje se impusieron 2Metodo de Lush (Hudson et al, 1982) elementos fundamentales relacionados con el ma-
E~ un metodo tabular en que los animales nejo eficiente de la informaci6n geneal6gica: a)del pedigree debcn ser numerados de I a N, de que permitiera la cstructura de almacenamiento
BOSCHINI: Sistema computarizado pam evaluar consanguinidlMi 105
requerida en forma facil de programar y una recu- en forma de arbol balanceado. De esta maDeraperaci6n de la informaci6n muy rapida. y b)que el log datos permanecen en un arreglo ordenado porprocesarniento de la informaci6n fuese muy efi- llaves de clasificaci6n. Esta estructura pem1ite unaciente en cuanto a lag necesidades de memoria recuperaci6n extremadarnente rapida.RAM (Random Access Memory). De preferencia La base de datos en el presente proyecto ruese estudiaron log lenguajes de tercera generaci6n indizada por la identificaci6n del animal. conte-PC-compatibles y de facil transportabilidad. El niendo cada registro el nombre, sexo, fecha de na-sistema deberfa COffer en una microcomputadora cimiento, raza e identificaci6n del padre y de laXT 0 AT estandar de 640 Kbytes en RAM, con un madre de cada animal. Estos 2 ultimos se constitu-disco duro de 30-40 MBytes y con una tarjeta ma- yen en log punteros correspondientes.dre no mayor a la 80286. Con estas restriccionesestablecidas, la velocidad de respuesta a un caIcu- Marco operacionaI del sistema10 del valor de consanguinidad se maximiza. pre- El sistema esta compuesto de 6 m6dulos,viniendo que la velocidad se degrada proporcio- para realizar operaciones de consulta, manteni-nalmente en funci6n de la densidad de genitores miento de la base de datos y el caIculo de log coe-que posea cada animal en particular. ficientes de consanguinidad. En la Figura 1 se
Dos lenguajes, Turbo C++ de Borland y muestra el diagrarna operacional correspondiente.MUMPS de Micronetics, ofrecieron lag facilida-des requeridas. Se seleccion6 MUMPS (Massa- Fuente de infomlacionchusetts General Hospital Utility Multi Pro- Se cre6 un modelo mixto de informaci6ngrarnming System) por proveer un sistema admi- geneal6gica para la base de datos (Cuadro 1), anistrador de base de datos. La estructura de la partir de log registros de ganado Jersey de la Esta-base de datos es jerarquica, con un almacena- ci6n Experimental Alfredo Volio Mata. Universi-miento de la informaci6n por carninos multiples, dad de Costa Rica.
Busca un registro en la base de datos y desplega lainfomlaci6n en pantalla.
Menu Introduce un registro en la base de datos. Veri fica lainforrnaci6n entnkla.
Consulta
. r-- Muestra la infonnaci6n de un registro. Introduce y grabaInclus16n J los cambios en la base de datos.
Con'ecci6n
Exclusi6n L--J Excluye un registro de la ba.~ de datos.
CaIculo individual
CaIcula el coeficiente de consanguinidad de un animal.CaIculo poblacional
CaIcula el coeficiente de consanguinidad de cada animalexistente en la base de datos. Produce un aI1:hivoCONSA. TXT.
Fig. I. Diagrarna operational del progmma.
106 AGRONOMIA COSTARRICENSE
RESULTADOS Y DISCUSION El Apendice muestra la codificaci6n fuentedel program a, escrito en MUMPS. En el Cuadra
El sistema carre bajo un ambiente MSM, eje- 2, se presentan los valores de consanguinidad,cutando la rutina principal "CONSA. Al inicio, se calculados para carla uno de los animales inclui-presenta un menu de opciones que dirije el camino dos en la base de datos. Estos resultados fueronde operaci6n bacia procedimientos especificos (Fi- generados seleccionando la opci6n 6 (calculo degura I) de consulta, administraci6n de la base de consanguinidad en toda la poblaci6n) y un valordatos y caIculo de consanguinidad. Las 4 primeras de consanguinidad para carla animal individualopciones bacen un trabajo sabre animales indivi- se obtiene al escoger la opci6n 5. Ambas opcio-duales y una opci6n realiza los caIculos sabre todos nes, utilizan la rutina "CALCU (ver el Apendice)los animales existentes en la poblaci6n registrada. para realizar la busqueda de los antecesores deEl mantenimiento de la base de datos debe ser pe- un animal y el correspondiente calculo de con-ri6dica, especial mente, la inclusi6n de animales sanguinidad. La variable global "MA TRIZ4 con-nuevas en la poblaci6n objeto de estudio. No se re- tiene los valores de parentesco entre el animalcomienda excluir animales, a menos que par un seleccionado y todo los antecesores registrados,error extraordinario tal cosa sea necesaria. La op- as! como el grado de relaci6n entre todos ellos.ci6n de correcci6n perrnite al usuario bacer enmien- Estos resultados se pueden extraer para prop6si-das parciales 0 totales ala informaci6n individual. tos especfficos de los usuarios, programando la
Cuadro 1. Diseilo e informaci6n de la base de datos ("BDCONSA).
"BDCONSA (Animal = Nombre ISexo INacimiento IRaza IPadre IMadre
"BDCONSA ("()(XX) 1")= FRONDOSA IHI 01-01-93111 (XXX)2 KXXX>3"BDCONSA ("()(XX)2")= XILO IMI 01-01-91111 (XXX)4 KXXX>5"BDCONSA ("()(XX)3")= PALOMA IHI 01-01-91 UI (XXX)4 KXXXXi"BDCONSA ("(XXM)4")= JOCOSO IMI 01-01-89 UI <XXX>7 KXXX)8"BDCONSA ("()(XX)5")= PACIFICA IHI 01-01-89 UI <XXX>9 KXX>IO"BDCONSA ("00006")= ALEGRIA IHI 01-01-89 UI <XXX>9 KXXJIO"BDCONSA ("(XXX}7")= LYON IMI 01-01-87 UI 00011100012"BDCONSA ("(XXX)8")= AFRODITA IHI 01-01-87 UI 00013 KXXJ14"BDCONSA ("(XXX)9")= TORONO IMI 01-01-87 UI 00015 KXXJ16"BDCONSA ("00010")= ORQUIDEA IHI 01-01-85111 00017 KXXJI8"BDCONSA ("00011")= TRISTAM IMI 01-01-85 UI 00019 KXXJ20"BDCONSA ("(XX) 1 2")= REVOLTOSA IHI 01-01-85 U100029100030"BDCONSA ("(XX)I 3")= LORD CHAMPION IMI 01-01-85 UI 00019 KXXJ20"BDCONSA ("00014")= NEVADA IHI 01-0185 UI 00021100022"BDCONSA ("(XX) I 5")= COMMANDO RECORDS IMI 01-01-85 UI 00023 KXXJ24"BDCONSA ("00016")= PRINCF.sA IHI 01-01-85 UI 00025100026"BDCONSA ("(XX)IT')= DEACON IMI 01-01-85111 00027 KXXJ28"BDCONSA ("00018")= PUMA IHI 01-01-85 UI 00019 KXXJ20"BDCONSA ("(XX) 19")= GALLANT IMI 01-01-83 UI 00027 KXXJ28"BDCONSA ("(XX)20")= PROMESA IHI 01-01-83 UI 00025 KXXJ26"BDCONSA ("00021")= TRIUMPH IMI 01-01-83 UI 00032 KXX>33"BDCONSA ("00022")= POppy IHI 01-01-83 UI 00032100033"BDCONSA ("00023")= SUPREME IMI 01-01-83 UII"BDCONSA ("00024")= BELLE IHI 01-01-83 UII"BDCONSA ("00025")= DUNCAN IMI 01-01-81 UII"BDCONSA ("00026")= KAMMY IHI 01-01-81 UII"BDCONSA ("OOO2T')= SPARKLE IMI 01-01-81 UII"BDCONSA ("00028")= FASHION IHI 01-01-811111"BDCONSA ("00029")= LILAC IHI 01-01-81 UII"BDCONSA ("(XX)30")= SUNDAE IMI 01-01-81 UII"BDCONSA ("00032")= SOLDIER IMI 01-01-81 UII"BDCONSA ("00033")= LIBBY IHI 01-01-811111
BOSCHINI: Sistema computarizado pam evaluar consanguinidOO 107
Cuadro 2. Grado de consanguinidad calculado ~ tados los animales en el modelo geneal6gico.
Reng1On Animal Nacimiento Fx Padre Madre
I <XXX> I 01-01-93 0,234375 <XXX>2 <XXX>32 <XXX>2 01-01-91 0,0625 (XXX)4 <XXX>53 <XXX>3 01-01-91 0,0625 (XXX)4 (XXX)64 (XXX)4 01-01-89 0,0625 <XXX>7 <XXX>85 <XXX>5 01-01-89 0,03125 ()(XX)9 <XX> 1 06 (XXX)6 01-01-89 0,03125 ()(XX)9 <XX> 1 07 <XXX>7 01-01-87 0,0 <XX>11 <XX>128 <XXX>8 01-01-87 0,0 <XX> I 3 <XX> 149 ()(XX)9 01-01-87 0,0 <XX>15 <XX>16
10 <XX> 10 01-01-87 0,125 <XX> 17 <XX>1811 <XX>11 01-01-85 0,0 <XX> 19 00)2012 <XX> 12 01-01-85 0,0 00)29 (XX)3013 <XX>13 01-01-85 0,0 <XX>19 00)2014 <XX> 14 01-01-85 0,25 00)21 00)2215 <XX>15 01-01-85 0,0 00)23 00)2416 <XX>16 01-01-85 0,0 00)25 00)2617 <XX>17 01-01-85 0,0 00)27 00)2818 <XX>18 01-01-85 0,0 <XX>19 00)2019 <XX>19 01-01-83 0,0 00)27 00)2820 00)20 01-01-83 0,0 00)25 00)2621 00)21 01-01-83 0,0 <XX>32 <XX>3322 00)22 01-01-83 0,0 <XX>32 <XX>3323 00)23 01-01-83 0,024 00)24 01-01-83 0,025 00)25 01-01-81 0,026 00)26 01-01-81 0,027 00)27 01-01-81 0,028 00)28 01-01-81 0,029 <XX>29 01-01-81 0,030 <XX>30 01-01-81 0,031 <XX>32 01-01-81 0,032 <XX>33 01-01-81 0,0
aplicaci6n correspondiente entre la etiquetas 0 calcular el valor de consanguinidad para unaV A6 Y V A6+2. crfa simulando el apareamiento de los padres. Una
En general, las aplicaciones en el campo ge- opci6n para preparar 'certificaciones y distribuirnetico tienen 2 limitaciones, una en relaci6n al al- los animates, por edad 0 clase, en categorfas demacenamiento y velocidad de recuperaci6n de la competencia, podria incluirse dentro del menuinfonnaci6n y otra, en relaci6n a los requerimien- principal. For otro lado, la base de datos quedatos de memoria RAM. La primera rue superada abierta para su ampliaci6n con evaluaciones de ti-desde el principio al escoger ellenguaje usado y la po, producci6n 0 cualquier otra medida de interessegunda rue manejado durante la programaci6n, particular.utilizando las variables globales del sistema en Este "software" es una herramienta muy utilfonna temporal. De esta maDera, los requerimien- para el manejo y control de la consanguinidad detos de memoria RAM para la matriz de parentesco los animates de explotaci6n y para aquellas espe-entre 4 0 400 antecesores es la misma, con un pe- cies silvestres criadas en cautiverio.queiio costo en la velocidad de respuesta. Esto vaa permitir que la limitaci6n para la matriz este da- RESUMENda por el espacio libre en el disco duro.
Otras opciones pueden ser incluidas a Este trabajo provee un "software" para mi-gusto del usuario. A modo de ejemplo, detenni- crocomputadora con el prop6sito de evaluar eloar el grado de parentesco entre un animal y otro grado de consanguinidad de los ani males en un
108 AGRONOMIA COST ARRICENSE
poblaci6n. EI sistema rue codoficado en ellen- LITERATURA CITADAguaje MUMPS (Massachusetts General HospitalUtility Multi Programming System) La opera- FALCO~. D.S. 1970}~u~ci6n a 1~ ge~ca cuantitativa.ci6n se inicia con un menu para selecionar opcio- M6X1CO. Compallla Editonal Continental S.A. p. 430.
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os. Dentro e programa, una variable global cattle. J. Dairy Sci. 75:1112-1118
contiene, despues de cada c4lculo, los valores deparentesco entre el animal seleccionado y sus an- TIER. B. 1990. Computing inbreeding coeficients quickly. Ge-tecesores, asl como el grado de relaci6n entre net. Sel. Evol. 22:419-430.
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