Se evalúan las vieiras triples para la acuicultura de Florida

Las cajas prácticamente estériles con tres cromosomas tienen una fuerte tasa de supervivencia y crecimiento.

La estudiante de posgrado Elise Hoover marca las casillas muestreadas para la medición y el análisis ploide.

El marisco duro (Mercenaria mercenaria) es el principal alimento de la acuicultura en Florida, EE. UU., Con un valor de USD 19 millones en 2007. Recientemente, ha existido la necesidad de una cepa de cáscara más dura, ya que los productores de cáscaras de Florida informan de una supervivencia por debajo del promedio en el largo y caluroso verano. Durante esta temporada, los mariscos que pierden peso durante el desove experimentan más de 30 ° C, lo que reduce la producción de fitoplancton y las grandes fluctuaciones de salinidad durante las lluvias de verano.

La triploidía inducida, una condición en la que los organismos contienen tres conjuntos de cromosomas en lugar de los dos habituales, puede mejorar la supervivencia de las conchas duras cultivadas. Debido a que las cajas triploides son prácticamente estériles, la energía normalmente utilizada para la gametogénesis estaría disponible para el metabolismo básico durante los períodos de estrés, lo que puede aumentar la supervivencia y la producción.

El equipo del proyecto de los autores evaluó el valor de los discos duros triploides para los agricultores de Florida a través de investigaciones de laboratorio y de campo apoyadas por Florida Sea Grant y el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos de Servicios de Investigación Agrícola.

Inducciones de triploidia

La triploidía se puede inducir en un huevo de mejillón fertilizado inhibiendo la extrusión del primer cuerpo polar (PBI) o el segundo cuerpo polar (PBII) utilizando sustancias químicas como la citocalazina B (CB). La producción de una gran proporción de triploides se basa en el sincronismo meiótico de los ovocitos.

En este estudio, se tomaron muestras de huevos en 10 experimentos de inducción para evaluar la eficiencia de la inducción triploide. Se tomaron muestras de los huevos antes de la fertilización y posteriormente periódicamente durante un máximo de 90 minutos. Las proporciones de triploides en los datos citológicos variaron de 0 a 100 por ciento, mientras que las proporciones de triploides medidas por citometría de flujo variaron de 0 a 93 por ciento de triploides.

Los valores triploides estimados para un grupo particular de mariscos no siempre fueron similares para ambos métodos. Las condiciones que redujeron la eficacia de la inducción de triploides incluyeron concentraciones bajas de CB (0,67 mg / l frente a 1 mg / l), prefertilización de huevos, que redujo en gran medida la inducción de triploides y la supervivencia de las larvas (1-2 por ciento en comparación con el control) y o adición o eliminación tardía de CB En estos experimentos, se produjeron con éxito grupos de vieiras triploides y diploides hermanos para estudios de laboratorio y de campo.

Crecimiento

En otro estudio, las cajas triploides crecieron a un tamaño equivalente al de los diploides.

Dos ensayos de tres semanas compararon el crecimiento de caparazones duros juveniles triploides y diploides de 14 a 18 semanas de edad. El cambio en el peso vivo de los triploides fue significativamente menor en ambos experimentos que en los diploides. En el Experimento I, el peso vivo de los triploides PBI y PBII aumentó en 250 y 269 por ciento desde el inicio hasta 94 ± 19 y 60 ± 12 mg, respectivamente. El número de diploides con un tamaño inicial de 72 ± 17 mg aumentó en un 341 por ciento. En el Experimento II, el peso vivo aumentó en un 422 por ciento para los triploides PBII y en un 549 por ciento para los diploides de 12 ± 2 mg.

A esta edad, no se esperaba un menor crecimiento de las conchas triploides y los autores no tienen explicación para este resultado. Aunque los triploides eran más pequeños que los diploides, los experimentos de laboratorio ayudarían a determinar si son más resistentes a los factores estresantes, como la temperatura y la salinidad, en comparación con los diploides, aumentando así la supervivencia.

Los estudios de crecimiento de campo se interrumpieron durante la severa temporada de huracanes de 2004, perdiendo la mayoría de los grupos. Dos meses después de los huracanes, los triploides PBII unifamiliares de 1 año tenían conchas significativamente más pequeñas (20 frente a 23 mm), ancho de vaina (9 frente a 11 mm), peso total (2,0 frente a 3,3 gramos) y peso de la carne (0,07 frente a 0,10 gramos). Sin embargo, los triploides tenían un índice de condición significativamente más alto (6,6 frente a 5,6), que es la relación entre el peso de la carne seca y la nata.

El examen histológico de las gónadas mostró que el 50% de las cajas de control diploides habían completado el desove y el 40% no tenían gónadas. Por el contrario, el 100 por ciento de los triploides no tenían gónadas. Los diploides encontrados en el grupo triploide tenían estadios gonadales similares al grupo de control. Estos datos mostraron que el desarrollo gonadal estaba inhibido en los triploides.

Gametogénesis

Un análisis más detallado de la gametogénesis de las conchas triploides cultivadas en Cedar Key mostró un aumento en la proporción de conchas que muestran diferenciación sexual en ambos tipos de ploidía, así como un aumento en la proporción de mujeres y hombres en diploides entre diciembre de 2004 y abril de 2005.

En diciembre de 2004, el 100 por ciento de los caparazones triploides estaban indiferenciados, mientras que el 72 por ciento de los caparazones diploides no estaban diferenciados o se encontraban en las primeras etapas de desarrollo. En abril de 2005, el 78 por ciento de los triploides aún estaban indiferenciados, frente al 22 por ciento en el desarrollo temprano. Por el contrario, los diploides tenían todos un desarrollo tardío, estaban maduros, desovaban o estaban agotados.

La actividad reproductiva de las vieiras triploides en este estudio nunca excedió el desarrollo temprano. Los datos mostraron patrones gametogénicos estacionales típicos de diploides, pero detuvieron la gametogénesis de triploides, lo que haría que las vieiras triploidales no fueran adecuadas para la producción de tetraploides pero buenas para el cultivo.

El estudiante de doctorado Eman El-Wazzan estudia los huevos con cáscara fertilizados para la inhibición del cuerpo polar como un signo de inducción triploide exitosa.

Observaciones de laboratorio

Según la hipótesis de la redistribución de energía, los triploides dirigen la energía desde la reproducción hasta el crecimiento somático, lo que da como resultado conchas más grandes y potencialmente más duras. Las cajas triploides y diploides hermanas con un caparazón de 45 mm se trataron con una salinidad de 10, 25 y 40 ppt, y niveles de oxígeno disuelto consistentemente por debajo de 2 mg / L (hipoxia) y por encima de 5 mg / L (normoxi). Temperatura de 32 grados C durante 21 días. Para evaluar el efecto terapéutico, se realizó la mortalidad de mariscos, la extensión del sifón y el entierro a intervalos de 12 horas.

La supervivencia de M. mercenaria diploide y triploide difirió significativamente entre los dos tratamientos: 25 ppt / hipoxia y 10 ppt / hipoxia. Las tasas de entierro disminuyeron durante el experimento en 25 ppt / hipoxia y 40 ppt / hipoxia, lo que indica un efecto subletal de la hipoxia. Los triploidios mostraron una ventaja en el tratamiento de 25 ppt / hipoxia, en el rango de salinidad y oxígeno observado en este campo, pero los resultados generales de este experimento mostraron que los triploidios no conferían una ventaja sobre la supervivencia de los caparazones duros.

Eficiencia metabólica

Pruebas adicionales compararon la eficacia metabólica de las conchas diploides y triploides a temperaturas típicas del agua en Florida. Las tasas de absorción de oxígeno se determinaron a 20, 25, 27, 30 y 32 grados C para cajas de tamaño similar con 25 ppt de salinidad. La absorción de oxígeno varió de función a temperatura pero no de ploidía, aumentando de 481 ug / g / ha 20 ° C a 1479 ug / g / ha 27 ° C, pero no significativamente por encima de esta temperatura. Estos resultados sugirieron que 27 ° C es el umbral de temperatura por encima del cual puede ocurrir un metabolismo anaeróbico parcial.

La absorción de oxígeno se determinó a 27 grados C para cajas de 25 ppt y 15 ppt de tamaño similar. La salinidad no afectó el consumo de oxígeno diploide, pero las cajas triploides tuvieron un consumo de oxígeno significativamente menor a 15 ppt que a 25 ppt y un consumo de oxígeno significativamente menor que el diploide 15 ppt.

Estos resultados sugirieron que las conchas triploides pueden tener una ventaja metabólica sobre las conchas diploides de menor salinidad, pero si ofrecen una ventaja fisiológica significativa sobre los diploides en condiciones ambientales fluctuantes y, a veces, extremas en el campo.

Tolerancia térmica

Para comprender mejor la fisiología de la termotolerancia en las cáscaras duras, se midieron la proteína de choque térmico 70 (Hsp70) y la supervivencia en cáscaras duras triploides y diploides de diferentes tamaños y familias. Las cajas estaban de 5 a 13 grados por encima de la temperatura ambiente de 20 a 25 ° C, de 5 a 13 grados: una hora, un día, cinco días o siete días.

Las cáscaras duras diploides tenían concentraciones tisulares de Hsp70 un 177 por ciento y un 247 por ciento más altas que las cáscaras de control expuestas a un choque térmico de 5,5 ° C durante una y 24 horas, lo que indica una respuesta típica al estrés térmico. Tanto en los caparazones diploides como en los triploides, que estuvieron en estado de shock a 10 grados ambientales durante cinco días, la expresión de Hsp70 disminuyó en todas las familias durante las primeras 24 horas en comparación con el valor inicial. Después de cinco días, los valores de Hsp70 para los supervivientes de todas las familias volvieron a los valores iniciales.

Curiosamente, las conchas con concentraciones iniciales más altas de Hsp70 tuvieron una mayor supervivencia. Tanto la Hsp70 como la supervivencia se vieron afectadas por antecedentes genéticos o familiares, no por ploidía. La supervivencia de los triploides fue similar o ligeramente superior a la de los diploides.

Otro estudio de campo

Después de la temporada de huracanes de 2004 se produjo un juego separado de discos duros triploides y diploides de control PBII y se cultivaron en Cedar Key. No hubo diferencia en la cáscara o el peso total entre diploides y triploides al momento de la cosecha (Cuadro 1). Se encontró que el índice de estado triploide era mayor, pero la supervivencia diploide fue mayor.

Desempeño de escalope, diploide y triploide, Tabla 1

Ploidía Longitud (mm) Peso (g) Condición Índice de supervivencia (%)

Diploide 45,9 30,6 4,77 80,1
Triploide 45,9 29,0 5.30 69,4

Tabla 1. Rendimiento de discos duros diploides y triploides en Cedar Key.

(Nota del editor: este artículo se publicó originalmente en la edición de marzo / abril de 2009 de ).

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