La detección genética de bacterias mejora la reproducción selectiva del dragón pollo

Una solución en evolución para la resistencia a enfermedades como la septicemia entérica

Canal de bagres (Ictalurus punctatus) La producción estadounidense ha evolucionado durante los últimos 40 años hasta convertirse en el alimento básico de la industria acuícola estadounidense. El Servicio de Investigación Agrícola del Departamento de Agricultura de los EE. UU. (USDA-ARS) ha desarrollado un programa de cría selectiva para estos importantes peces y recientemente lanzó una cepa modificada genéticamente, NWAC103, a la industria en colaboración con la Universidad de Mississippi. Las generaciones posteriores de investigación sobre esta cepa darán como resultado características mejoradas de importancia económica de los peces, incluida una mejor resistencia a las enfermedades.

Figura 1: La septicemia enteral es una enfermedad común en la producción de bagre. Los signos de esta infección incluyen lesiones cutáneas. Foto de Jimmy Avery.

La septicemia entérica del bagre (ESC) es la enfermedad más común y costosa que afecta la producción comercial del bagre. La causa es una bacteria. Edwardsiella ictaluri, ESC ocurre con mayor frecuencia en el otoño y la primavera cuando la temperatura del agua es de 18 a 27 grados C

La captación de patógenos se produce principalmente a través del intestino, el narciso y las branquias, y parece facilitarse mediante la alimentación activa durante los períodos de inicio de la enfermedad. La progresión del ESC suele ser rápida y afecta más a las puntas de los dedos. Los signos clínicos que aparecen a los pocos días de la infección (Figura 1) suelen ir seguidos de la muerte en dos semanas. Mejor comprensión de las primeras etapas de la infección por ESC y E. ictaluri en los peces expuestos, se puede mejorar la reproducción selectiva para mejorar la resistencia a las enfermedades.

Detección del patógeno

La detección sensible de ESC es esencial para el desarrollo exitoso de un programa para la propagación selectiva de la resistencia a ESC. Hasta hace poco, la evaluación cuantitativa precisa de los niveles de patógenos ha sido problemática cuando los niveles de infección son bajos.

Por lo tanto, se desarrolló una prueba genética utilizando la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa para detectar E. ictaluri Canal de ADN en sangre de bagre. El ensayo proporciona alta precisión y especificidad y puede detectar tan solo 2,5 células. E. ictaluri 100 μl de sangre infectada en menos de tres horas desde el momento de la toma de muestras.

Uso en mejora genética

Cuando se aplica a la cría selectiva de resistencia a enfermedades, la prueba genética proporciona las herramientas necesarias para identificar las primeras etapas de la infección y la susceptibilidad necesaria para detectar diferencias en las poblaciones de peces en familias con diferente resistencia a enfermedades congénitas. El ensayo también se puede utilizar para investigar más a fondo la cinética de la infección por ESC y para controlar las tasas de eliminación durante las infecciones.

Resistencia a enfermedades

Las familias de bagres con el canal NWAC103 muestran una respuesta constante a la susceptibilidad a la infección por ESC. Sin embargo, algunas familias son muy resistentes a la ESC y otras son muy susceptibles (Figura 2). Existe una gran variabilidad en la respuesta a la infección en cada familia.

Figura 2: Variabilidad típica de las familias de bagres de canal después de la exposición experimental a Edwardsiella ictaluri.

Esto complica la reproducción selectiva de la resistencia a las enfermedades. Obtener información específica sobre la progresión de la enfermedad en las primeras etapas de la infección puede ser útil si, además de la mortalidad, hay un rasgo que se debe utilizar como criterio de selección.

Niveles bacterianos y aclaramiento.

En la primavera de 2002, los investigadores del USDA-ARS del Centro Nacional de Acuicultura de Agua Caliente de Thad Cochran en Stoneville, Mississippi, EE. UU., Estudiaron cómo los niveles de bacterias y la eliminación de enfermedades difieren en las familias de bagres en el canal de prueba. Dos familias que mostraron una respuesta constante a la ESC en experimentos anteriores fueron una susceptible y la otra resistente. E. ictaluri. El análisis de identificación de genes midió la absorción inicial del patógeno, los cambios en la carga bacteriana a lo largo del tiempo y la eliminación del patógeno de la sangre de los animales.

La absorción inicial se evaluó dos horas después de la exposición a los peces. E. ictaluri. No hubo diferencia en los niveles sanguíneos de bacterias en las muestras de sangre. Esto mostró que no todas las diferencias en la susceptibilidad estaban relacionadas con la absorción bacteriana.

De uno a cinco días después de la exposición, los peces de familias susceptibles tenían niveles más altos de bacterias en la sangre que los peces de familias resistentes (Figura 3). Sin embargo, cuando se midió la tasa de reducción de la concentración bacteriana, no hubo diferencias entre los grupos (Figura 4).

Figura 3: Niveles de ADN de Edwardsiella ictaluri en muestras de sangre de dos familias de bagres de canal después de la infección por ESC. Figura 4: Purificación de E. ictaluri a partir de sangre de bagre.

Esto mostró que la supervivencia después de la infección por ESC no está determinada por la tasa de liberación de sangre y que el sistema inmunológico es capaz de inhibir la infección por ESC en peces resistentes. Las infecciones bajas continuas en peces resistentes pueden ser una fuente de infecciones ESC posteriores.

Conclusión

La prueba de detección genética descrita en este documento mejora los programas de reproducción selectiva al evaluar las primeras etapas de la infección y comprender los mecanismos responsables de la resistencia a las enfermedades. En este caso, una comparación de peces resistentes y susceptibles mostró que la absorción inicial no afectó la supervivencia, que los peces susceptibles tenían niveles bacterianos más altos 24 horas después de la exposición que los peces resistentes, y que E. ictaluri fue igual para peces susceptibles y resistentes.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de febrero de 2003 de ).

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