Marcadores de genes candidatos para la propagación selectiva de carpas resistentes al CyHV-3

Herpesvirus ciprínido-3 específico de la especie o virus del herpes koi

Las carpas infectadas con el virus del herpes ciprídico-3 tienen manchas pálidas en la piel y un aumento de la secreción de moco. Continúan los esfuerzos para identificar la resistencia genética al virus y desarrollar peces resistentes a las enfermedades. Foto cortesía de Nir Froyman, Departamento de Pesca, Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Israel.

En Europa e Israel, se desarrolló una enfermedad viral mortal a fines de la década de 1990, que provocó una mortalidad masiva de carpas y polillas de cultivo, y se informaron brotes posteriores en muchos países de todo el mundo. La causa de esta enfermedad fue el virus del herpes ciprínido-3 (CyHV-3), también conocido como virus del herpes koi (KHV). CyHV-3 es específico para carpas y polillas (ambos Cyprinus carpio) pero no causa enfermedad en otras especies.

Los peces infectados con el virus mueren dentro de una a tres semanas, lo que resulta en una mortalidad del 60-100%. Desde el brote inicial, la enfermedad ha causado importantes daños económicos a la industria de la carpa y ahora se considera una gran amenaza para la acuicultura y el comercio de carpas y polillas.

Investigación colaborativa

Trabajando para la producción de la acuicultura de carpa sostenible, el equipo de investigación de los autores en Israel y los Estados Unidos está investigando actualmente la base genética de la resistencia al CyHV-3 en la carpa a través de inmunología, genómica, reproducción e investigación de desafíos de enfermedades. El estudio cuenta con el apoyo del Fondo Nacional de Investigación y Desarrollo Agrícola de Estados Unidos e Israel. Su objetivo final es desarrollar herramientas moleculares para la reproducción de familias resistentes al CyHV-3 con marcadores que permitan una producción sostenible y rentable.

Genética, susceptibilidad

Aunque la infección por CyHV-3 es muy contagiosa, la resistencia a la infección difiere entre las cepas comerciales y la carpa salvaje. Esta conclusión sugirió que los componentes genéticos afectan la susceptibilidad a la enfermedad y, por lo tanto, la resistencia a la enfermedad se puede mejorar mediante la reproducción selectiva.

Uno de los objetivos del estudio es identificar variaciones genéticas en genes antivirales debido a una mutación de una sola base (polimorfismo de un solo nucleótido, SNP) y utilizar estas variaciones como marcadores genéticos para la propagación asistida por marcadores. Los estudios en mamíferos mostraron que los SNP de los genes de la respuesta inmunitaria estaban asociados con la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas. Aunque tales estudios en peces son limitados, las secuencias genómicas de especies modelo de peces como el pez cebra y el pez globo han demostrado que el sistema inmunológico de los peces tiene muchos componentes que son similares a los del sistema inmunológico de los mamíferos.

El brote de CyHV-3 en 1998 provocó una enorme mortalidad de polillas en las piscifactorías israelíes. Poco tiempo después, se notificaron casos en todo el mundo. Foto cortesía del Dr. Ofer Ashulin, Laboratorio de Salud y Veterinaria, Granja de Peces Ma’agan-Michael, Israel).

Resultados

Los resultados de la clonación de tres genes candidatos para respuestas inmunitarias antivirales mostraron que las propiedades estructurales de estos genes de carpa son similares a las de otros vertebrados. Por lo tanto, las variaciones en los genes de la respuesta inmune antiviral de la carpa pueden ser responsables de la susceptibilidad al CyHV-3 y pueden usarse como marcadores genéticos para distinguir entre individuos susceptibles y resistentes.

Se identificaron polimorfismos en genes presuntamente implicados en la respuesta inmunitaria antiviral en la carpa común. Se clonaron y secuenciaron genes de respuesta inmune que codifican receptores de tipo aduanal (TLR) y moléculas asociadas a TLR. Los TLR son receptores celulares del sistema inmunológico innato que se unen a antígenos patógenos conservados y luego provocan respuestas inmunitarias del huésped.

Se compararon las secuencias de ADN de los genes de la carpa de diferentes cepas de carpa y se identificaron los SNP. Se desarrollaron marcadores genéticos de genes de respuesta inmune basados ​​en SNP para su uso en la identificación de genotipos individuales. Entre los genes secuenciados, se encontró que los genes TLR3, TLR7, MyD88 y TRAF6 se duplicaban. En las carpas, que se sabe que son peces tetraploides, se ha observado una gran cantidad de genes duplicados debido a un evento de duplicación del genoma que se estimó que ocurrió hace 11 a 21 millones de años.

Para loci duplicados, los marcadores SNP se desarrollaron para ser específicos para cada copia. Aproximadamente 80 SNP de 14 genes se genotiparon en un panel que consta de varias cepas de carpa común y polilla. Sesenta eran polimórficos.

Se genotiparon marcadores polimórficos de SNP en la descendencia de 50 familias adultas obtenidas cruzando una polilla hembra con una cepa comercial híbrida masculina domesticada y una cepa de carpa salvaje. En esta familia, 23 marcadores de 12 genes fueron informativos. Los autores discuten la asociación de esta variación genética con la resistencia al CyHV-3.

Perspectivas

Los datos de los marcadores SNP de estos genes de respuesta inmune se analizan con un conjunto de datos de aproximadamente 300 marcadores de ADN aleatorios para generar un mapa de ligamiento genético. El mapa de vínculos genéticos es una herramienta importante para localizar genes que controlan rasgos importantes como la tasa de crecimiento, la calidad de la carne y la resistencia a enfermedades. Los marcadores SNP de genes antivirales candidatos asociados con la resistencia al CyHV-3 se utilizan para seleccionar individuos resistentes para los padres de la próxima generación. La integración de la selección asistida por marcadores con la cría selectiva clásica aumenta la tasa de crecimiento genético de la carpa común para la resistencia al CyHV-3.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de marzo / abril de 2011 de ).

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