La manipulación de ploides causa la esterilidad del camarón kuruma

La hembra puede ser un sexo heterogámico de esta especie.

El transporte vivo de camarones Kuruma y otras especies cultivadas ha puesto de relieve la necesidad de un mecanismo eficaz para proteger las poblaciones mejoradas genéticamente de la reproducción no deseada o sin licencia. La triploidía puede ser una solución eficaz si se puede mejorar la fiabilidad de esta inducción.

El término ploidía se refiere al número de grupos de cromosomas en una célula. En el estado diploide normal, cada célula somática tiene dos cromosomas, uno de cada padre. Los gametos masculinos y femeninos (espermatozoides y óvulos infértiles) son haploides, cada uno con un solo cromosoma.

Normalmente, la incorporación de gametos masculinos y femeninos por fertilización restaura el estado diploide. Sin embargo, en muchos organismos, incluido el camarón, el proceso de formación del cuerpo polar durante la fertilización puede verse interrumpido por un choque térmico, de presión o químico después de que el esperma y los óvulos se hayan conectado. Dependiendo del momento de la interrupción, las células resultantes pueden tener tres (triploidios) o cuatro (tetraploides) conjuntos de cromosomas.

Aplicaciones acuícolas

Se desconoce la extensión de triploidios o tetraploidías en poblaciones silvestres de organismos marinos. Sin embargo, está bien establecido que la triploidía puede inducirse artificialmente en muchas especies de acuicultura.

En general, los organismos triploides no pueden reproducirse, y en especies de acuicultura como peces y moluscos, la inducción de triploides ha sido muy útil para controlar la reproducción no deseada. Los triploidios también pueden mejorar la eficiencia de la producción mediante un mejor crecimiento, como en las ostras o en poblaciones de un solo sexo, como las truchas.

Cultivo de camarón y triploidía

El uso de triploidios en camarones cultivados se encuentra en una etapa temprana de desarrollo. Se ha inducido triploidia en estudios de laboratorio en varias especies, incluido el camarón kuruma (Penaeus japonicus); Camarón blanco chinoFenneropenaeus chinensis); y camarones blancos del Pacífico (Litopenaeus vannamei). Aunque se requiere un mayor control, los resultados de estos experimentos mostraron que la inducción de triploidía dio como resultado camarones estériles con tasas de crecimiento similares a las de sus contrapartes diploides.

También se ha demostrado que la inducción de triploidía altera la proporción de sexos, pero en diversos grados en diferentes especies. La proporción de 4: 1 de mujeres a hombres se ha informado en F. chinensis, dado que los juicios P. japonicus como resultado, todos los triploides eran mujeres.

Cambio de genero

Avances recientes en el mapeo genético de la genética P. japonicus ha demostrado que la hembra puede ser un sexo heterogámico de esta especie. Esta observación, junto con la aparente ausencia de triploides masculinos, llevó a la siguiente hipótesis.

Suponiendo que las hembras son heterogámicas, las células germinales femeninas haploides se pueden representar como ZW. Un choque ambiental aplicado a un huevo haploide infértil para evitar la extrusión del segundo cuerpo polar daría como resultado huevos diploides, ZZ o WW. La fertilización posterior con espermatozoides haploides homógamos (Z) daría como resultado embriones triploides, que serían ZZZ o WWZ.

Con base en las dos suposiciones finales de que el cromosoma femenino es dominante (la descendencia de WWZ son hembras fenotípicas pero estériles) y que el genotipo ZZZ es menos o no viable, el escenario se ajusta a los cambios observados en las relaciones de género. Se necesita más investigación para dilucidar los procesos genéticos y bioquímicos subyacentes al camarón triploide, incluidos los efectos sobre las relaciones sexuales.

Inducción de triploidía

Figura 1: Salida de clasificación de células activadas fluorescentes para hembras diploides y triploides individuales Penaeus japonicus. Esta técnica permite a los animales individuales evaluar con precisión el estado de ploidía.

Aunque los resultados de los experimentos experimentales con la inducción de triploidios son alentadores, la producción de camarones estériles está disponible comercialmente por calor o choque químico para interferir con la formación de cuerpos polares. La inducción de triploidía mediante estas técnicas no es 100% confiable, ya que el trastorno físico de la formación de cuerpos polares requiere una sincronización muy precisa.

El retraso entre el desove del primer óvulo y el último impide la sincronización de la fertilización de un lote de huevos. Así, durante el choque, la formación de cuerpos polares en algunos embriones está más avanzada que en otros. Estas diferencias de tiempo significan que la inducción de triploidía dentro y entre los desoves puede variar entre un 20 y un 90 por ciento.

La ploidía de la progenie se puede cribar clasificando las células activadas por fluorescencia (Figura 1), como se hace con fines de investigación. Sin embargo, es demasiado caro y requiere mucho tiempo para aplicaciones comerciales.

Tetraploides

Una posible solución al problema de los niveles variables de inducción de triploidios es la producción de camarones tetraploides. En teoría, el apareamiento de tetraploides con diploides debería producir triploides al 100%. Sin embargo, la producción y el crecimiento exitosos de tetraploides P. japonicus aún no se ha logrado.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de junio de 2004 de ).

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