Determinación de género en el salmón del Atlántico de Tasmania

La industria debe permitir que la reasignación de género y la identificación de los recién nacidos se conviertan en una rutina

En este ejemplo de testículos neomaliales, hay residuos ováricos visibles en los testículos y ambos conductos de los espermatozoides están bloqueados. Foto de H. King.

La industria del salmón del Atlántico de Tasmania se estableció en 1984 cuando se entregó el primero de tres lotes de huevos fertilizados desde el criadero de Gaden en Nueva Gales del Sur al criadero de Wayatinah. La industria se basa en preservar y mejorar la genética de la familia de los fundadores originales del río Phillip en Nueva Escocia, Canadá.

La cría selectiva ha asegurado el crecimiento continuo de la industria durante los últimos diez años mediante la mejora genética y el mantenimiento de un alto nivel de diversidad genética. Sin embargo, las existencias iniciales son una predisposición a la pubertad temprana, agravada por las condiciones ambientales en las latitudes relativamente bajas del entorno agrícola de Tasmania. La maduración del salmón del Atlántico antes de la cosecha es costosa para la industria, ya que el pescado no se comercializa debido a la disminución de la calidad de la carne y es más susceptible a las enfermedades.

Durante las últimas dos décadas, la acuicultura de Tasmania ha estado esperando las tecnologías genéticas necesarias para el rápido desarrollo del gen que determina el sexo del salmón del Atlántico. En 2010, la industria unió fuerzas con científicos australianos y canadienses para obtener información sobre los mecanismos de determinación del sexo de la población de salmón del Atlántico de Tasmania. Su principal objetivo era desarrollar genes para identificar el sexo y eliminar la incertidumbre en la identificación. Un mayor conocimiento de las vías de determinación de género también puede proporcionar la clave para técnicas sexuales más efectivas.

Maduración, vías de determinación del sexo

El salmón del Atlántico macho tiene muchas más probabilidades de madurar que las hembras. Como resultado, la industria de Tasmania se basa únicamente en la producción femenina. Esto requiere la administración de la hormona 17α-metiltestosterona con alimentos a XX mujeres para que se conviertan en hombres fenotípicos (pero aún XX) (recién nacidos). Todas las crías hembras se obtienen cruzándolas con XX machos fenotípicos y XX hembras.

Un beneficio adicional de este enfoque es que, en casos raros, los peces escapan de los corrales marinos, pero debido a la falta de machos, la probabilidad de una población silvestre es baja.

Durante décadas, el personal del criadero ha tenido la nada envidiable tarea perdida de distinguirlos de los recién nacidos de los machos genéticos ordinarios. La identificación errónea de los neomales da como resultado un 50 por ciento de descendientes masculinos y un 50 por ciento femeninos, lo que es costoso para la industria.

Se sabe que las vías de determinación del sexo están altamente conservadas con los principales interruptores de determinación del sexo identificados en muchas especies de vertebrados, incluidos los mamíferos Sry, Dmy medaka y pollos Dmrt1. Si bien se han identificado factores genéticos relacionados con el parentesco masculino en la trucha arco iris, el salmón chinooki, el salmón salmón, el salmón rosado y el salmón de caucho, se sabe poco sobre el salmón del Atlántico.

Han surgido muchas teorías sobre los mecanismos de determinación del sexo del salmón. Los cromosomas pueden pasar la mayor parte del tiempo. Sin embargo, el pequeño tamaño de la región que determina el sexo evita la recombinación genética. Por lo tanto, la brecha sexual se hereda genéticamente.

Además, el ancestro común de los salmónidos sufrió un evento de auto-tetraploidización que resultó en la duplicación del genoma. El impacto de este evento en la determinación del género se desconoce en gran medida. Las dificultades para aislar el gen principal que determina el sexo pueden deberse a la eliminación de una o ambas copias del genoma duplicado. Una teoría alternativa es que el sexo está ubicado en una región del genoma que está estrechamente vinculada a elementos transferibles que permiten que el genoma salte en el genoma.

Otro ejemplo de testículos neomaliales. Los lóbulos testiculares y la apariencia desigual, así como los conductos espermáticos bloqueados, son rasgos que indican que proviene de una mujer modificada genéticamente. Foto de H. King.

Programa de cría

El programa de cría selectiva de Tasmania para el salmón del Atlántico proporcionó un punto de partida único para los pedigrí de familias conocidas, que se registraron a las familias fundadoras. Utilizando este conocimiento, los investigadores adoptaron enfoques combinados de ingeniería genética para encontrar la región que determina el sexo cromosómico. Aproximadamente 1.670 divisiones de 53 familias de 643 individuos de sexo conocido se evaluaron mediante estudios genómicos de polimorfismo de un solo nucleótido. Este método identificó dos cromosomas, Ssa06 y Ssa02, que estaban potencialmente relacionados con el sexo.

Se predijo que los polimorfismos relacionados con el sexo se ubicarían en un mapa cromosómico para identificar marcadores de microsatélites en las mismas regiones para probar las líneas familiares actuales. Las pruebas preliminares apoyaron los factores sexuales en dos cromosomas. Sin embargo, pruebas adicionales de 49 familias mostraron un mapeo de 31 y 16 familias para Ssa02 y Ssa06, respectivamente, mientras que dos familias no estaban claras.

En ese momento, se había identificado el sexo del salmón europeo Ssa03, lo que también se confirmó para dos familias que anteriormente no estaban claras. Hasta la fecha, el sexo parece estar asociado con al menos tres cromosomas del salmón del Atlántico de Tasmania. Se están realizando experimentos en las 30 líneas fundamentales restantes para determinar el género.

Prueba genética

El reciente descubrimiento de sdY en la trucha arco iris ha llevado a la hipótesis de que los salmónidos tienen un gen determinante del sexo importante. Se desarrolló una prueba genética multiplex basada en las dos regiones del gen SdY. Debido a que se espera que las mujeres tengan un gen asociado con el hombre negativo, se agregó a la prueba un gen doméstico de control. Para evaluar la precisión del experimento, se llevaron a cabo estudios en más de 1.000 personas de sexo conocido.

Las pruebas demostraron ser muy efectivas cuando el sexo se asignó con éxito a más del 97 por ciento de las personas (2 por ciento de hombres y 1 por ciento de mujeres con resultados negativos). Las bajas tasas de error pueden estar asociadas con abortos espontáneos durante la evaluación visual del sexo. Desde el punto de vista de la industria, la extracción ocasional de un macho adicional es preferible al almacenamiento. La baja tasa de error para las mujeres se consideró aceptable dada la precisión de la determinación del género mediante pruebas genéticas.

Prueba de validación

Se realizó una prueba de validación con la industria, que cubrió una clase de rebaño de cría de tres años y más de 8.600 personas. El estudio involucró la implantación de etiquetas de transpondedor integradas pasivas y biopsias de clases mixtas de niños de tres años que habían sido revertidas por sexo con terapia hormonal. Las muestras se describieron como SdY-positivas o SdY-negativas. Los individuos positivos fueron eliminados de la población y se examinaron sus gónadas en busca de tejido o estructuras ováricas, lo que sugiere que en realidad eran mujeres genéticas. No se observó tal marca en más de 4.000 individuos SdY positivos a los que se les practicó la necropsia.

Como esta prueba genética aún está en desarrollo, la industria continuará inspeccionando visualmente cada testículo antes de extraer la leche para uso comercial. Actualmente, solo los testículos con tejido ovárico residual se utilizan en la producción comercial, por lo que eliminar casi el 50 por ciento de la cohorte mixta antes del período de desove dio mucho más éxito en la identificación de la prueba, que era adecuada para la producción comercial.

Perspectivas

Con suerte, la prueba genética se puede validar para eliminar a los machos verdaderos como casi 100% confiables, y ambos métodos de inversión sexual y de identificación del recién nacido se convertirán en una parte mucho más rutinaria de la industria del salmón del Atlántico de Tasmania. .

Cabe señalar que la industria del salmón del Atlántico de Tasmania controla y restringe el uso de hormonas para la producción de pedigrí, y ningún producto comercial de salmón ha estado nunca expuesto a hormonas.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de marzo / abril de 2015 de ).

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