ÍNDICE Edición 140 - Abril 2021 INFORMACIÓN DE COYUNTURA
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SSP 3 años liderando el cambio en la industria acuícola mundial
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Ecuador se convirtió en el segundo proveedor de camarón en Estados Unidos
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Inaugurado Centro de Monitoreo de Inspectores del Sistema Integrado de Acuacultura y Pesca SIAP
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La automatización y la robótica
ARTÍCULOS TÉCNICOS
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Prueba experimental de selección genómica de resistencia al virus del síndrome de la Mancha Blanca para aumento de supervivencia en el camarón blanco
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Estructura y patrones de concurrencia de comunidades bacterianas asociadas con brotes de la enfermedad de heces blancas en la acuicultura del camarón blanco del Pacífico Penaeus vannamei
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Requerimiento proteico en dietas para tres etapas de crecimiento del camarón blanco del Pacífico Litopenaeus vannamei
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Los hidrolizados como ingredientes funcionales en el alimento para camarón blanco
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Impacto de los probióticos en la tecnología del alimento y su aplicación en la acuicultura
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Efectos de la calidad de agua con presencia de gregarinas y epibiontes en el crecimiento del camarón en un ciclo de cultivo
ESTADÍSTICAS
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Exportaciones de camarón y tilapia
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Reporte de mercado de China
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Reporte de mercado de EE. UU.
NOTICIAS
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Noticias de interés
Presidente Ejecutivo Ing. José Antonio Camposano Editora “AquaCultura” Msc. Shirley Suasnavas ssuasnavas@cna-ecuador.com Consejo Editorial Msc. Yahira Piedrahita Mphil. Leonardo Maridueña Ing. Attilio Cástano Econ. Heinz Grunauer Diseño y diagramación Ing. Orly Saltos osaltos@cna-ecuador.com Foto de portada Cortesía: Xavier Romero Sustainable Shrimp Partnership Corrección de estilo Silvia Idrovo Valverde Comercialización Gabriela Nivelo gnivelo@cna-ecuador.com
EDITORIAL José Antonio Camposano Presidente Ejecutivo
Seaspiracy, aunque muestra datos sacados de contexto y acusa sin sustento, debe despertar una comunicación más activa por parte de nuestra industria
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ace pocas semanas se estrenó en la plataforma NETFLIX el documental “Seaspiracy” que se promocionó como un proyecto que develaría información, supuestamente oculta, sobre los productos acuáticos de consumo humano. Lamentablemente, categorizar a dicho trabajo audiovisual de “documental” no es lo apropiado, puesto que para ello éste debería tener como objetivo principal exponer un aspecto de la realidad y es justamente ahí donde su autor muestra su verdadera motivación al presentar información descontextualizada con una evidente intención de hacer daño. Adicionalmente y a pesar de haber generado mucha atención, el autor pierde la oportunidad de motivar una discusión real sobre temas relevantes, quedándose únicamente en la simple propuesta de consumir vegetales y de prohibir toda actividad pesquera. “Seaspiracy” le queda debiendo a su propia audiencia, pues al presentar datos sacados de contexto y casi ninguna sustentación de sus acusaciones, anula todo proceso de debate que genere discusiones alrededor de lo que se debe mejorar y reconozca con objetividad lo que sí se está haciendo en la búsqueda de una pesca y acuicultura más sustentables. Al cierre, cuando se propone que no se permitan las actividades pesqueras y se sustituya en consumo de productos acuáticos por vegetales pone en evidencia su desconocimiento o mala fe pues son justamente los productos acuáticos una de las fuentes de proteína más eficientes del planeta. A pesar de todo lo anterior, es válido preguntarse por qué un proyecto en extremo amarillista como “Seaspiracy” genera tanto ruido pues, sin duda, ha puesto a parte de la sociedad y de la industria de productos acuáticos a rebatir sus aseveraciones y a cuestionar los impactos de la actividad pesquera. Lo primero a destacar es la plataforma en la que es presentado, pues no se trata de un video subido a una página web con poca asistencia o inclusive a la plataforma YouTube. En esta ocasión el video se promociona a través de la plataforma por demanda más utilizada en el mundo: NETFLIX. Esto
permite que el mensaje se disemine a mucha más gente y tenga mayor robustez al contar con herramientas de promoción y difusión masiva que le permite distribuir su mensaje con más fuerza que otros ejercicios similares que hemos visto anteriormente. De igual forma, el lenguaje utilizado es sencillo lo que engancha a una amplia base de consumidores que se sorprenden ante la historia contada siempre con un tono de “revelación” ante supuestos “secretos ocultos” de la industria de productos acuáticos. Por fenómenos como éstos es que es muy necesario que la industria de productos acuáticos y, en nuestro caso particular, el sector acuicultor camaronero le hablemos a la gente a través de los medios por los que prefiere ser contactada y con un lenguaje sencillo. Y cuando digo la gente, me refiero a nuestro público consumidor pues, hasta el día de hoy, aunque parezca mentira, seguimos hablando entre nosotros mismos: gente de la industria, públicos especializados, autoridades gubernamentales y ONGs. Mientras eso sucede, nuestro consumidor, local como internacional, se confiesa desconocedor de los orígenes del producto que lleva a su mesa, sus prácticas, las nuevas tecnologías utilizadas y las mejoras constantes fruto de muchos años y de miles de millones de dólares en investigación y desarrollo. El mundo cambió hace mucho tiempo y quien no esté dispuesto a hablarle a su público consumidor con transparencia, asumiendo responsabilidades, pero también mostrando el largo camino recorrido y lo que queda por recorrer en materia de sostenibilidad, está condenado a ser víctima de quienes narran una historia parcializada y que, muy posiblemente, lograrán posicionarla en la opinión pública. “Seaspiracy” trata con ligereza muchos asuntos que la industria ha abordado con responsabilidad y que ha trabajado sin cansancio para solucionar y eso es reprochable. Sin embargo, el video deja descubierta una debilidad de nuestro sector que es nuestra falta de acercamiento con nuestro más preciado socio: nuestros consumidores, quienes merecen más atención, transparencia y una rendición de cuentas constante.
DIRECTORIO PRIMER VICEPRESIDENTE Ing. José Antonio Lince
PRESIDENTE DEL DIRECTORIO Econ. Carlos Miranda
SEGUNDO VICEPRESIDENTE Ing. Marcelo Vélez
VOCALES Ing. Ricardo Solá Blgo. Carlos Sánchez Ing. Alex Olsen Ing. Ori Nadan Ing. Attilio Cástano Ing. Luis Francisco Burgos Ing. Jorge Redrovan Sr. Isauro Fajardo Tinoco Ing. Kléber Sigúenza Ing. Oswin Crespo Econ. Sandro Coglitore Ing. Rodrigo Laniado Ing. Diego Puente Ing. Bastien Hurtado
Ing. Diego IIlingworth Ing. Alex Elghoul Ing. Humberto Dieguez Ing. Rodrigo Vélez Dr. Marcos Tello Ing. Santiago León Cap. Segundo Calderón Ing. Miguel Loaiza Ing. Freddy Arias Sr. Leonardo De Wind Ing. Fabricio Vargas Ing. Francisco Pons Dr. Alejandro Aguayo Econ. Heinz Grunauer
Ing. Víctor Ramos Ing. David Eguiguren Ing. Eduardo Seminario Ing. Roberto Aguirre Ing. Johnny Adum Ing. Miguel Uscocovich Ing. Iván Rodríguez Sra. Verónica Dueñas Econ. Danny Vélez Sr. Telmo Romero Ing. Ufredo Coronel Sr. Luis Gálvez Correa
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3 años liderando el cambio en la industria acuícola mundial
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a iniciativa de sostenibilidad del camarón, liderada por empresas ecuatorianas, Sustainable Shrimp Partnership SSP, cumplió 3 años el 12 de marzo del 2021, demostrando que es posible lograr una visión sostenible para la acuicultura mundial. Entre sus principales logros está ser ejemplo de transparencia y responsabilidad con sus clientes y consumidores, al convertirse el camarón SSP en el pionero en la implementación de trazabilidad blockchain
que proporciona información sobre su origen y trazabilidad. Su propósito es liderar la lucha contra el fraude alimentario, que se registra en todo nivel y en diferentes cadenas. Esto fue posible gracias a que SSP se unió al ecosistema de IBM Food Trust, una plataforma que utiliza blockchain, y desarrolló una aplicación de trazabilidad diseñada especialmente para los consumidores, con la que pueden escanear con su celular el código QR que se encuentra en la caja y de inmediato conocer dónde se cosechó,
12 de marzo 2018 en Boston-Estados Unidos Lanzamiento de la iniciativa de sostenibilidad del camarón Sustainable Shirmp Partnership en el marco de un foro organizado por Intrafish portal internacional de noticias relacionadas a la industria de mariscos.
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24 de noviembre del 2020 Guayaquil Ecuador Lanzamiento de la aplicación de trazabilidad con tecnología blockchain para el camarón SSP en el marco de Aqua Expo Guayaquil. El Ministro de Producción Comercio Exterior Inversiones y Pesca, Junto con José Antonio Camposano, Presidente Ejecutivo de la Cámara Nacional de Acuacultura mostraron la innovación de trazabilidad del camarón SSP de Ecuador.
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procesó y empacó el camarón a través de fotos y videos explicativos, sin bajarse ninguna aplicación para efectuar el proceso. Es fácil, rápido, amigable y confiable; pues su potente plataforma de gestión información almacena el historial de todos los actores de la cadena, sus intercambios y distribución del producto.
José Antonio Camposano Presidente Ejecutivo Cámara Nacional de Acuacultura
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SSP desarrolló uno de los protocolos más exigentes para la producción de camarón con el apoyo del Consejo Asesor de SSP, formado por World Wildlife Fund (WWF), The Sustainable Trade Initiative (IDH) y Aquaculture Stewardship Council (ASC); y de la mano del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación - ICONTEC.
Uno de los principales objetivos que SSP estableció hace tres años fue elevar el desempeño de toda la industria, por lo que ver a otras empresas en varias regiones del mundo adoptar estos desafíos es una prueba de que la industria está dispuesta a mejorar; solo necesitan a alguien que tome la iniciativa y SSP seguirá haciéndolo.
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Para SSP la clave está en compartir información que adquiera un valor tangible para los clientes y consumidores con el propósito de incrementar la capacidad de compra informada. Este importante paso para la acuicultura mundial, fue por la determinación de un grupo de productores de camarón líderes en Ecuador, quienes 3 años atrás decidieron transformar el futuro de la industria de la acuicultura de camarón a través de Sustainable Shrimp Partnership (SSP), iniciativa que desafía a sus competidores a cultivar camarón con los más altos estándares, totalmente rastreable, sin antibióticos y de manera sostenible.
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En estos 3 años SSP ha desarrollado uno de los protocolos más exigentes en el mundo para verificar constantemente que el camarón SSP es libre de antibióticos y que no genera un impacto negativo en el medio ambiente; además fue el primer camarón en el mundo en ser parte del ecosistema IBM Food Trust para ofrecer completa trazabilidad con tecnología blockchain. Esto es posible gracias al compromiso y el poder de innovación de nuestros miembros, que con su ejemplo están demostrando al mundo cómo se produce el mejor camarón.
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Pamela Nath Directora de SSP
Los miembros de SSP se someten a verificaciones constantes durante cada ciclo de producción para asegurar el cero uso de antibióticos, trazabilidad total e impacto neutro en el agua, demostrando el cumplimiento de las mejores prácticas de producción.
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Hay 12 fincas que operan bajo los criterios de SSP: Agromarina, Lebama y Salmos (Songa – Sociedad Nacional de Galápagos); Produmar (Grupo Almar); Cachugran (Omarsa); Campamento Naturisa y Rio Nilo (Naturisa); Greentrail Corp, Lanec y Bellitec (Grupo Lanec); Marfrisco y Quiñónez (Promarisco, Grupo Nueva Pescanova). SSP también cuenta con miembros asociados, entre ellos Biomar, Skretting y Evonik.
Estamos orgullosos, como SSP, de poder marcar hitos en beneficio de la industria camaronera a nivel mundial. A su vez, estamos conscientes de que esto no queda ahí. Asumimos con mucha responsabilidad y compromiso los retos que se nos plantean hoy y a futuro para contribuir a la sostenibilidad de nuestra industria, del planeta y en beneficio de los consumidores.
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María Fernanda Vilches M. Gerente de Procesos SSP
Dado que la inclusión es uno de los pilares de SSP y un elemento clave para generar un
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Con arduo trabajo, compromiso y creatividad, SSP ha demostrado al mundo de la acuicultura el valor que se puede lograr a través de la colaboración entre productores, incluida la diferenciación y un producto premium.
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Marcos Moya Gerente de Desarrollo de Mercado y Soporte al Productor de ASC
impacto mayor en la industria mundial, SSP junto con su Consejo Asesor, implementó un programa de mejoramiento acuícola, cuyo objetivo es ayudar a las pequeñas y medianas granjas en Ecuador a trabajar hacia los niveles más altos de responsabilidad ambiental y social, lograr la certificación ASC y, en última instancia, cumplir con los criterios adicionales del SSP. La calificación SSP tiene como base la certificación ASC, que cuenta con más de 150 indicadores y es ampliamente reconocida como el esquema de certificación
más exigente y estricto para la acuicultura. A partir de esta certificación, SSP hace énfasis en: Cero uso de antibióticos en todo el ciclo de producción, para garantizar un producto sano y limpio para los consumidores. La trazabilidad para garantizar total transparencia, proporcionando información esencial sobre los camarones SSP de la granja a la mesa, y el impacto neutro con el agua, utilizando las mejores prácticas para minimizar el impacto ambiental.
SSP estén enfocadas en obtener resultados concretos y medibles, demostrando el compromiso de mejorar continuamente el desempeño ambiental y social.
Valores Responsabilidad: asegurar que las acciones
Inclusión: Trabajar en colaboración con otras compañías y organizaciones para elaborar
Transparencia: Proveer información accesible de las prácticas de producción detrás del producto, de donde viene su nivel de sostenibilidad, para dar a los clientes SSP, las herramientas para tomar una decisión informada al momento de comprar.
MIEMBROS FUNDADORES
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Alex Olsen Presidente GRUPO LANEC
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SSP resalta nuestro rol como productores y nos permite conectarnos con nuestros consumidores, de esta manera podemos compartir información acerca de cómo nuestro camarón fue cultivado y asegurar su máxima calidad.
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Ricardo Solá Gerente General NATURISA
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Producir un camarón libre de antibióticos es tremendamente importante. Es uno de los objetivos más importantes que tiene SSP. Esto es en favor de los consumidores, para demostrarles que tenemos el mejor camarón y el más conveniente para poner en la mesa de sus familias.
Los miembros SSP estamos comprometidos con la transparencia, es por eso que SSP profundiza en cómo se produce, procesa e identifica el camarón. A través de la tecnología blockchain, el consumidor va a poder escanear un código QR y sabrá exactamente de dónde vino, cuándo se cosechó, y procesó. Es un tema muy importante de seguridad para el consumidor. Sandro Coglitore General General OMARSA
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A menudo mostramos a SSP como 'el ejemplo del mejor de su clase' a otros en el sector. Realmente han trazado el camino para demostrar que el cultivo de camarón sostenible es viable. Apuntemos ahora a un esfuerzo adicional: medir y reducir la huella ambiental de la producción de camarón, incluidos los ingredientes del alimento balanceado. Desafío a SSP para que demuestre que esto también se puede hacer.
Es difícil mover una aldea, y más aún el sector mundial del camarón. Al buscar un nivel radical de transparencia en el desempeño y el impacto, SSP ha desafiado al sector en una carrera hacia la cima.
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Aaron McNevin Líder de la Red Mundial de Acuicultura, WWF.
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Lisa Van Wageningen Oficial de Programas de Acuicultura IDH un cambio significativo en la industria, mejorando las prácticas medio ambientales y sociales. Elevando nuestro desempeño en sostenibilidad. Liderazgo: Mirar hacia el futuro de la industria, e identificar dónde y cómo se puede impulsar el cambio, liderando el progreso para asegurar que el cultivo de camarón sea una práctica limpia, sostenible y exitosa para el mundo. Su principal compromiso es producir un camarón de la más alta calidad,
saludable, nutritivo y puro, cultivado de manera sostenible. Trabajar de manera precompetitiva entre productores, para impulsar mejoras continuas en desempeño social y ambiental. Crear una diferenciación en los mercados, ofreciendo a los consumidores las herramientas necesarias para que puedan elegir productos seguros que provienen de prácticas responsables con el ambiente y las comunidades. De esta manera incentivar a que otros productores mejoren sus prácticas. El producto refleja buenas prácticas en el
manejo de sus cultivos, tradición, experiencia y dedicación a la salud de los animales; lo que resulta en un sabor, textura y propiedades saludables excepcionales. En el mundo se producen más de 5 millones de toneladas de camarón cada año, donde SSP impulsa el cambio entre los productores para ofrecer a los consumidores un camarón confiable. De esta forma Ecuador, país en donde se produce el Mejor Camarón del mundo, muestra una vez más su liderazgo camaronero a escala mundial a través de SSP•
SUSTAINABLE SHRIMP PARTNERSHIP
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Carlos Sánchez Director de Acuicultura Vannamei GRUPO NUEVA PESCANOVA
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La iniciativa SSP es muy importante para la industria puesto que vamos a poder transmitir al mundo lo que estamos haciendo. Es importante para el Ecuador que esta historia se conozca, para que los consumidores tengan mayor claridad de quiénes somos.
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Jose Antonio Lince Gerente General PRODUMAR / GRUPO ALMAR
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La tecnología Blockchain es ir un paso más allá, podemos llegar al consumidor final ofreciéndole la seguridad y garantía de que están consumiendo un producto saludable, hacerles saber que están accediendo a un producto de la más alta calidad que cumple con todas sus expectativas.
SSP tiene como objetivo darle al consumidor un camarón libre de antibióticos, cultivado respetando el ambiente y con una trazabilidad completa. Esto hace que el camarón SSP sea de calidad premium, saludable y seguro para ellos.
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Rodrigo Laniado Presidente SONGA
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Ecuador se convirtió en el segundo proveedor de camarón en Estados Unidos
urante el primer trimestre del 2021, Ecuador exportó 84,205,472 libras de camarón hacia los Estados Unidos, lo que generó divisas para el país sudamericano por $208′384.568, de acuerdo con cifras de la Cámara Nacional de Acuacultura CNA. Actualmente, Ecuador se convirtió en el segundo proveedor de camarón en Estados Unidos, así lo destacó el ministro de Producción Comercio Exterior, Inversiones y Pesca, Iván Ontaneda quien indicó que se registra un incremento de casi un 30% del camarón ecuatoriano importado durante este 2021, en comparación con el mismo periodo del año pasado. Ecuador le ganó el sitial a Indonesia que se encontraba en segundo lugar de importaciones de camarón a EE. UU. La diversificación del producto ecuatoriano ha sido uno de los factores que incidió en las cifras, pues actualmente, el sector camaronero centra sus esfuerzos en enviar más producto con valor agregado como: pelado, desvenado, colas, brochetas, entre otros y atender segmentos como la venta minorista (retailer en inglés) como lo son los supermercados y venta a través de canales en línea con el servicio de entrega a domicilio. EXPORTACIÓN DE CAMARÓN ECUATORIANO A EE. UU. PRIMER TRIMESTRE 2021 MES Dólares Libras ENERO $61′112.180 24′468.105 FEBRERO $67′573.267 27′870.630 MARZO $79′699.121 31′866.737 TOTAL ACUMULADO $208′384.568 84′205.472 Fuente: Cámara Nacional de Acuacultura
Estados Unidos se posicionó en el 2020 como el mayor importador de camarón del mundo, con un total de aproximadamente 747.000 toneladas, según un reciente reporte de UCN International Seafood. Sin embargo, también se registra un número importante de rechazos por parte de la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos FDA, organismo responsable de regular las importaciones de productos. Según un reporte de marzo 2021 un total de 33 líneas de camarones provenientes de países asiáticos fueron rechazados por el uso prohibido de antibióticos (nitrofurano) y otros residuos de medicamentos veterinarios. Entre ellos están: Bangladesh, China, India y Vietnam. Mientras tanto, en Ecuador la industria camaronera continúa capacitándose de forma permanente sobre los procesos de importaciones e inspecciones realizadas por la FDA. En un taller virtual organizado por la Cámara Nacional de Acuacultura y dictado por Gonzalo Ibáñez, analista Regulatorio Internacional y Jason W. Cornell, Especialista en Relaciones Internacionales de la FDA se destacó la importancia de la importación de mariscos para los Estados Unidos que constituye el 15% del total de alimentos, de esa cifra el 30% corresponde a camarón. Indicó que desde 1990 hasta el 2020 la importación del crustáceo creció más del 300%, con un promedio anual del 5%.
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- ABRIL 2021 Evolución Valor importación de camarones por los EE. UU.
Fuente: USDA https://aps.fas.usda.gov/gats/default.aspx
En el taller se abordaron aspectos importantes a considerar respecto a los requisitos que constan en la solicitud de ingreso, la misma que pasa primero por la Oficina de la Aduana y luego es remitida como producto regulado por la FDA para un revisión electrónica que analiza el riesgo de la admisibilidad del producto y si el historial del establecimiento tiene alguna alerta anterior, es probable que la carga vaya a una evaluacióncon un oficial que verificará nuevamente la información presentada e incluso podrá solicitar documentos adicionales como también una inspección física. De no pasar este filtro, el ingreso del producto a los Estados Unidos será rechazado; el establecimientoestará sujeto a unanueva evaluación luego de enmendar los puntos observados por la FDA, como a una posible auditoría in situ de la planta procesadora inscrita ante el organismo. Los representantes de las empresas exportadoras ecuatorianas se actualizan de forma permanente sobre los requerimientos de la FDA para mantener limpio el récord del país, respecto a la importación del considerado “El Mejor Camarón del Mundo”. De enero a marzo de este año Ecuador exportó 365′456.928 libras de camarón a más de 50 destinos y Estados Unidos, segundo destino de exportaciones, constituyóel 23% de los envíos•
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Inaugurado
Centro de Monitoreo de Inspectores del Sistema Integrado de Acuacultura y Pesca SIAP
El centro forma parte del proyecto “Mejora en la Competitividad del Sector Acuícola y Pesquero” que inicialmente opera para el monitoreo y control continuo de inspecciones de pesca industrial bajo protocolos y estándares internacionales; esto luego que en el 2019, Ecuador recibió un llamado de atención de la Unión Europea por pesca ilegal, no declarada y no reglamentada (INDNR), es considerada una 'Tarjeta amarilla' y podría afectar las exportaciones pesqueras del país.
Funcionarios del Viceministerio de Acuacultura y Pesca estarán a cargo de las inspecciones, entre los principales recursos tecnológicos está el uso de 300 dispositivos móviles, con estándar ip68, que permiten sumergir el aparato a 1 metro de profundidad sujeto a condiciones del agua y del tiempo de exposición. Se busca una adecuada visualización, registro, constatación, verificación y coherencia de información de captura con el objetivo de mitigar los errores y no conformidades en la validación de los certificados de capturas. Uno de los principales beneficios que generará el SIAP para el sector acuícola está integrar los módulos y servicios que realizan las subsecretarías de Acuacultura y Calidad e Inocuidad para optimizar el tiempo de trámites; además de gestionar los recursos económicos para el respectivo funcionamiento de todos los servicios, entre ellos de laboratorios de análisis químico y microbiológico de alimentos (LAQM), que
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on el propósito de automatizar la trazabilidad en toda la cadena productiva de acuacultura y pesca en el país, el Ministro de Producción, Comercio Exterior, Inversiones y Pesca MPCEIP, Iván Ontaneda, inauguró el 7 de abril pasado, el Centro de Monitoreo de Inspectores del Sistema Integrado de Acuacultura y Pesca SIAP, en Manta – Manabí que velará por el cumplimiento de las normas y reglamentos nacionales e internacionales a través de esta tecnología auditable con monitoreo espacial.
realiza análisis de contaminantes orgánicos e inorgánicos, toxicológicos, bromatológicos y microbiológicos de los productos pesqueros y de acuacultura, cuenta con más de 30 parámetros acreditados bajo la norma NTE INEN ISO/IEC 17025 por el Servicio de Acreditación Ecuatoriano (SAE). Vicente Palacios, gerente del proyecto de inversión, del Viceministerio de Acuacultura y Pesca indicó que se prevé en agosto próximo la instalación de mesas técnicas conformadas por representantes del sector camaronero, el propósito será incorporar al sistema los requerimientos planteados durante su socialización. El Centro de Monitoreo SIAP se encuentra ubicado en la Ruta del Spondylus en la ciudad de Manta en la provincia de Manabí. El evento de inauguración contó con la presencia de los representantes de las cámaras de acuacultura y pesca del país y de organismos internacionales•
Con el Centro que inauguramos y con la vigencia de la Ley Orgánica para el Desarrollo de la Acuicultura y Pesca, Ecuador da un paso importante para superar la tarjeta amarilla interpuesta por la UE. Volveremos fortalecidos, demostrando que en nuestro país se produce con trazabilidad y altos estándares de calidad.
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Iván Ontaneda Ministro de Producción, Comercio Exterior, Inversiones y Pesca MPCEIP
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LA AUTOMATIZACIÓN Y LA ROBÓTICA - ABRIL 2021 COYUNTURA
TECNOLOGÍAS EMPLEADAS EN LAS FÁBRICAS DE ALIMENTO BALANCEADO PARA AUMENTAR LA EFICIENCIA Tres empresas ubicadas en la provincia del Guayas, mostraron a los lectores de la Revista Aquacultura sus recientes innovaciones.
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TECNOLOGÍA PARA ESTANDARIZACIÓN DE PROCESOS Y MEJORA CONTINUA
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l sector camaronero tuvo su origen en la provincia de El Oro en la década del 50 y con su vertiginoso crecimiento, nació la necesidad de crear plantas de alimento balanceado para alimentar al crustáceo. La firma internacional Robin Hood Flour Mills Limited invirtió capital en el país para fundar lo que años más tarde se convertiría en la empresa Molinos del Ecuador C.A., el 15 de noviembre de 1973. tras comprar el paquete accionario; tiempo después, cambió de nombre a Molinos Champion S.A., empresa que produjo los primeros sacos de alimento balanceado para camarón a partir de 1976. Actualmente su nueva planta se encuentra ubicada en el kilómetro 7.7 de la vía a Daule en la provincia del Guayas, produce 150,000 toneladas de alimento balanceado al año. Tiene dos líneas de producción: extruido y peletizado. Cuenta con procesos automatizados en un 75% y en la línea de camarón laboran alrededor de 50 personas.
Tecnologías implementadas Análisis bromatológicos, microbiológicos y de serología en su laboratorio de Control de Calidad, que se rige por los procedimientos y estándares establecidos por sus casas matrices Seaboard Overseas & Trading Group y Continental Grain Company, multinacionales con más de 100 años de operación a nivel mundial.
Laboratorio de Calidad de Molinos Champions
reciclaje de residuos orgánicos e inorgánicos, y la disposición final de residuos peligrosos mediante Gestores Ambientales Autorizados, con un objetivo anual de 300 TM de desechos reciclados.
El propósito es asegurar la calidad desde la selección, recepción y calificación de materias primas, hasta la aprobación de cada producto fabricado. Emplean espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), para determinar la composición de un ingrediente en segundos, con exactitudes similares a los métodos de química húmeda. Esto permite establecer matrices de los ingredientes con valores de contenido reales, lo cual ofrece una mejor formulación. En su proceso de producción cuentan con una unidad de destilación y de digestión automatizada para la determinación de proteínas; un molino ultracentrífugo, que logra granulometrías de hasta 40 um y una tamizadora para análisis rápido y de alta calidad con resultados reproducibles con todos los controles digitales, con mallas electrosoldadas sin costuras. Aplican además tecnología de identificación por radiofrecuencia para la gestión de Inventario en las bodegas de producto terminado, Smart Factory - Sistema de Gestión Eficiente de Energía y Sistema de Gestión de Activos para Mantenimiento TPM.
Procesos amigables con el medio ambiente Reducen la huella de carbono realizando
Además, aplican un Plan de Manejo Ambiental, que contempla monitoreo y seguimiento a la emisión de gases al medio ambiente y tratamiento de aguas residuales; por otra parte tiene un Sistema de Gestión de Energía, se ha logrado reducir los consumos energéticos equivalentes a las emisiones de 8 TM de CO2 por mes o equivalente a plantar 2800 árboles. Realizan control de polvos finos en sus procesos, por medio de sistemas de filtros colectores, que retienen las partículas finas y evitan que se propague en el ambiente, estos filtros están ubicados en equipos como: transportadores de cadenas, elevadores de cangilones, tolvas, zarandas, ensacadora.
Análisis de campo En Guayas, Manabí, Esmeraldas y El Oro cuentan con laboratorios de patología en el que técnicos acuicultores y biólogos visitan camaroneras y realizan análisis de agua: químico y biológico, suelo; en el camarón: microbiológico, parasitológico, patológico y últimamente la incorporación de diagnósticos por PCR tanto para laboratorios de larvas o piscinas de engorde. Evalúan semanalmente el crecimiento del camarón y asesoran efectuando ajustes en dosis de alimento según biomasa de cada piscina.
Estamos comprometidos en alcanzar la excelencia y mejora continua de nuestros procesos, por lo que para nosotros es de suma importancia incorporar tecnologías que nos ayuden a lograr estos objetivos, que generen el menor impacto ambiental y que nos brinden mejores resultados de nuestros alimentos en campo.
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Marcelo Sola Gerente de Planta Molinos Champions
Planta de Molinos Champions de 2.9 hectáreas se ubica en la Vía a Daule, provincia del Guayas.
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- ABRIL 2021 La planta de alimento balanceado trabaja de forma integral con el laboratorio de investigación y desarrollo para el mejoramiento permanente de sus fórmulas.
OPERACIÓN INTEGRAL
Control de calidad de materias primas Todos los baches de materia prima son sometidos a espectroscopía de infrarrojo cercano o NIRS (near-infrared spectroscopy), un método óptico de diagnóstico no invasivo que utiliza la absorción o reflexión de determinada longitud de onda producida por los diferentes grupos funcionales que se encuentran en los tejidos; una vez que el proceso ha concluido satisfactoriamente, la carga es admitida y los sistemas electromecánicos trasladan el material al interior de la planta para realizar la clasificación de origen vegetal o animal, al granel: sólidos y líquidos.
Creación de fórmulas En este proceso intervienen todos los eslabones del grupo EMPAGRAN: su laboratorio de larvas Semacua, la finca camaronera Fincacua, su área de investigación y desarrollo genético; pues mediante un manejo integral se efectuan análisis y pruebas de diagnóstico en todos los estadios del camarón para identificar no solo las necesidades nutricionales del crustáceo, sino también se busca aportar con componentes que ayuden mejorar la resistencia a vibrios y patógenos en el camarón. En sus formulaciones incluyen ácidos orgánicos, fitobióticos, prebióticos y probióticos que buscan una alta digestibilidad y causan poco impacto en el ambiente.
Software de formulación Los nutricionistas diseñan las fórmulas para los diferentes estadios y mediante una planificación ingresa a un software de formulación que es operado desde un control máster para que inicie de forma sistemática la dosificación de ingredientes; luego se mezclan sus componentes, se realiza la molienda y posteriormente se obtiene el pellet con el tamaño exacto predefinido. En el proceso se contemplan diversos parámetros como: granulación, diámetro, densidad, temperatura, humedad,
Una vez terminado el producto debe pasar por un proceso de enfriamiento, pues constituye un aspecto clave dentro de la operación para garantizar la calidad del mismo en percha.
Proceso amigable con el ambiente Entre sus prácticas está la recuperación de los polvos finos del proceso. En la etapa de molienda, se efectúa a través de filtros de manga y al final pasan por una zaranda previo a llegar a las tolvas de producto terminado. La nueva planta ABA se encuentra ubicada en el kilómetro 19 y 1/2 via a la costa en la provincia del Guayas – Ecuador. El 10 % de lo que produce esta fábrica anualmente se exporta a países como Colombia y Panamá. EMPAGRAN es una empresa ecuatoriana que integra totalmente la cadena de productiva de camarón con más de 1,205 colaboradores.
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a industria de alimentos balanceados empezó a desarrollarse en el Ecuador en la década del 60 con inversión extranjera; sin embargo fue en 1978 cuando el Grupo EMPAGRAN fundó la primera planta procesadora con capital ecuatoriano en la provincia del Guayas. 4 décadas después, su nueva planta ABA inaugurada en el 2019 cuenta con procesos automatizados al 85% para optimizar la energía usada por tonelada métrica de alimento producido, reduciendo la huella de carbono. La fábrica produce 120.000 toneladas métricas de alimento balanceado al año en tres fases, con dos líneas de producción de alimento balanceado extruido y peletizado.
porcentaje de grasas, entre otros. En la planta sus dos líneas de producción de alimentos: peletizado y extruido se procesan de forma distinta. El alimento peletizado emplea presión, humedad y calor, permite que pequeñas partículas de origen vegetal y animal se aglomeren en gránulos compactos; mientras que el alimento extruido es un proceso diferente que aplica una temperatura adicional, se produce un baño al vacío que logra una mejor absorción de nutrientes y proteínas por partícula. El baño de líquidos al vacío en frío es una de sus principales tecnologías, por la incorporación al pellet de líquidos, atractantes, aceites, probióticos entre otros, sin afectar la naturaleza o integridad de las sustancias activas, al no estar en contacto con altas temperaturas.
Al ser la única empresa 100% ecuatoriana e integrada en el país, son varias las ventajas que nos entrega la integración: trazabilidad absoluta, conocimiento y experiencia diaria de cada fase de producción de un camarón, velocidad de adaptación para cada cambio a lo largo de una cadena productiva muy dinámica. Servicio integral a la mano para toda nuestra cadena de valor, desde el proveedor hasta el cliente final.
Toda la división de alimento balanceado del grupo EMPAGRAN se asienta en 7 hectáreas en Vía a la Costa en la Provincia del Guayas.
Julio Campozano Gerente de la planta ABA-Grupo EMPAGRAN
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- ABRIL 2021 NUTRICIÓN ACUÍCOLA DE PRECISIÓN
COYUNTURA robots que, a través de brazos mecánicos y rampas hacen el traslado de los sacos de alimento balanceado, sin contacto humano; garantizando la calidad e inocuidad del producto.
Investigación y desarrollo
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a implementación de nuevas tecnologías en procesos de producción mejoran la eficiencia y la sostenibilidad, ésta es una de las filosofías de la multinacional Skretting que desde hace más de una década llegó a Ecuador mediante una alianza local. Actualmente sus plantas de alimento balanceado produce más de 2,5 millones de toneladas al año a nivel global.. Su nueva fábrica ubicada en el KM 4.5 de la vía Durán -Tambo en la provincia del Guayas, se dedica exclusivamente a producir alimento extruido y es totalmente automatizada.
Se rigen bajo estrictos criterios de calidad y requieren equipos sofisticados para sus procesos, basándose en lo que dicta su contrato de inversión que posee cláusulas de sustentabilidad, medio ambiente, entre otros temas. El proceso inicia con la selección de materia prima, cuidando que todos los ingredientes utilizados provengan de fuentes administradas de manera responsable. El departamento de Calidad e Inocuidad realiza un exhaustivo proceso de evaluación y aprobación de todas las materias primasantes de ingresar a la planta.
Tecnología de producto Mediante el software de formulación se realizan los cálculos precisos de los ingredientes, dosificando el contenido de proteínas, grasas, carbohidratos, vitaminas y minerales para formular el alimento que satisfaga las necesidades nutricionales de cada especie y la fase de vida a la que están destinados. Empleando sistemas de última tecnología y experiencia técnica, los diferentes ingredientes se muelen a tamaños de partículas precisos y luego se mezclan de acuerdo con la fórmula muy específica de cada dieta. Se agrega agua para hacer una pasta y esta mezcla luego se somete a un proceso de extrusión. En la planta se produce una variedad de tamaños de alimentos, desde menos de 1 mm hasta más de 10 mm; luego, se seca el pellet y se aplica aceite. El producto terminado se evalúa cuidadosamente en sus laboratorios y deben ser aprobados antes del empaquetado.
Procesos automatizados por medio de robótica Entre sus principales avances tecnológicos está su línea de ensacado automático y
El trabajo de la planta de alimento balanceado se basa y complementa con el departamento Skretting Aquaculture Research Center (ARC), que investiga las necesidades nutricionales desde la etapa de iniciadores hasta reproductores. El objetivo es identificar soluciones innovadoras y sostenibles para la industria acuícola, ya sea en forma de productos, metodologías o mejoras en la fabricación. Sin embargo, para cumplir con la nutrición acuícola de precisión van más allá de su fábrica y centro de investigación, el equipo técnico del programa denominado SKRETTING 360+ trabaja con algunos acuicultores, utilizando la inteligencia artificial para analizar la dosis de alimentación correcta por día, acorde con sus parámetros en finca.
Amigable con el ambiente La planta de alimento balanceado funciona con energía verde (hidroeléctrica), lo que no genera huella de carbono. Por su alta tecnología de secado se consume 25% menos de energía en este proceso. Adicionalmente, gracias a la optimización del paletizado se reduce 50% el empleo de madera. Cuenta con Certificación Punto Verde por proyectos de Producción más limpia para: 1. Reducción de consumo de combustibles 2. Reducción del consumo de agua 3. Disminución de generación de desechos
Hay que mantener competitivo al clúster camaronero y en las fábricas de alimento balanceado se han hecho inversiones e innovaciones importantes para optimizar la parte nutricional. Tenemos un equipo de investigadores que atiende los desafíos de salud presentes y futuros del Litopenaeus vanammei buscando mejores técnicas de alimentación.
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La nueva planta de Skretting Ecuador tiene 6,5 hectáreas y se ubica en el cantón Durán, Provincia de El Guayas.
Carlos Miranda Gerente General de Skretting Latam
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PATOLOGÍA
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Prueba experimental de selección genómica de resistencia al virus del síndrome de la Mancha Blanca para aumento de supervivencia en el camarón blanco Autores: Marie Lillehammer 1, Rama Bangera2, Marcela Salazar3, Sergio Vela2, Edna C. Erazo3, Andrés Suarez3, James Cock 3, Morten Rye 2 & Nicholas Andrew Robinson 1,4 Breeding and Genetics, Nofima, 1430 Ås, Noruega. Benchmark Genetics Norway AS, 6600 Sunndalsøra, Noruega. 3 Benchmark Genetics Colombia, Bogotá, Colombia. 4 Laboratorio de Acuicultura Sostenible - Templado y Tropical (SALTT), Escuela de Biociencias, Universidad de Melbourne, Parkville 3010, Australia. 1
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Artículo publicado por Sicentific Reports www.nature.com/scientificreports nick.robinson@nofima.no
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l virus del síndrome de la Mancha Blanca (WSSV) causa importantes pérdidas en el cultivo de camarón alrededor del mundo. El desarrollo de poblaciones de camarón resistentes es una opción atractiva para el manejo de la enfermedad. Sin embargo, la heredabilidad de resistencia al WSSV es generalmente baja y la mejora genética por selección convencional ha sido lenta. Este estudio fue diseñado para determinar la potencia y precisión de una selección genómica para mejorar la resistencia al WSSV en Litopenaeus vannamei. Los organismos se pusieron a prueba con WSSV y la resistencia se evaluó como muertos o vivos (DOA) 23 días después de ser infestados. Todos los camarones de la prueba de ensayo fueron genotipados para 18,643 polimorfismos de un solo nucleótido. Los candidatos a reproductores (G0) se clasificaron según valores genómicos reproductivos para su resistencia al WSSV. Se produjeron dos poblaciones G1, una de reproductores G0 con valores genéticos estimados altos, y la otra con valores genéticos bajos. Se produjo una tercera población a partir del apareamiento “aleatorio” del stock de reproductores. La supervivencia promedio fue del 25% en los grupos de bajo valor genómico, 38% en grupo de los aleatorios y 51% en el grupo de los de alto valor genómico. La heredabilidad genómica para los DOA (0.41 en G1) fue alta para este tipo de rasgo. La ganancia genética y la alta heredabilidad obtenidas demuestran claramente un gran potencial para mejoras genéticas adicionales de resistencia al WSSV en la población evaluada de L. vannamei usando la selección genómica.
La enfermedad causada por el virus del síndrome de la Mancha Blanca (WSSV) es un grave problema para el cultivo de camarón a nivel mundial. Infecta a la mayoría de especies de camarón usadas para cultivo y es altamente virulento causando normalmente la muerte en unos pocos días1. Las prácticas de cultivo, principalmente enfocadas a eliminar el agente causal, pueden reducir los riesgos económicos asociados con la enfermedad de la Mancha Blanca2, pero su eliminación en sistemas de estanques abiertos a menudo es imposible3. Las principales estrategias utilizadas en todo el mundo para hacer frente a infecciones virales en camaroneras implican el uso
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PATOLOGÍA
de protocolos de bioseguridad y obtener camarón de rápido crecimiento, libre de patógenos pero susceptible al WSSV, antes de que ocurra una infección y la muerte4–6, o cultivar camarón cuando la temperatura del agua es más alta y la enfermedad no prospera2. Las estrategias de eliminación pueden ser efectivas si se combinan con buenas prácticas de manejo7, pero el camarón a menudo sucumbe rápidamente a enfermedades y la provisión de poblaciones libre de patógenos resistentes al WSSV beneficiaría enormemente a la industria. El camarón carece de un sistema inmunológico adaptativo, dependiendo del sistema inmunológico innato para prevenir, tolerar y eliminar infecciones, consulte sobre la inmunidad de crustáceos8. Por lo tanto, varios enfoques convencionales utilizados en otros animales, como la vacunación para estimular la respuesta inmune y brindar protección, han tenido un éxito limitado para camarón. Aunque la estimulación del sistema inmunológico innato a través de la preparación inmunitaria para prevenir y controlar enfermedades específicas en camarón parece prometedora, la eficacia de tales métodos aún no ha sido probada en condiciones de campo9-11. Se está generando conocimiento sobre la respuesta defensiva a la infección, pero los mecanismos específicos asociados con una mayor resistencia o tolerancia a la enfermedad en poblaciones o individuos específicos, no han sido concluyentes. No obstante, existe información sustancial que se puede utilizar para orientar a los laboratorios en sus esfuerzos por producir poblaciones resistentes. Las estimaciones de heredabilidad de resistencia al WSSV en Litopenaeus vannamei oscilan entre 0.01 y 0.31 dependiendo del lote de camarón, el rasgo analizado (por ejemplo, días de supervivencia o binarios vivo o muerto), el método de ensayo aplicado y los modelos estadísticos utilizados para la estimación de parámetros genéticos12-16. La mejora simultánea del crecimiento y resistencia al WSSV con la selección índice tradicional, se complica por una correlación genética negativa (-0.55 a – 0.64) entre estos rasgos12,16. La heredabilidad del número de copias virales de la Mancha Blanca (0.18) y la supervivencia en estanques (0.16) ante
Porcentaje de mortalidad acumulada
- ABRIL 2021
Días del experimento Figura 1. Mortalidad acumulada observada con la infección del WSSV entre los animales de entrenamiento G0. El número total de animales evaluados en la prueba de ensayo fue 1459.
los brotes de WSSV en camaroneras es baja16,17. La ganancia genética después de la selección depende de la heredabilidad del rasgo seleccionado en esa población y su varianza fenotípica (varianza genética), la precisión de la estimación del valor genético y la intensidad de la selección aplicada. La ganancia genética reportada por generación para la resistencia al WSSV varía del 1.7 al 6.5%16,18,19. Si existen loci con un gran efecto sobre la resistencia al WSSV, entonces la selección asistida por marcadores (MAS) podría ser una forma eficaz de aumentar la resistencia. Un análisis de asociación basado en un conjunto de genes para la resistencia al WSSV (vivo/ muerto) en L.vannamei identificó un total de 5 SNPs dentro de genes relacionados con la inmunidad; sin embargo, estos SNPs no se validaron más en una población más grande para su aplicación con MAS20. Robinson et al.21 identificaron vinculaciones entre varios grupos que contienen loci de rasgos cuantitativos asociados con el tiempo hasta la muerte después de una infección por WSSV en el camarón tigre negro (Penaeus monodon). Sin embargo, como los efectos estimados de los marcadores sobre la supervivencia en horas fueron relativamente pequeños, es probable que la resistencia al WSSV sea un rasgo cuantitativo típico,
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afectado por los efectos aditivos de muchos genes de efecto reducido22. Muchos de los polimorfismos de un solo nucleótido (SNPs) que se mapearon cerca de los loci asociados con la supervivencia, ocurrieron cerca de las transcripciones con homología con genes inmunes innatos putativos de interés. Por ejemplo, la proteína lectina de tipo c que puede estar involucrada en el reconocimiento inmunológico y fagocitosis de microorganismos23, se expresa más en camarones resistentes que en camarones susceptibles expuestos al WSSV24-27. Este gen fue mapeado en una región QTL en el grupo vinculado 43. La selección genómica28,29 se ha propuesto como la forma más efectiva de selección disponible para rasgos cuantitativos (poligénicos) típicos30. Por lo tanto, supusimos que la selección genómica podría usarse para mejorar la ganancia genética para resistencia al WSSV. En este estudio, ensayamos de manera experimental con familias de camarón blanco con el virus WSSV y usamos data del genotipo de polimorfismo de un solo nucleótido de reproductores y candidatos para evaluar la potencia y la precisión de la selección genómica para mejorar la resistencia al WSSV. Los candidatos reproductores (G0) se clasificaron en términos de valores genómicos de
PATOLOGÍA reproducción para la resistencia al WSSV. Los candidatos reproductores se aparearon para producir dos poblaciones G1, una con valores genómicos reproductivos estimados como altos y la otra con valores genómicos bajos. En un ensayo se comparó la supervivencia de la población G1 y de la descendencia de reproductores apareados “al azar”.
- ABRIL 2021 Tabla 1. Estimación de componentes de la varianza y heredabilidad para ambos rasgos a partir del análisis de data de G0 junta o de cada grupo genético (de raza pura o cruzada) por separado.
Data DOA DS Varianza Fenotípica Varianza genética Heredabilidad Varianza Fenotípica Varianza genética Heredabilidad Toda la data 0.23 0.07 0.32 ± 0.05 63.1 34.6 0.55 ± 0.05 RxR Pura 0.26 0.056 0.22 ± 0.06 58.4 22.5 0.39 ± 0.07 RxS cruzada 0.18 0.061 0.34 ± 0.07 57.6 27.7 0.48 ± 0.08
Resultados El filtrado de los 465,500 SNPs putativos identificados a partir del ARNmseq dio como resultado 10,323 SNPs (Tabla S1) que se seleccionaron para su inclusión en la matriz de SNP personalizada de Illumina de 18 K (MAF > 0.1, cobertura > 51X y eliminación de SNP múltiples por cóntigo (contig en inglés) y alelos SNP fijados en líneas R y S). Del total de 19,290 SNPs impresos en el chip, el control de calidad posterior al genotipado dejó genotipos para 18,643 SNPs que se consideraron aceptables para la predicción del valor genómico estimado de reproducción (gEBV). En la prueba de ensayo con G0, la mortalidad aumentó rápidamente hasta alrededor del día cinco como se esperaba y luego, en lugar del aplanamiento habitual, algunos animales continuaron muriendo cada día hasta que terminó la prueba (Fig. 1). La prueba finalizó a los 22 días de acuerdo con las prácticas estándar, aunque algunos animales aún estaban muriendo, para facilitar comparaciones consistentes entre G0 y G1. Las estimaciones de heredabilidad para los rasgos vivos o muertos (DOA) y días de supervivencia (DS) fueron similares para la población G0 general (0.30 para DOA y 0.53 para DS) a las de los animales de la línea R pura (DOA 0.22 y DS 0.39) y para la línea de animales resistentes cruzados por susceptible (RxS) (DOA 0.34 y DS 0.48, Tabla 1). Se obtuvieron estimaciones similares con y sin el efecto fijo de la línea incluida en el análisis. El efecto fijo de la línea reveló un 0.19 mayor probabilidad de supervivencia para RxR de raza pura que para RxS de raza cruzada. Para el rasgo DS, el efecto de ser de raza pura fue 2.71 días más de supervivencia. Se encontró que la variación genética dentro de la línea resistente pura (línea
Tabla 2. Potencia del experimento para evaluar la selección genómica asumiendo que un macho se aparea con una hembra para generar cada familia separada.
Número de familias Potencia
Alto-gEBV Aleatorio-gEBV
Bajo-gEBV
Alto-gEBV vs. Aleatoria-gEBV Alto-gEBV vs. Bajo-gEBV
R) y los animales cruzados de la línea RxS era sustancial (0.056 para DOA en la línea R pura, 0.061 para DOA en la línea cruzada RxS y 22.5 para DS en la línea R pura y 27.7 para DS en individuos de la línea cruzada RxS), por lo que podría esperarse una buena respuesta de selección. Esto está respaldado por la precisión de los valores reproductivos estimados mediante la validación cruzada del conjunto de datos completo, que fue 0.69 para DOA y 0.64 para DS. Análisis de potencia. El análisis de potencia indicó que el número mínimo de padres seleccionados en el grupo de alta resistencia debe ser de 30-40 machos y hembras cuando hay 20 machos y hembras en el grupo aleatorio (Tabla 2). Evaluación de la selección genómica en G1. De los 1885 animales puestos a prueba, se eliminó 1 familia de 35 hermanos (grupo aleatorio-gEBV) debido a la falta de data de los padres, no se pudo confirmar que 3 animales derivaran de los padres utilizados en el experimento, dejando 1847 registros de 59 familias G1 (32 alto, 19 aleatorio y 8 bajo-gEBV) para el análisis. La mortalidad acumulada aumentó a un ritmo más lento y se estabilizó a un nivel más bajo en la prueba de ensayo para el grupo de alto gEBV en comparación con los grupos aleatorios y de bajo gEBV (Fig. 2). El grupo de bajo gEBV tuvo la tasa de mortalidad más rápida y alcanzó los niveles más altos de mortalidad acumulada de los tres grupos (mortalidad acumulada al final de la prueba de 75% en la baja, 63% en la aleatoria y 49%
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en el grupo de alto gEBV), lo que proporciona una tasa de supervivencia mejorada del 13% en el grupo de alto gEBV. El grupo aleatorio gEBV G1 alcanzó la misma mortalidad acumulada final durante la prueba que se observó en la población de entrenamiento G0 (63%, Fig. 1). La supervivencia promedio de las familias en el grupo alto gEBV al 51% fue significativamente mayor que la del grupo aleatorio (38%) que fue, a su vez, significativamente mayor que la supervivencia del 25% del grupo de bajo gEBV (Fig. 3). El rango de supervivencia dentro de las familias fue grande, con la mayor variación en las familias de alto gEBV, que también tuvieron el rango más grande de supervivencia familiar promedio. Las familias con la mayor proporción de descendientes que sobrevivieron heredaron una mayor proporción de genes de línea resistente (100% versus 75% o 50%), en los grupos alto, aleatorio y bajo (Fig. 3). Ninguna familia del grupo bajo tuvo una supervivencia superior al 50%, mientras que la mitad del grupo alto tuvo una supervivencia superior al 50% con cuatro de estas familias, de un total de 32, con una supervivencia superior al 70%. La heredabilidad de DOA en la población G1 (Tabla 3) fue mayor que la de la población G0 (Tabla 1), independientemente de si el efecto del grupo de selección se ajustó en el modelo o no. La respuesta estimada obtenida para la selección fue mayor que la predicha (Fig. 4, asumiendo heredabilidad para DOA de 0.3 como se calcula para el G0, Tabla 1), y las diferencias fenotípicas entre
PATOLOGÍA
los grupos fueron mayores que el efecto de grupo estimado estadísticamente. Se encontró que el gen Tank tenía un efecto bajo pero significativo sobre el DOA y, por lo tanto, se incluyó en el modelo de análisis como un efecto fijo.
Discusión La supervivencia promedio en la población G1 aumentó de 38 a 51% después de una generación de selección genómica para alta resistencia al WSSV para el rasgo binario vivo o muerto (DOA), en relación con la supervivencia promedio en camarones G1 seleccionados al azar (Fig.4). La selección para baja resistencia al WSSV dio una respuesta muy similar en la dirección opuesta. Esto demuestra claramente el poder de la selección genómica como una herramienta para desarrollar camarón L. vannamei resistente al WSSV utilizando esta población “sintética” particular que contiene una gran variación de resistencia al WSSV. Debido a la gran variación en el rasgo DOA, y una heredabilidad relativamente alta, se esperaría que una mayor selección para producir un G2 produzca mayores ganancias genéticas que las evaluadas con la producción del G1. Se espera más ganancias genéticas para el rasgo de supervivencia de días (DS), con heredabilidad genómica (h2DS) de 0.55 y varianza genética aditiva (VA DS) de 34.6, que para DOA (h2DOA de 0.32, VA DOA de 0.07) (Tabla 1). Dado que en la bibliografía se observa una correlación positiva fuerte y constante entre DS y DOA (por ejemplo, r > 0.8) 31, es probable que la mejora en un rasgo dé como resultado la mejora del otro. Esto se confirmó en nuestro estudio, ya que el camarón del grupo seleccionado por alta resistencia sobrevivió 2 días más que el camarón seleccionado del grupo aleatorio, que nuevamente sobrevivió 2 días más que el grupo seleccionado por baja resistencia (no se muestran resultados). Además, los productores prefieren las poblaciones de camarón que sobreviven a las que simplemente tardan unos días más en morir en presencia de WSSV. Por lo tanto, sugerimos que la selección genómica para resistencia al WSSV debe basarse en el rasgo DOA y no en el rasgo DS, a pesar de una mejora potencialmente más rápida si DS fuera el rasgo seleccionado.
Porcentaje de mortalidad acumulada
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Días del experimento Figura 2. Porcentaje de mortalidad acumulada durante días ploteada en la prueba de ensayo para animales G1 en los grupos de alto gEBV (círculos cerrados), aleatorio (cuadrados abiertos) y bajo (triángulos abiertos). El número total de animales evaluados en la prueba de ensayo fue 1883 (alto 1027, aleatorio 622 y bajo 234).
La validación cruzada, mediante la eliminación de valores individuales y la comparación con el valor predicho de data restante, se ha utilizado anteriormente para predecir la precisión de la selección genómica, por ejemplo32. La precisión de las predicciones genómicas a través de la validación cruzada se ha reportado en L. vannamei para la resistencia a enfermedades bacterianas20, rasgos de eficiencia alimentaria33 y tasa de crecimiento34,35. Sin embargo, la validación cruzada solo proporciona una estimación o predicción de la probable ganancia genética. La ganancia genética realizada es una medida directa de la ganancia genética y de la eficacia de un método de selección. Por lo tanto, preferimos la ganancia genética realizada a la validación cruzada como un medio para evaluar distintos métodos de selección. Hemos medido por primera vez la ganancia genética obtenida de la selección genómica para la resistencia a enfermedades en una especie de crustáceo, aportando a evaluaciones previas de ganancia genética obtenida por selección genómica para la resistencia a enfermedades en otra especie acuática, la trucha arcoiris36. Usamos cálculos de potencia para diseñar
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un experimento de selección para: (1) dar una potencia > 0.95 para detectar la respuesta de selección que esperamos de la heredabilidad estimada y el diferencial de selección y (2) dar tantas familias de alta resistencia como sea posible, adecuadas para el mejoramiento posterior de mayor resistencia. Para lograr esto, nos propusimos producir 30 familias de alta resistencia, 20 aleatorias y 10 familias de baja resistencia. Sin embargo, no todos los candidatos maduraron y estuvieron disponibles para realizar los cruces planificados. Debido a la falta de candidatos reproductores disponibles, produjimos 32 familias de alta, 20 aleatorias y 8 de baja resistencia. La respuesta de selección predicha, basada en la heredabilidad estimada a partir del G0 y el diferencial de selección real después del apareamiento (es decir, el valor de reproducción promedio de los padres dentro de cada grupo de selección) fue de 0.075 para el grupo resistente seleccionado y -0.084 para el grupo susceptible seleccionado. Sin embargo, la respuesta obtenida de la selección fue superior a la prevista (Fig. 4) y estadísticamente significativa (p < 0.05). La diferencia real de la supervivencia entre los grupos en G1 fue de 0.13 en cada dirección.
PATOLOGÍA
En general, nuestras estimaciones de heredabilidad de resistencia al WSSV basadas en la genómica fueron mayores que las estimaciones obtenidas en evaluaciones convencionales previas12-16. La mayor heredabilidad encontrada en G1 en comparación a G0 podría deberse a una diferencia en la heredabilidad verdadera,
Promedio entre familias Alto gEBV Medio gEBV
Proporción sobreviviente
Desconocido
Bajo gEBV
Familia B: Aleatoria
Proporción sobreviviente
Las estimaciones de heredabilidad difirieron entre G0 y G1, lo que podría explicar la discrepancia entre las predicciones y la respuesta de selección obtenida, si la respuesta predicha se basó en una subestimación de la varianza genética. Nuestra experiencia es que pocas muertes nuevas ocurren después del día 15 de la prueba de ensayo (como se observó en el ensayo de los animales G1) cuando la prueba normalmente finaliza a los 22 días. El bajo nivel sostenido de mortalidad hasta el final de la prueba en la población G0 fue anormal y podría atribuirse a una carga viral inferior a la normal en el tejido infectante (que se obtuvo de una población de animales resistentes). No está claro cómo el terminar la prueba antes de que cesaran las mortalidades afectaría las estimaciones de los parámetros genéticos para DOA y DS; sin embargo, esta discrepancia podría explicar las diferencias de heredabilidad entre G0 y G1. Si estimamos la respuesta esperada en base a la estimación de heredabilidad de la población G1, esta estimación es similar al coeficiente de regresión estimado para el grupo de selección, pero aún por debajo de la ganancia genética real actual, medida como la diferencia fenotípica entre el grupo seleccionado y el grupo control.
A: Alta
Familia C: Baja
Proporción sobreviviente
El modelo estadístico utilizado para analizar la data de G1 dio un efecto de selección estimado de 0.1, es decir, lo que implica que la supervivencia debería ser 0.1 más alta o más baja en los grupos de selección que en el grupo aleatorio. Sin embargo, la respuesta estimada a la selección probablemente esté subestimada porque el modelo tiene como objetivo distinguir entre el efecto de la genética y el efecto de la selección, mientras que estos efectos son por naturaleza confusos. Como se trataba de una prueba de experimentación controlada con algunos otros factores para corregir, sugerimos que las diferencias fenotípicas entre grupos son una buena estimación de ganancia genética.
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Familia
Figura 3. Proporción sobreviviente en cada familia experimental para grupos G1 seleccionados de alto (A) aleatorio (B) y bajo (C) gEBV. El sombreado de las gráficas de barras indica el % de ascendencia de línea resistente en esa familia (negro 100%, gris 75%, blanco 50%, y rayas cuando se desconoce el origen de la población de uno de los padres. Las líneas horizontales muestran la proporción promedio entre las familias sobrevivientes para los grupos G1 alto (verde), aleatorio (naranja) y bajo (rojo) gEBV. Las líneas continuas se refieren a la población G1 que está representada en cada gráfica.
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PATOLOGÍA
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debido a diferentes condiciones de prueba Tabla 3. Componentes de varianza estimados y heredabilidades para “días o vivos” a partir del análisis y/o diferente composición genética entre las de data de G1 con o sin grupo de selección ajustado como efecto fijo. poblaciones. Sin embargo, también podría Modelo Varianza Fenotípica Varianza Genética Heredabilidad deberse a inexactitudes en la estimación, Con grupo de selección ajustado 0.26 0.11 0.41 ± 0.09 ya que una estimación está más cerca de Sin grupo de selección ajustado 0.27 0.13 0.47 ± 0.09 la verdadera heredabilidad que la otra. Los posibles efectos no genéticos comunes en hermanos completos (full-sib en inglés) no se ajustaron debido a la confusión con Obtenido Predicción el efecto genético y podrían causar una sobreestimación de la varianza genética. Sin embargo, como los camarones puestos a prueba eran jóvenes y fueron mezclados tan pronto alcanzaron un tamaño adecuado para el marcado, esperamos que el efecto común full-sib sea pequeño. Las condiciones de prueba se controlaron y estandarizaron y, por lo tanto, no deberían haber causado grandes diferencias entre las dos generaciones consecutivas, aunque aún podrían existir variaciones aleatorias en la presión de la enfermedad y otros factores ambientales. Sin embargo, las estructuras de las dos poblaciones analizadas fueron bastante diferentes, lo que podría afectar la Alto Aleatorio Bajo heredabilidad. La población G0 consistió en una mezcla de animales de línea resistente de raza pura y una línea cruzada de animales resistente susceptibles. La diferencia en la susceptibilidad entre estos dos grupos genéticos se ajustó como un efecto fijo en el modelo de análisis, pero se asumió que la varianza genética era la misma dentro de estas dos poblaciones, aunque la selección natural para la resistencia en la línea de raza pura podría haber reducido la heredabilidad. El G1 constaba de animales con varios niveles de composición de cepas, y el G1 también consistía en subgrupos que se seleccionaban por su alta o baja resistencia. Por lo tanto, se esperaría que las poblaciones estudiadas tuvieran una variación genética inusualmente alta para la resistencia, ya que constituían una combinación de cepas con diferentes antecedentes de selección debido a la aplicación de una selección genómica divergente. Las correcciones estadísticas realizadas para tener en cuenta la cepa en G0 y en el grupo de selección G1 llevaron a un sesgo a la baja en la estimación de heredabilidad, ya que la varianza genética entre grupos se ajusta como un efecto fijo. El argumento para
Figura 4. Efecto de la selección genómica que muestra la ganancia genética obtenida y predicha (ΔG) en el rasgo DOA para grupos de selección alto, aleatoria y bajo gEBV.
hacer esta corrección es que la variación genética dentro de la población mixta no es representativa para la mayoría de la población de reproductores. Los análisis de G1 con y sin corrección para el grupo de selección muestran que aproximadamente el 10% de la varianza genética existe entre los grupos, mientras que el 90% de la varianza genética está contenida dentro del grupo. Esta alta varianza genética dentro del grupo, y generalmente una mayor heredabilidad con la genómica que con los métodos convencionales, sugiere que una mayor selección genómica para producir un G2 debería lograr niveles similares de progreso genético como se documentó para el G1. Nuestro hallazgo de estimaciones similares de heredabilidad para la población general G0, para animales de la línea pura R y animales de la línea cruzada RxS, y nuestros hallazgos de un nivel intermedio de resistencia al WSSV en animales de la línea cruzada RxS entre lo encontrado en animales de las líneas pura R y S, indican efectos aditivos de los alelos
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que controlan la resistencia para los rasgos DOA y DS. En este estudio no se pudo dilucidar el papel de la dominancia o la heterosis ya que la línea pura S no se pudo comparar en la misma prueba (la línea S es altamente susceptible). Por lo tanto, no pudimos identificar posibles efectos genéticos no aditivos de estos experimentos. Se identificaron varios factores que hacen atractiva la selección genómica para resistencia al WSSV en L. vannamei. Primero, la metodología basada en la genómica identificó la variación genética de resistencia en la población inicial G0. Nuestros ensayos previos que caracterizan las poblaciones iniciales muestran que las líneas híbridas contienen un nivel de resistencia al WSSV en algún lugar entre el de los animales de la línea pura R y de la línea S, indicando posibles efectos aditivos de los alelos que promueven la resistencia. En segundo lugar, la detección de diferencias significativas
PATOLOGÍA entre los grupos de selección muestra que la selección aumentó la resistencia al WSSV en esta primera generación de selección. En tercer lugar, se detectó una amplia variación dentro de los grupos, particularmente en el grupo de alto gEBV. Lo más probable es que esto refleje que la proporción de la línea R en el grupo de alto gEBV podría, en teoría, oscilar entre 0 y 100% (siendo los padres una mezcla de individuos puros de la línea R y de la línea RxS). La varianza genética significativa que queda en el G1, incluso cuando se tuvo en cuenta el grupo de selección en el modelo, junto con una mayor heredabilidad en G1 que en G0, indicando que no hay pérdida de variación genética por resistencia debido a la selección, indicando que realizar una mejora adicional a través de la selección podría ser posible con una respuesta de selección continua durante varias generaciones. En cuarto lugar, la respuesta de selección fue mayor de lo esperado a partir de la intensidad de selección aplicada, la heredabilidad estimada y la varianza genética aditiva. Finalmente, la supervivencia mejorada de un 13% en una generación es mayor que la de metodologías de selección convencional y la ganancia genética es comercialmente interesante. Los niveles de supervivencia que reportamos de un poco más del 60% en las mejores poblaciones, pueden no parecer tan satisfactorios para una producción comercial. Sin embargo, cuando la vacunación se utiliza como medio para proteger a la población contra epidemias, la población puede protegerse eficazmente sin vacunar a todos los individuos debido al efecto manada, ver ejemplo37. Anche et al.38 sugieren que la tasa de reproducción básica, R, es el parámetro clave que determina el riesgo y la gravedad de las enfermedades infecciosas. Además, sugieren que la mejora genética de R0 podría usarse para el control de enfermedades infecciosas en una población de huéspedes. Por lo tanto, el efecto manada de los animales resistentes podría tener un efecto similar al de la vacunación parcial si la resistencia está asociada con una R reducida. En las pruebas de ensayo para la resistencia usamos los animales que no se infectaron individualmente, sino que se mantuvieron en un ambiente que alentó la reproducción de la enfermedad. Por lo tanto, sugerimos
- ABRIL 2021 que no solo seleccionamos por resistencia, sino también por una R baja y deseable. El nuevo análisis de data sobre las epidemias de WSSV y Taura (TSV) en camarón, sugiere que la R de Taura se redujo mediante reproductores a un nivel que contenía la enfermedad, mientras que en el caso del WSSV la reducción no fue suficiente para controlar la enfermedad39. Además, sugieren que la heredabilidad de la resistencia no es suficiente por sí sola para evaluar la ganancia económica de la selección para la resistencia a una enfermedad específica, porque ignora el hecho de que los animales resistentes ya no infectan a otros animales. La presión del inóculo con la producción comercial es casi con certeza mucho más baja que en nuestras pruebas de ensayo en las que varias familias ahora muestran una supervivencia del 70%. Anche et al.38 señalan que niveles de alrededor del 70% de supervivencia fueron suficientes en el caso de Taura para mantener la enfermedad bajo control. Por lo tanto, de manera similar en que las epidemias de enfermedades pueden ralentizarse o detenerse cuando se vacuna un cierto nivel de la población, un cierto nivel de animales resistentes en una población, junto con prácticas que desfavorecen la enfermedad, pueden reducir R a cerca de uno y ser suficiente para controlar el WSSV en poblaciones comerciales. Hemos demostrado que al usar la selección genómica podemos aumentar rápidamente el nivel de resistencia y, con suerte, podremos usar esta herramienta para ofrecer a los productores, poblaciones de camarón que puedan sobrevivir y producir en presencia de WSSV sin tener que erradicar totalmente el organismo causal. Al aplicar la selección genómica para la resistencia a enfermedades, también debemos considerar que existe una correlación genética desfavorable entre la tasa de crecimiento y la resistencia al WSSV16,40 y que una tasa de crecimiento más rápida es deseable para el cultivo de camarón. Se podría lograr una mejora simultánea de ambos rasgos combinando una línea S de rápido crecimiento con una línea R de alta resistencia en un diseño multiplicador para el suministro comercial de reproductores. También es posible utilizar la selección genómica de tal manera que
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ambos rasgos se seleccionen positivamente, pero esto requiere más investigación. Otra consideración para la aplicación es la asequibilidad y la accesibilidad. La necesidad de genotipado agregará costos al programa de mejoramiento, pero también puede reducir la necesidad de un registro sistemático del pedigrí, que es costoso y también induce ineficiencias en el proceso de selección debido al cultivo separado, ya que puede derivarse de los genotipos. Ya se han identificado muchos marcadores SNPs para L. vannamei41 y tecnologías para el genotipado de ultra alto rendimiento se están volviendo más fácilmente disponibles y menos costosas de aplicar42. La otra gran dificultad que se enfrenta al seleccionar la resistencia al WSSV en camarón es que es prácticamente imposible utilizar sobrevivientes de las pruebas de ensayo como candidatos reproductores, ya que pueden transmitir verticalmente el virus e infectar a la población de crías. Además, la dificultad en las prácticas de limpiar a los sobrevivientes para incorporarlos a programas de reproducción que producen reproductores libres de patógenos específicos para el virus del síndrome de la Mancha Blanca son inmensas. La imposibilidad práctica de utilizar sobrevivientes, la falta de información sobre el rendimiento de supervivencia de los candidatos reproductores, y sus verdaderas relaciones genéticas con los candidatos (las relaciones de pedigrí han sido el estándar en estudios previos), limita la precisión de la selección fenotípica convencional. Estos problemas también limitan la intensidad de la selección y la variación genética que se puede utilizar. Se puede obtener una mayor precisión para la predicción de los valores genéticos obteniendo relaciones genómicas a partir de la data del genotipado de SNPs. Los marcadores genéticos de todo el genoma permiten estimar el grado de relación genómica entre los animales experimentales y los animales reproductores candidatos individuales dentro de las familias. Mientras que las relaciones de pedigrí convencionales estiman la relación promedio en todo el genoma, la data de SNP permite la estimación de las relaciones genéticas en cada posición del genoma. La relación genómica entre cada animal y la data del rendimiento de los animales sometidos a pruebas de
PATOLOGÍA
- ABRIL 2021 ensayo se utiliza para estimar los valores genómicos de reproducción individual: por lo tanto, la selección combinada de familias e individuos es posible con la selección genómica. Sostenemos que la capacidad de evaluar el valor de reproducción individual a través de la selección genómica es la razón principal por la que se obtuvo una mayor tasa de ganancia genética con la selección genómica (13% de supervivencia mejorada por generación) que la lograda con la selección fenotípica convencional para resistencia al WSSV en L. vannamei 1.7% de DOA, 6.3% de supervivencia y 6.5% de respuesta de selección de supervivencia por generación16,18,19.
Inicio de cruce de líneas
Línea R
Línea R Línea R
Línea S
Población de reproductores candidatos (no puestos puestos a prueba)
Población de entrenamiento
Relaciones g
Conclusión Hemos demostrado que se puede lograr una mejora genética significativa y útil para la resistencia al WSSV en un programa de reproducción de L. vannamei aplicando selección genómica. En comparación con los métodos convencionales, el uso de data genómica dio como resultado estimaciones de heredabilidad más altas y mejoró la precisión de la selección a niveles que son comercialmente relevantes. A partir de un experimento de selección genómica y de predicciones de precisión de validación cruzada, demostramos que la densidad de marcador moderada de ~ 18 K utilizada era suficiente para una predicción precisa del valor de reproducción genómica. Este es el primer estudio en L. vannamei que demuestra la ganancia genética obtenida de la selección genómica. La selección genómica es particularmente prometedora para los programas de selección que ponen a prueba a los animales vivos con agentes infecciosos cuando los sobrevivientes no pueden utilizarse posteriormente como reproductores.
Materiales y métodos Animales utilizados para el estudio. Para el estudio se utilizaron dos poblaciones de camarón blanco (Litopenaeus vannamei) que habían sido criados selectivamente durante varias generaciones por Benchmark Genetics (antes Ceniacua) en Colombia (Fig. 5). La primera población se derivó de una operación de reproducción en la costa atlántica de Colombia que comenzó en 1997. Esta población no ha estado expuesta al WSSV y en este documento se la denomina
Alto-gEBV
Aleatorio -gEBV
Bajo -gEBV
Segundo ensayo de WSSV
Figura 5. Origen del camarón para el experimento. Los animales se dividieron en poblaciones de entrenamiento y candidatos reproductores para estimar los valores genómicos de reproducción (gEBV) de resistencia al virus del síndrome de la mancha blanca (WSSV) en la generación G0. Los candidatos reproductores G0 fueron seleccionados y apareados para producir grupos G1 de alto, aleatorio y bajo gEBV cuyo desempeño (supervivencia después de una prueba de ensayo experimental), se comparó para la evaluación final de potencia de selección genómica.
línea susceptible (línea S). La selección combinada familiar y dentro de la familia de esta población se centró en el crecimiento rápido, la resistencia al virus del síndrome de Taura, la supervivencia general en estanque y la robustez durante 16 generaciones bajo estrictos protocolos de bioseguridad. La segunda población, denominada en este documento la línea resistente (línea R), derivada de una población del Océano Pacífico en 2008, se seleccionó en masa con una alta intensidad (1 × 10−4) para sobrevivir en presencia de WSSV durante 7 generaciones. Las poblaciones del Atlántico y Pacífico se mantuvieron aisladas en sus respectivas costas de Colombia. Todos los animales que participaron en el estudio se consideraron puros (no infectados con el virus). Los animales de la línea S se sometieron a pruebas de PCR cada 3 meses para todos los patógenos de la lista de la OIE y resultaron negativos para todos los patógenos de la lista durante más de 4 años. Antes de la prueba de ensayo, se analizó
27
por PCR una muestra representativa de los animales de la línea R para detectar WSSV43 y se encontró que eran poblaciones negativas. La respuesta general de las poblaciones iniciales del Atlántico y el Pacífico a la infección por WSSV se conocía a partir de ensayos anteriores. Las pruebas de ensayo previas indicaron que la línea S contiene poca variación fenotípica de resistencia (con tasas de supervivencia familiar en el rango de 0 a 6%). Las muertes ocurren muy rápidamente después de la infección y ningún animal sobrevive el ensayo más de 4 días. Por el contrario, la variación en la supervivencia posterior a la exposición en la línea R varía de 20 a 54% de 15 a 20 días después de la infección. La resistencia al WSSV de la descendencia híbrida F1, producida al cruzar las líneas R y S, es intermedia entre la de las líneas puras (Fig. 6). La primera prueba de ensayo utilizó 751 camarones de línea pura R y 696 camarones de línea R y S cruzados. Estos animales
PATOLOGÍA
Pruebas de ensayo de WSSV en G0. Se dividió aleatoriamente camarón juvenil de G0 de peso promedio 3 g en dos tanques con 4 toneladas de agua de mar artificial a 30 ppt de salinidad, 26 °C de temperatura e infectados con WSSV en una prueba de ensayo iniciada el 18 de abril de 2018, utilizando tejido infectado picado. El tejido utilizado (con una carga viral de 1 × 106 copias/µg de ADN) se pesó y se administró a los tanques en una proporción del 3% de la biomasa total durante dos días consecutivos. Se registraron mortalidades y se removieron cada hora hasta el 10 de mayo (22 días) para garantizar que ningún animal fuera canibalizado y, por lo tanto, no registrado como muerto. Doce días después de la infección, los camarones se agruparon en un solo tanque para evitar la pérdida de presión de infección debido a la reducción de la densidad de individuos. La infección fue confirmada por histopatología44 y con PCR anidada de muestras de pleópodos45. Se registró la fecha y hora de la mortalidad para proporcionar data sobre dos rasgos, vivo o muerto después de 22 días (DOA), que es un rasgo binario (evaluado 22 días después de la infección) y días de supervivencia (DS). Con el fin de analizar el DS, se asumió que los sobrevivientes murieron al día siguiente de finalizado el ensayo. Recolección de muestras de tejido y genotipado. Se recolectaron muestras de tejido de camarón, pleópodos o músculos, de todos los animales muertos y sobrevivientes en abril/mayo de 2018 y noviembre de 2018, para sumergirlos en etanol al 95% a 4 °C y se almacenaron en tubos de centrífuga de 1.5
Promedio % supervivencia
se utilizaron con fines de entrenamiento para estimar los valores genómicos de reproducción. Los candidatos reproductores (no puestos a prueba con WSSV) consistieron en descendencia derivada de 34 cruces parentales de la línea RxR y 24 cruces parentales de la línea RxS (los cruces de la línea pura RxS y de la línea RxS hermanos de los animales del entrenamiento puestos a prueba). Para los fines de este experimento, esta población inicial de animales, que incluye los animales del ensayo y los candidatos reproductores, se les denomina población G0 (Fig. 5).
- ABRIL 2021
Línea S
Híbrido
Línea R
Figura 6. Comparación de la supervivencia promedio en la población inicial híbrida, resistente y susceptible al WSSV.
ml. La genotipificación de SNP fue realizada por Neogen (EE. UU.) en noviembre de 2018. El ADN se extrajo utilizando un kit de extracción de ADN BioKits (Neogen, EE. UU., que utiliza perlas magnéticas patentadas con una alta afinidad con el ADN) y las muestras se genotipificaron con un SNP Illumina de 18 K personalizado con matriz diseñada por Neogen USA (descrita a continuación). Polimorfismos de un sólo nucleótido. Todos los camarones fueron genotipados para 18,643 SNPs. Se desarrolló una matriz personalizada Illumina de L. vannamei para el genotipado de SNP (Neogen USA). Se identificaron y publicaron previamente un total de 8,967 SNPs41, mientras que otros 10,323 SNPs se identificaron mediante la nueva secuenciación de ARNm de la agrupación de hepatopáncreas, branquias y tejido de pleópodos de 20 individuos de la línea R de la generación 3 sin tratamiento previo y de 20 individuos de la línea S de generación 3 sin tratamiento previo. Los camarones se diseccionaron en condiciones estériles y las muestras se sumergieron completamente en RNAlater (Qiagen Alemania y se almacenaron a -80 °C para conservar el ARN hasta que pudiera purificarse y prepararse para la secuencia de ARN anteriormente descrita para P. monodon, Baranski et al. 46). No se realizó ninguna normalización de ARN antes de que las muestras se agruparan (creando un grupo de línea R y una de línea S) y se
28
procesaron con 72 ciclos de secuenciación de extremos emparejados en dos carriles separados en un Genome Analyzer II (Illumina USA) según las instrucciones del fabricante. El programa “find variations” de CLC Assembly Cell se utilizó para detectar SNPs putativos en el conjunto de L. vannamei como se describe para P. monodon46. Los SNPs putativos que se identificaron en cóntigos de L. vannamei homólogos se filtraron para rechazar aquellos con un total de profundidad de secuencia inferior a 51, frecuencia de alelos menores inferior a 0.1 y aquellos que carecen de variación dentro de la línea R o dentro de la línea S (es decir, los SNPs que muestran diferencias alélicas fijas entre las dos líneas no fueron aceptados). En casos de que quedaran varios SNPs por cóntigo después del filtrado, el primer SNP de la lista fue el único aceptado. Finalmente, se utilizó la herramienta de búsqueda de alineación local básica (BLAST, National Center for Biotechnology Information, EE. UU.) para comprobar todas las secuencias de SNP de regiones flanqueantes en que coincidan con ellas mismas y con los 8,967 SNPs publicados anteriormente para filtrar cualquier SNP repetido. Tanto la secuencia flanqueante como los SNPs publicados se convirtieron en una base de datos BLAST con capacidad de búsqueda mediante el comando makeblastdb y las coincidencias se identificaron mediante el comando blastn
PATOLOGÍA
- ABRIL 2021 con valor e10-11. El control de calidad posterior a la genotipificación eliminó los SNPs que no se encontraban en las proporciones de equilibrio de Hardy Weinberg, con una frecuencia de alelos menores de menos de 0.05 o una tasa de llamada menor de 95%. Valor de reproducción genómica y estimación de parámetros. Se estimó una matriz de relación genómica (G) entre todos los animales en G0 como lo describe VanRaden47. La evaluación genética se realizó utilizando un modelo animal en un paquete de modelo mixto multivariante DMU48. Todos los animales puestos a prueba con el virus y todos los candidatos reproductores se incluyeron en la estimación. Los rasgos DOA y DS se analizaron por separado, utilizando el modelo animal: y = Xb + Zu + e donde y es un vector de fenotipos (DOA o DS), b es un vector de efectos fijos estimados de cruzamiento, equipado con dos niveles: cruzamiento de raza pura R o RxS, u es un vector de valores reproductivos estimados (gEBV) para animales experimentales y candidatos, u ~ N (0, Gσa2), donde G es la matriz de relación genómica y σa2 es la varianza genética aditiva de y, y e es un vector de residuos aleatorio, que se supone que se distribuye normalmente con varianza σ2. X y Z son matrices de diseño para vincular cada observación con la categoría de efectos fijo y el animal correcto. Los componentes de la varianza para ambos rasgos se estimaron por separado con modelos de un solo rasgo. Ambos rasgos se analizaron como rasgos continuos, es decir, se analizaron solo en la escala observada. Precisión de la predicción genómica EBV. A partir de la data de G0, estimamos la precisión de la predicción del EBV genómico mediante validación cruzada. A cada animal se le asignó un número (1-10, creando 10 subconjuntos de validación no superpuestos seleccionados al azar), y el análisis se repitió 10 veces, cada vez enmascarando los fenotipos de todos los rasgos para uno de los subconjuntos de validación. La precisión (Acc) se estimó para cada rasgo como Acc = R gEBV, y , donde RgEBV,y es la correlación entre el fenotipo y el gEBV, utilizado para cada animal, los gEBV de la corrida en la que
se enmascaró su fenotipo y h era la raíz cuadrada de la heredabilidad, estimada a partir del conjunto de datos. Análisis de potencia. La respuesta a la selección se puede predecir basándose en parámetros genéticos estimados, dada una cierta intensidad de selección. Se aplicó un análisis de potencia para diseñar un ensayo de selección adecuado para documentar la ganancia genética y validar los parámetros genéticos dentro de las limitaciones de la infraestructura disponible. Se realizaron predicciones de potencia para evaluar la selección genómica para el rasgo DOA, porque se pensó que este rasgo tenía la mayor relevancia económica. El número total máximo de familias de hermanos completos se limitó a 60. El número de descendientes analizados de cada familia se estableció en 25 para asegurarse de que el número total de animales experimentales no excediera la capacidad de la instalación de prueba. Se compararon diferentes opciones para la producción de grupos de selección. Se produjeron grupos de alto gEBV cruzando individuos G0 con los valores más altos de gEBV. De manera similar, se hicieron grupos de bajo gEBV a partir de cruces entre individuos con los gEBV más bajos. El grupo familiar “aleatorio” se creó cruzando los individuos restantes al azar. Las diferencias esperadas entre las comparaciones de los grupos aleatorios y de alto gEBV, y entre los grupos de bajo y alto gEBV (ya que el rasgo se seleccionó en ambas direcciones), se basaron en los parámetros genéticos estimados y la intensidad de selección utilizada. El análisis de potencia asumió que las observaciones eran independientes (es decir, se ignoró la estructura familiar) y la potencia se estimó utilizando la fórmula tβ = t0.05 - �G/se (�G), donde t0.05 era el valor crítico necesario para rechazar la hipótesis nula de la no diferencia entre los grupos de selección (asumiendo una distribución normal estándar) y ΔG fue la diferencia esperada entre 2 grupos de selección. ΔG se estimó utilizando una ecuación univariante de reproducción 6.G = h2 ∗ S, donde h2 es la heredabilidad estimada de los animales experimentales G0 y S es la selección fenotípica diferencial
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aplicada al producir las familias. se (ΔG) fue el error estándar de contraste entre dos grupos de selección, estimados como 1 + 1 σ 2 , donde n1 y n2 son el número de animales en cada grupo y σ2 es n1 n2 la varianza fenotípica estimada a partir de la prueba de ensayo de G0. La potencia se estimó como el área bajo la distribución normal estándar acumulada de - ∞ a 1 - tβ. Experimento de selección. Los reproductores se seleccionaron del grupo de candidatos reproductores G0 según los gEBV de DOA estimados a partir de las pruebas de ensayo con WSSV realizadas en 2018. Los machos y las hembras, respectivamente, se clasificaron en gEBV, y se seleccionaron las dos puntas de la lista clasificada. Los mejores 60 machos y 60 hembras fueron seleccionados como posibles candidatos reproductores de alta resistencia y los 20 machos y 20 hembras inferiores fueron seleccionados como posibles candidatos reproductores de baja resistencia. Los animales no seleccionados para ninguna de estas listas, y los animales no puestos a prueba del G0, estaban disponibles como posibles progenitores de la “selección aleatoria”. Se produjeron sesenta familias, 32 de apareamientos entre animales de alta resistencia, 8 de apareamientos entre machos y hembras de baja resistencia y 20 de apareamientos entre animales seleccionados al azar (Tabla 4, cerca de la prueba de potencia de 30 alta, 20 aleatoria y 10 de baja con un valor de 0.96 en una escala de 0 a 1). El valor genómico reproductor promedio de los padres fue 0.25 para el grupo resistente, - 0.005 aleatorio y 0.28 para el grupo susceptible. Se evitó el apareamiento entre posibles hermanos completos o medios hermanos (parejas con una relación genómica cercana, > 0.1). Para efectos de este experimento, a la descendencia se la denomina población G1. Se generaron listas de apareamiento y los animales se reprodujeron mediante inseminación artificial en marzo de 2019 en el laboratorio de Ceniacua en Tumaco, Colombia. La inseminación artificial de reproductores seleccionados, que implica la extracción de espermatóforos de candidatos machos y la transferencia de la masa espermática a candidatas hembras inseminadas artificialmente, es descrita por12. Las hembras se colocaron en tanques
PATOLOGÍA de incubación individuales. Después de la eclosión, se sembró una muestra aleatoria de aproximadamente 5,000 nauplios de cada familia en tanques separados de cultivo de larvas de 50 litros. Las larvas se alimentaron con una dieta mixta de Chaetoceros sp. Artemia sp. y micropellets. En la etapa de postlarva 10 (PL10), se transfirió una muestra aleatoria de 200 postlarvas por familia a tanques separados a una densidad de 100/m2 para el rebrote hasta que alcanzaron un tamaño corporal adecuado para el etiquetado de elastómeros (aproximadamente 1g). Luego, los animales marcados se enviaron a las instalaciones de ensayo en Bogotá, Colombia, en mayo de 2019. Los 1885 animales G1 se evaluaron en dos tanques. El tamaño de la familia osciló entre 12 y 53 registros (31 promedio). La prueba de ensayo continuó durante 23 días postinfección. La data de la prueba de
- ABRIL 2021 ensayo se utilizó para estimar la ganancia genética y volver a estimar los parámetros genéticos, para validar los resultados de G0. La data de G1 se analizó con un modelo sirdam en Asreml49 DOA = Xβ + Zu + e donde DOA era un vector del fenotipo binario vivo o muerto. β era los efectos fijos del tanque y el grupo de selección (alta, aleatoria o baja resistencia) y X fue la matriz de diseño para vincular las observaciones a las categorías de efectos fijos. U era una matriz de efectos aleatorios de padre y madre, u G 1 σ 2 donde σ 2 era la varianza genética aditiva, G era la matriz de relación genómica entre los padres (el camarón de ensayo G1 no fue genotipado), y Z fue la matriz de diseño que asigna los registros DOA al padre y la madre de manera correcta. El grupo de selección se ajustó como una regresión fija en lugar de categórica porque a pesar del diferente número de padres seleccionados para el apareamiento para
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producir los grupos de selección de alto y bajo gEBV, la intensidad de selección fue de una fuerza similar en ambas direcciones. La ganancia genética esperada de la intensidad de selección realizada y la heredabilidad en G0 se estimó mediante los valores genéticos reproductivos promedio de los padres multiplicados por la heredabilidad estimada. Se compararon las ganancias genéticas obtenidas y las predichas.
Disponibilidad de data Todos los datos de secuencia procesados y sin procesar generados en este estudio se han almacenado en el archivo de lectura corta del NCBI (https://www.ncbi.nlm.nih. gov/sra ) con el nombre BioProject acceso PRJNA625155•
Para más información sobre este artículo escriba a: nick.robinson@nofima.no
PATOLOGÍA
- ABRIL 2021
Estructura y patrones de concurrencia de comunidades bacterianas asociadas con brotes de la enfermedad de heces blancas en la acuicultura del camarón blanco del Pacífico Penaeus vannamei Autores: Yustian Rovi Alfiansah1,2,3 Sonja Peters1 Jens Harder4 Christiane Hassenrück1,7 Astrid Gärdes1,5,6,7
L
as enfermedades bacterianas causan fallas en la producción de camarón. Para comprender las condiciones ambientales y la dinámica de la comunidad bacteriana que contribuye a los eventos de la enfermedad de heces blancas (WFD), analizamos la calidad del agua y comparamos comunidades bacterianas en el agua, así como en los intestinos y las heces de camarones sanos y enfermos, respectivamente, mediante la secuenciación del gen ARNr 16S y qPCR de la proteína reguladora transmembranosa (toxR), hemolisina termolábil (tlh) y genes de hemolisina directa termoestable del patógeno Vibrio parahaemolyticus como proxy de virulencia. La WFD ocurrió cuando el pH disminuyó a 7.71–7.84, y Alteromonas, Pseudoalteromonas y Vibrio dominaron las comunidades bacterianas acuáticas. La gravedad de la enfermedad se correlacionó además con un aumento de las proporciones de Alteromonas, Photobacterium, Pseudoalteromonas y Vibrio en las heces del camarón.
E
Artículo publicado por Sicentific Reports
stas bacterias patógenas oportunistas constituyeron hasta el 60% y 80% de las secuencias de las muestras de las etapas temprana y avanzada del brote de la enfermedad, respectivamente, y exhibieron un alto grado de concurrencia. Además, toxR y tlh se detectaron en el agua solo en el evento de la enfermedad. En particular, la resiliencia de la comunidad bacteriana en el agua se produjo cuando el pH se ajustó a 8. Luego, la WFD cesó sin un evento de mortalidad. En conclusión, el pH fue un indicador confiable del riesgo de brote de la WFD. El oxígeno disuelto y la composición del agua y bacterias intestinales también pueden servir como indicadores para una mejor prevención de eventos de WFD.
www.nature.com/scientificreports yustian.alfiansah@leibniz‑zmt.de
Las enfermedades bacterianas son un problema importante para la acuicultura en estanques de Penaeus vannamei en Asia y América Latina. Han causado graves pérdidas económicas anuales alcanzando aproximadamente mil millones de dólares durante la última década1,2. Entre las enfermedades bacterianas reportadas, la necrosis hepatopancreática aguda (AHPND) y la enfermedad de las heces blancas (WFD) son las más infecciosas y letales3,4. Esta última ha estado ocurriendo con frecuencia en cultivos de camarón en Asia desde
32
PATOLOGÍA
- ABRIL 2021
Tabla 1. Parámetros biogeoquímicos del estanque con camarones sanos (P1) y los estanques que experimentaron la enfermedad de heces blancas (P2, P3, P4) antes, durante (en negrita) y después de los eventos de la enfermedad. DO: oxígeno disuelto, SPM: partículas suspendidas, Chl a: clorofila a, TPPV: total de Vibrio presunto patógeno cultivable, suc (-): colonias fermentadoras de no sacarosa (colonias verdes), suc (+): colonias fermentadoras de sacarosa (colonias amarillas). Parámetros
Estanque1
Estanque2
Estanque 3
Estanque4
50
60
70
50
53
60
60
63
70
60
67
70
8.12
8.40
8.21
8.18
7.79
7.93
8.02
7.84
7.96
7.74
7.71
8.17
30.32
29.91
30.05
31.14
30.94
30.94
29.56
30.61
30.87
30.29
30.23
30.57
6.10
6.10
6.20
5.60
5.57
5.80
6.32
5.98
6.02
5.93
5.68
6.58
19.60
25.60
18.50
19.10
41.70
25.60
25.70
38.50
38.60
30.70
38.00
49.90
88.66
21.19
39.60
28.96
45.76
10.22
70.28
69.76
69.79
31.64
45.97
94.90
35.53
34.47
33.36
32.92
34.73
34.02
36.12
34.17
34.09
35.64
34.02
33.27
181.17
194.82
151.88
161.49
184.34
168.74
193.03
196.38
186.52
174.94
183.47
175.60
400
400
4,000
600
300
4,700
700
300
4,000
1,100
00 7,800
6,700
3,000
4,100
1,700
6,400
3,700
1,700
9,700
4,400
2000
8,800
0.063
0.886
0.086
0.914
0.795
0.095
0.245
0.793
0.524
0.031
0.770
0.333
0.001
0.219
0.001
0.019
0.199
0.002
0.001
0.217
0.006
0.002
0.205
0.005
0.029
0.076
0.006
0.046
0.061
0.061
0.011
0.078
0.003
0.003
0.087
0.842
0.662
1.017
0.186
0.482
1.088
0.088
0.373
1.060
0.650
0.062
1.041
0.236
0.185
0.643
2.775
0.394
0.554
1.554
0.859
0.803
0.494
0.297
0.566
0.197
20093,5,6, lo que redujo la supervivencia del camarón al 20-30%6. Los eventos de la WFD se caracterizan por la presencia de filamentos fecales blancos que flotan en el agua de cultivo3,6. Por lo general, ocurren después de aproximadamente 50 días de cultivo6, provocando un retraso en el crecimiento del camarón, cosechas no rentables e incluso una mortalidad masiva7. La pérdida de microvellosidades y la posterior lisis en el hepatopáncreas y el intestino medio asociadas con la WFD, indican un proceso patológico en el intestino del camarón6. Fueron reportados Enterocytozoon hepatopenaei (EHP), cuerpos vermiformes que se asemejan a protozoos gregarinos y ciertas especies de Vibrio cultivables como V. parahaemolyticus, V. fluvialis, V. mimicus, V. alginolyticus y Vibrio sp., como posibles agentes causantes de la enfermedad3,6,8,9. Además, el deterioro de la calidad del agua con concentraciones de oxígeno por debajo de 3.0 mg L-1 y alcalinidad por debajo de 80 ppm, causó tasas máximas de mortalidad durante los brotes de la WFD10. Sin embargo, la etiología de la WFD en el cultivo de camarón en estanques sigue sin ser concluyente6,8,11. Por ejemplo, los camarones infectados con EHP no siempre produjeron heces blancas11, mientras que Vibrio como V. alginolyticus
Figura 1. Análisis de componentes principales (PCA) de los parámetros ambientales observados. Las etiquetas de puntos indican el estanque sin la enfermedad de heces blancas (estanque P1 sin WFD) y los estanques con eventos de enfermedades (P2, P3 y P4). Los parámetros del agua presentados en el PCA se tomaron los días 60, 53, 63 y 67 para P1, P2, P3 y P4, respectivamente. SPM: material particulado en suspensión; suc (+) TPPV: total de colonias fermentadoras de sacarosa de Vibrio presuntamente patógenas (colonias amarillas de Vibrio presuntamente patógenas); suc (-) TPPV: colonias no fermentadoras de sacarosa de Vibrio presuntamente patógenas (colonias verdes); DO: oxígeno disuelto; Chl a: concentración de clorofila a; NO2-: nitrito; NO3-: nitrato; NH4+: amonio; Silicato r-: silicato reactivo; PO43-: fosfato.
también fue reportado como probiótico para P. vannamei12,13. A menudo, los antibióticos y las células
33
bacterianas beneficiosas viables (probióticos) se aplican en el cultivo de camarón para mejorar el crecimiento del camarón y evitar brotes de enfermedades14-17, sin
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Figura 2. Contribución de géneros bacterianos más dominantes en las comunidades de agua de estanques (A) e intestinos y heces de camarón (B). Las muestras se recolectaron de un estanque con camarones sanos (P1) y estanques con camarones enfermos (P2, P3 y P4). Se tomaron muestras de intestino (P1) para bacterias intestinales (IB) y heces fecales (P2, P3, P4) para bacterias de heces fecales (FSB) en los días de cría 60, 53, 63 y 67 para P1, P2, P3 y P4, respectivamente. FL: fracción de vida libre, PA: fracción asociada a partículas, bWFD: antes del evento WFD, WFD: durante el evento WFD, aWFD: después del evento WFD.
éxito. La evaluación común del número de bacterias heterótrofas cultivables, así como los recuentos de Vibrio en un medio de agar tiosulfato citrato bilis sacarosa (TCBS), no pudieron predecir el evento patógeno. Sorprendentemente, la WFD todavía estaba presente a pesar de que los conteos de Vibrio cultivado eran tres veces más bajos que los de bacterias heterotróficas (comunicación personal con propietarios de estanques de camarón). Además, el método de recuento en placa, que selecciona ciertas bacterias patógenas18, demostró ser inadecuado para identificar la población bacteriana19 que puede estar asociada con la enfermedad. Por lo tanto, estas prácticas no han tenido éxito para predecir la WFD en el cultivo de P. vannamei. La composición de las bacterias intestinales tiene una fuerte influencia en la salud del camarón17,20,21. Por ejemplo, la WFD puede
iniciarse en camarón sano mediante el trasplante de microbiota intestinal de un camarón enfermo22. La composición de la comunidad bacteriana (BCC) en los intestinos de los camarones puede cambiar dinámicamente después del desarrollo del camarón23 y las dietas16,24,25. Además, el hábitat del camarón, es decir, la columna de agua y el sedimento subyacente, puede afectar a las bacterias intestinales (IB) con la de los camarones silvestres, difiriendo de las de los camarones domesticados/ cultivados26,27. Sin embargo, hay poca información sobre la interacción entre los parámetros del agua de cultivo, las IB, las heces fecales bacterianas (FSB) y la BCC en el agua de los estanques antes, durante y después de los brotes de enfermedades. Además, la investigación de las comunidades bacterianas en el agua de los estanques (WB) durante los eventos
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de WFD está descuidada. Por lo tanto, se necesita información más extensa sobre la dinámica de la comunidad bacteriana, incluidas las bacterias patógenas en el agua del estanque y en asociación con camarón en etapas de enfermedad y sin enfermedad, para comprender y prevenir la WFD y para tratar los camarones enfermos. Además, proponemos que los cambios repentinos en la calidad del agua afectarán en primer lugar a las comunidades bacterianas del agua del estanque (bacterias del agua/WB) y posteriormente, a la fisiología del camarón y sus IB. 1 Centro de Investigaciones Marinas Tropicales Leibniz (ZMT), 28359 Bremen, Alemania. 2Centro de Investigación de Oceanografía (RCO-LIPI), Yakarta 14430, Indonesia. 3Centro de Investigación Acuícola (ZAF), Instituto Alfred Wegener (AWI), 27570 Bremerhaven, Alemania. 4Departamento
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- ABRIL 2021 de Ecología Molecular, Instituto Max Planck de Microbiología Marina (MPI-MM), 28359 Bremen, Alemania. 5División de Biociencias/ Oceanografía Biológica Polar, Instituto Alfred Wegener (AWI), 27570 Bremerhaven, Alemania. 6Hochschule (HS) Bremerhaven, 27568 Bremerhaven, Alemania. 7Estos autores también contribuyeron: Christiane Hassenrück y Astrid Gärdes. correo electrónico: yustian.alfiansah@leibniz-zmt.de
Tabla 2. Análisis de similitud por pares (ANOSIM) y valores de disimilitud de Bray-Curtis comparando la composición de la comunidad bacteriana (BCC) en el intestino de camarones sanos (IB) y el de heces fecales blancas (FSB). Estanque P1 con camarones sanos; Estanques P2, P3 y P4 con camarones enfermos. Triángulo inferior: valores ANOSIM R y valores ajustados de p por Benjamini-Hochberg (entre paréntesis). Los valores escritos en negrita indican comunidades fuertemente separadas. Diagonal: disimilitud promedio de Bray-Curtis dentro del estanque (en cursiva). Triángulo superior: disimilitud media de Bray-Curtis entre estanques (subrayado). Número de muestras por estanque: N = 10.
En la columna de agua, las bacterias se encuentran de forma libre (FL) o asociadas a partículas (PA), o alternando entre estos diferentes estilos de vida28. Como se sabe, los microorganismos patógenos oportunistas favorecen un estilo de vida asociado a partículas, especialmente a agregados más grandes, pudiendo constituir puntos calientes de patógenos29-31, mientras que al mismo tiempo sirven como alimento alternativo para camarones y peces32,33. Durante los eventos de WFD, las heces fecales, que contienen entre otras bacterias patógenas oportunistas, se desintegran en el agua de cultivo y se liberan las bacterias fecales. Luego pueden enriquecer el WB34 dando como resultado una alta carga de posibles bacterias patógenas oportunistas predominantemente en una fracción de partículas. Por tanto, planteamos la hipótesis de que un brote de la enfermedad puede verse facilitado por el consumo de agregados contaminados. Por lo tanto, es necesario un monitoreo separado de las bacterias FL y PA para predecir la transferencia de enfermedades entre camarones en un sistema de cultivo cerrado. Para abordar las necesidades de la investigación y las hipótesis descritas anteriormente, proporcionamos una descripción general completa de la dinámica bacteriana y la calidad del agua en los estanques de camarón durante el transcurso de un evento de WFD, al (i) investigar los parámetros de calidad del agua, (ii) dilucidar el BCC en agua de cultivo (WB), separando bacterias FL y PA, en los intestinos de L. vannamei (IB) sanos y en heces fecales blancas (FSB), (iii) cuantificando el Vibrio patógeno por su número de copias del gen de virulencia, y (iv) analizando los patrones de concurrencia de bacterias en camarones sanos y enfermos. Realizamos la secuenciación del amplicón del gen del
BCC
MI P1
MFS P2
MFS P3
MFS P4
IB P1
0.63
0.92
0.95
0.93
FSB P2
(0.80, 0.002)
0.65
0.75
0.80
FSB P3
(0.87, 0.002)
(0.22, 0.006)
0.70
0.73
FSB P4
(0.75, 0.002)
(0.24, 0.002)
(-0.01, 0.523)
0.75
Figura 3. Valores de disimilitud de Bray-Curtis de WB en las fracciones de vida libre (A) y en las asociadas a partículas (B) en comparación con las bacterias intestinales (IB) o de heces fecales (FSB) para muestras de P1 y P2-P4, respectivamente. bWFD: antes del evento WFD, WFD: durante el evento WFD, aWFD: después del evento WFD. P1: estanque con camarones sanos; P2, P3 y P4: estanques con camarones enfermos.
ARNr 16S y la cuantificación del gen del factor de virulencia mediante qPCR de la proteína reguladora transmembrana (toxR), hemolisina termolábil (tlh) y hemolisina directa termoestable (tdh) de V. parahaemolyticus patogénico. Además, discriminamos características de subpoblaciones bacterianas concurrentes para camarones sanos y enfermos.
Resultados Los eventos de WFD investigados en este estudio ocurrieron en estanques de camarón, cuyos parámetros de agua y WB durante el ciclo completo de cultivo no reportaron eventos de enfermedades en otros lugares35. Los eventos de WFD ocurrieron
35
en estanques con densidades de población moderada (P2) y altas (P3 y P4) a los 52, 63 y 67 días de cultivo, respectivamente, lo que sugiere que la enfermedad puede ocurrir independientemente de la densidad de siembra de camarón. El evento WFD coincidió con un cambio repentino en los parámetros del agua del estanque, un cambio en el WB y estrés en los camarones cultivados, indicado por una disminución del apetito 2-3 días antes del inicio de la enfermedad.
Características biogeoquímicas del agua del estanque. Los estanques con camarones infectados se caracterizaron por un pH más bajo (7.71–7.84), oxígeno disuelto/OD (5.57–
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Tabla 3. Concentración de genes toxR y tlh en camarón (intestinos de camarones sanos y heces fecales de camarones enfermos) y muestras de agua de estanque. Las muestras de agua se separaron en fracciones de vida libre (FL) y asociadas a partículas (PA). N es el número de muestras para intestino y heces fecales y réplicas para muestras de agua; Q muestras cuantificadas; SD desviación estándar; PA fracción asociada a partículas; FL fracción de vida libre; LoQ límite de cuantificación. Las diferentes letras en superíndice después de los valores en las fracciones de PA y FL de las muestras de agua indican que las muestras diferían significativamente de acuerdo con las pruebas post-hoc de TukeyHSD. El número de copias de genes toxR y tlh se testearon por separado.
% Q (Nq/N) Sample
Pond
N
toxR, tlht
Min–Max Q level oxRt
Mean Q ± SDA lh
toxR
NOVA tlht
oxRt
lh
Q Unit (Log copies)
Shrimp IntestineP
11
0
90 (9/10)
1.2–6.90
.9–6.94
.5 ± 1.8
3.9 ± 2.5
Fecal string
P2
10
90 (9/10)
1.5–5.00
.9–5.53
.7 ± 1.0
3.7 ± 1.2
Fecal string
P3
10
100 (10/10)
2.1–6.61
.6–6.63
.7 ± 1.4
3.5 ± 1.5
Fecal string
P4
10
90 (9/10)
1.6–6.42
.1–6.53
.9 ± 1.5
4.3 ± 1.6
P1
30
< LoQ
< LoQ
< LoQ
< LoQ
P2
3
100 (3/3)
13.9–15.9
11.7–13.8
14.9 ± 1.3 a
13.0 ± 1.2 a
P3
3
100 (3/3)3
.4–6.76
.1–7.04
.6 ± 1.9 bc
6.7 ± 0.5 b
.8–6.46
.7 ± 0.2 b
6.0 ± 0.3 b
df: 3, 36 F-value: 0.71 p: 0.55
df: 3, 36 F-value: 0.14 p: 0.93
df: 5, 12 F-value: 49.05 p: < 0.001
df: 5, 12 F-value: 126.08 p: < 0.001
per mL volume of intestine per mL volume of faecal string
Water
PA
FL
P4
3
P1
30
P2
3
P3 P4
3 3
100 (3/3)6
100 (3/3) 100 (3/3)2 100 (3/3)4
5.98 mg mL– 1), mayor turbidez (38.0– 41.7 NTU) y contenían más colonias de Vibrio presuntamente cultivables que no fermentaban sacarosa. (4.000–4.700 UFC mL− 1). Por el contrario, el estanque con camarones sanos (P1) tenía un pH más alto (> 8), OD (> 6 mg mL-1), menor turbidez (< 30 NTU) y menos recuentos de UFC de colonias de Vibrio presuntamente patógenas que no fermentaban la sacarosa (0-400 UFC mL− 1 ; Tabla 1). Teniendo en cuenta el bajo pH durante los eventos de WFD, los propietarios de la camaronera agregaron piedra caliza por la noche después de observar los primeros síntomas de la enfermedad. Este tratamiento se realizó hasta que desaparecieron los síntomas de la enfermedad. Agregaron aproximadamente 0.4 a 1.5 toneladas por estanque (volumen de agua aproximado de 3,500 a 3,700 m3) durante 3 días. Este tratamiento afectó la calidad del agua, particularmente el valor del pH, que aumentó a más de 8, mientras que el número de Vibrio presuntamente patógeno que no fermentaba sacarosa disminuyó de 3 a 6 veces después de los brotes de WFD (Tabla 1). Los parámetros ambientales en P1 en el día 60 y en P2, P3 y P4 en los brotes de WFD se trazaron en un PCA para caracterizar los estanques (Fig. 1). Los estanques con
.4–6.85 < LoQ
< LoQ
< LoQ
< LoQ
11.7–14.2
14.2–16.1
13.2 ± 1.3 a
14.9 ± 1.0 a
.5–2.65
.0 ± 0.8 bc
2.2 ± 0.6 c
.0–5.43
.8 ± 0.9 c
4.7 ± 0.7 b
.9–4.71 .3–5.94
camarones sanos y enfermos se separaron a lo largo del PC1, representando el 60% de la variación en la data, y se determinó principalmente por la abundancia de Vibrio patógeno presuntamente cultivable, concentraciones de amonio y fosfato, pH, temperatura y turbidez. Las concentraciones de nitrato y silicato reactivo, y la salinidad, se encontraban entre los parámetros del agua que más contribuyeron al PC2. Composición de la comunidad bacteriana (BCC). Se secuenciaron un total de 80 muestras de agua de estanque, intestinos de camarón, heces fecales blancas, cepas presuntamente patógenas de Vibrio y probióticos comerciales, resultando en 3,917,111 secuencias de alta calidad que van desde 7,892 a 200,098, con una media de 48,963 secuencias por muestra. Después de fusionar los perfiles de la unidad taxonómica operativa (OTU) de las réplicas técnicas que se recopilaron para las fracciones FL y PA en P2, P3 y P4 en los eventos de WFD, la secuenciación de data para los análisis de la comunidad bacteriana consistió en 70 muestras con un promedio de 58,336 secuencias por muestra. El análisis Clúster y el escalamiento multidimensional no métrico (NMDS) de estas muestras, mostró
36
per L of pond water
comunidades bacterianas muy heterogéneas que se agruparon en siete clústeres con un umbral de disimilitud de Bray-Curtis de 0.95. Dentro del clúster, las disimilitudes promedio de Bray-Curtis variaron de 0.51 a 0.72. El WB en las fracciones FL y PA en eventos no relacionados con la enfermedad se congregaron en dos grupos, distintos del WB en eventos relacionados con la enfermedad. Las secuencias generadas a partir de las cepas bacterianas cultivadas en el agar TCBS de P1 se afiliaron exclusivamente al género Vibrio. Se agruparon junto con IB de P1, que también fueron dominados por Vibrio (Información complementaria Fig. 1). A pesar de la alta heterogeneidad general, las comunidades bacterianas en el agua del estanque (WB) en P1 mostraron una composición similar de taxones bacterianos dominantes en todo el tiempo de muestreo de la investigación. Basado en la secuenciación del ARNr 16S, el WB en P1 estaba compuesto predominantemente por los taxones bacterianos Salegentibacter (Bacteroidia), Exiguobacterium (Bacilli) y Halomonas y Psychrobacter (Gammaproteobacteria). Estos taxones también se encontraron en el WB del FL y las fracciones de PA de P2, P3 y P4 antes y después del evento de la enfermedad (Fig. 2A). Durante el
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- ABRIL 2021 evento de la enfermedad, el WB de P2, P3 y P4 se alteró con Mesoflavibacter (Bacteroidia), Arcobacter (Campylobacteria) y Alteromonas, Marinomonas, Photobacterium, Pseudoalteromonas y Vibrio (Gammaproteobacteria) dominando BCC (Fig. 2A). Esos géneros mostraron solo proporciones bajas en el WB de P1 en todos los puntos de muestreo y en ambas fracciones, con la excepción de Vibrio. Los miembros dominantes de las bacterias intestinales (IB) fueron Gammaproteobacteria de los géneros Acinetobacter, Pseudomonas y Vibrio, mientras que las muestras de bacterias de heces fecales (FSB) estuvieron dominadas por Arcobacter (Campylobacteria) y Gammaproteobacteria de los géneros Alteromonas, Marinomonas, Photobacterium, Pseudoalteromonas y Vibrio (Fig. 2B). Curiosamente, no se encontraron secuencias afiliadas a Acinetobacter ni a Pseudomonas en FSB. Por el contrario, Alteromonas, Marinomonas, Photobacterium y Pseudoalteromonas estaban ausentes en los intestinos sanos de los camarones. Esta clara distinción entre IB y FSB fue respaldada por la prueba de similitudes ANOSIM, que mostró que IB difería del FSB de P2, P3 y P4, mientras que FSB entre los estanques con camarones infectados, fue más similar (Tabla 2). Especialmente, en las muestras de heces fecales (FS) de P2, Alteromonas constituía más del 50% de todas las secuencias en siete de cada diez muestras, mientras que en las tres muestras restantes, Alteromonas todavía constituía hasta el 40%. El WB de las fracciones FL y PA de los estanques con camarones infectados en eventos no relacionados con la enfermedad fue muy diferente al FSB. Sin embargo, durante los eventos de enfermedad, FSB y WB compartieron composiciones similares de comunidad bacteriana, como lo indica la disminución constante de los valores de disimilitud de Bray-Curtis en todos los estanques enfermos (Fig. 3; Tabla complementaria 1). Por el contrario, en el estanque con camarones sanos, el IB y WB fueron muy diferentes en todos los momentos de muestreo (Fig. 3). Detección y cuantificación de genes de virulencia. Nuestros pares de primers detectaron genes toxR, tlh y tdh del control positivo V. parahaemolyticus DSM 10,143
Figura 4. Concurrencia de la red bacteriana generada por SPIEC-EASI. El tamaño del nodo corresponde a la proporción de la secuencia promedio de unidades taxonómicas operativas en muestras intestinales y fecales. La red de módulos detectados por el clúster de Louvain se muestra en diferentes colores, agrupados por las muestras en las que se produjeron predominantemente: sanos, enfermos, ambos (general). La red de módulos identificados como característicos para camarones sanos y enfermos mediante modelos forestales aleatorios se indican mediante (-) y (+), respectivamente. El ancho del borde corresponde a la fuerza de la asociación entre las OTUs.
con un límite de cuantificación de 26 células mL-1 (Tablas complementarias 2 y 3). Identificamos a estos tres genes en muestras de WB, IB y FSB, pero solo se pudieron detectar y cuantificar dos genes de virulencia (toxR y tlh) (Tabla 3). Las concentraciones (número de copias) del gen toxR y tlh en los intestinos y el FS no difirieron entre sí (Tabla 3). Variaron en un rango de 3.7 a 4.5 y de 3.5 a 4.3 log copias de genes, que eran igual a 4,926 a 33,665 y de 3,140 a 19,907 copias de genes por mL de volumen de heces fecales o intestino para toxR y tlh, respectivamente. La concentración de genes toxR y tlh en el agua del estanque difirió significativamente entre las fracciones FL y PA (toxR: MANOVA, Pillai2,6 = 0.623, p = 0.05; tlh: MANOVA, Pillai2,6 = 0.854, p < 0.05). La fracción PA y FL del agua P2 contenía un mayor número de copias del gen toxR (14.9 ± 1.3 y 13.2 ± 1.3 log copias L-1, respectivamente), que diferían de las fracciones respectivas de los
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otros dos estanques con camarón enfermo (Tabla 3). Por el contrario, no se detectaron genes virulentos en el agua P1 en todos los momentos de muestreo, así como en el agua de los estanques restantes (P2, P3 y P4) en los momentos de muestreo sin enfermedad. Redes de concurrencia bacteriana. Después de filtrar las OTUs, y con una baja cobertura de muestra, se conservaron 269 OTUs de las muestras de IB y FSB para el análisis de redes de concurrencia utilizando una estimación de covarianza inversa dispersa para la inferencia ecológica (SPIEC-EASI). El clúster Louvain pudo generar 15 módulos de concurrencia bacteriana (Fig. 4 y Tabla complementaria 4). Los módulos de red con proporciones de secuencia más altas de miembros OTU en muestras de comunidades bacterianas de camarón y AP, se visualizaron en un mapa de calor (heatmap) (Fig. 5). Entre los 15 módulos, dos módulos (M2 y M14*) representaron OTUs concurrentes exclusivos de muestras IB de camarones sanos.
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Consistían en Acinetobacter, Pseudomonas y dos OTUs Vibrio. Curiosamente, estas OTU de Acinetobacter, Pseudomonas y Vibrio estaban ausentes en todos los WB, incluidos los de P1. Las OTUs representadas en los módulos 1, 5 y 6 ocurrieron tanto en camarones sanos como enfermos, y estaban afiliadas exclusivamente con Vibrio (M1, M6) y Photobacterium (M5). Diez módulos (M3, M4, M7, M8, M9, M10, M11, M12 y M15) compuestos por OTUs que se encuentran predominantemente en camarones infectados. El módulo 3 constaba exclusivamente de OTUs de Alteromonas, mientras que los módulos restantes constaban de más de tres géneros. En particular, las OTU de Vibrio aparecieron en muestras de camarón sano y enfermo, y contribuyeron a los módulos de la red general (M1, M6), así como a los característicos de camarones sanos (M14) o enfermos (M12), aunque asociados con otros taxones diferentes. Por ejemplo, en M12 Vibrio coexistió con Arcobacter y Pseudoalteromonas, mientras que en M14 Vibrio de las OTUs se asociaron con Acinetobacter. Los modelos de bosque aleatorios por pares se utilizaron para seleccionar el módulo de la red más adecuado para distinguir las muestras de camarones enfermos de los sanos, en función de la disminución media de Gini y la precisión (Tabla 5 complementaria). Los bosques aleatorios confirmaron M2 y M14 como los más característicos para muestras de camarones sanos, y M3, M4, M12 para muestras de camarones enfermos.
Discusión Para comprender mejor la WFD en el cultivo de Penaeus vannamei, medimos la calidad del agua y analizamos la dinámica de las comunidades bacterianas. Con base en la estimación visual del número de heces fecales blancas (FS) en los estanques, discriminamos el evento WFD en dos fases: inicio de la enfermedad (síntomas tempranos), representado por P3 y P4 con números más bajos de FS blanco, y brote temprano (P2), con mayores números de FS blanco. Debido a que las comunidades bacterianas de heces frescas del camarón, y las del intestino completo de P. vannamei sanos han demostrado ser comparables17,34, solo disecamos los intestinos de camarones
Figura 5. Proporción de secuencia de los miembros de la red de módulos más dominantes y diferenciadores entre camarones sanos (-) y enfermos (+), así como su contribución a la fracción asociada a partículas de los respectivos estanques y tiempos de muestreo. Su identificación taxonómica se proporciona a nivel de género. No se utilizaron muestras de agua para la construcción de la red.
sanos y los analizamos junto con las heces fecales frescas recolectadas de camarones enfermos. Además, si los camarones ya habían defecado, era difícil distinguir los camarones sanos de los infectados, ya que el intestino del camarón ya estaba vacío. La calidad del agua tiene un gran impacto en el estado de salud y crecimiento del camarón21 así como en el BCC en el agua de estanques de camarón36. El input (entrada regular) de alimento, causa efectos negativos no deseados en la calidad del agua, que eventualmente limita el crecimiento del camarón.
carbono disuelto, afectarán la concentración de iones de hidrógeno en el agua del estanque, provocando una disminución del pH y alcalinidad38 como se observó en los estanques con camarones enfermos. Por el contrario, una intervención externa mediante la adición regular de piedra caliza, que puede ser rica en carbonato de calcio y silicato reactivo, puede amortiguar el pH y el nivel de alcalinidad38, que fue el caso del estanque con camarones sanos. Un rango de salinidad de 32.7 a 34.6 psu en el agua del estanque favoreció el predominio de bacterias heterótrofas marinas.
Los pellets no consumidos, que no son incorporados por los camarones, junto con los desechos de materia orgánica (es decir, las heces), estimulan el crecimiento de fitoplancton y bacterias, lo que da como resultado la inestabilidad del bacterioplancton37. La actividad metabólica elevada debido a una floración de bacterioplancton heterótrofo ejerce una mayor demanda de oxígeno e influye en otros parámetros físicos como la cantidad de partículas en suspensión y la turbidez38, así como las concentraciones de nutrientes inorgánicos39. Las actividades microbianas, incluida la degradación de la materia orgánica, la respiración y el proceso de nitrificación, y la acumulación de dióxido de
En eventos no relacionados con enfermedades, Exiguobacterium, Halomonas, Psychrobacter, Salegentibacter y Sulfitobacter dominaron las comunidades bacterianas en el agua del estanque (WB), probablemente desempeñando un papel en la nitrificación40-42, la degradación de la materia orgánica y la oxidación del sulfito43. También pueden inhibir el crecimiento de bacterias patógenas potenciales en el agua del estanque, por ejemplo Pseudoalteromonas y Vibrio, como se reportó en estudios anteriores16,35,44. Además, las bacterias intestinales (IB) de los camarones sanos estuvieron dominadas por Acinetobacter, Pseudomonas y Vibrio que corresponden a las reportadas por estudios
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PATOLOGÍA
- ABRIL 2021 previos15,33,34. Curiosamente, los genes toxR y tlh pertenecientes a V. parahaemolyticus se detectaron en concentraciones similares en los intestinos de camarones sanos y enfermos. Además, predecimos que Acinetobacter, Pseudomonas y otros Vibrio pueden inhibir la patogenicidad de V. parahaemolyticus. Se sabe que estos taxones bacterianos aparentemente beneficiosos impulsan procesos de nitrificación, acumulan poli-ßhidroxibutirato (PHB) que puede estimular el crecimiento de bacterias beneficiosas y actúan como bacterias antagonistas contra patógenos13,26,32,45-48. Por ejemplo, pueden inactivar la acil-homoserina lactonas (AHL), un tipo de molécula sensible que regula la virulencia de las bacterias patógenas48. Además, las IB diferían considerablemente del WB en eventos no relacionados con la enfermedad. Dado que Acinetobacter y Pseudomonas son intolerantes a una alta salinidad46,47, proponemos que no pueden persistir en el agua salina del estanque. Por lo tanto, no enriquecieron al WB, lo que resultó en las altas diferencias observadas en la comunidad. Nuestro estudio indica que una alteración de pulso49, como una disminución repentina del pH (por debajo de 8) y del oxígeno disuelto (por debajo de 6 mg L-1), y un aumento de nutrientes inorgánicos como se observó en P2-P4, pueden afectar a los camarones y las comunidades bacterianas en aguas de estanques de camarón (WB). La alteración de pulso provocó estrés en los camarones, que a su vez puede haber inducido cambios en las comunidades bacterianas intestinales, resultando en bacterias patógenas oportunistas, como Alteromonas, Marinomonas, Photobacterium, Pseudoalteromonas y Vibrio, convirtiéndose en dominantes en las comunidades bacterianas en heces fecales blancas (FSB). En esta etapa, deducimos que se había producido disbiosis en las IB, lo que también se reportó en estudios previos relacionados con WFD22,50. Observamos un cambio gradual de FSB dominado por bacterias presumiblemente beneficiosas a FSB dominado por patógenos potenciales, lo que coincidió con la progresión de la enfermedad desde los estanques con síntomas tempranos, hasta el estanque en el brote temprano. Esto sugiere que los
cambios en las comunidades bacterianas intestinales pueden estar estrechamente asociados con la gravedad de la enfermedad del camarón. Esta hipótesis está respaldada por estudios previos17, que informan que los cambios en las bacterias intestinales del camarón ocurrieron en paralelo con cambios en la gravedad de la enfermedad, lo que refleja la transición de un estado saludable a un estado enfermo. Entre los taxones patógenos potenciales que dominaron las comunidades FSB en nuestro estudio, Photobacterium, Pseudoalteromonas y Vibrio correspondieron a los previamente observados como asociados con los eventos de WFD22. Sin embargo, algunos géneros como Aeromonas, Candidatus Bacilloplasma, Phascolarctobacterium y Staphylococcus, que se reportaron presentes en un estudio anterior20,22, estuvieron ausentes en nuestras muestras durante el evento WFD. Sin embargo, es importante considerar que la ubicación geográfica, el manejo de las camaroneras, y los diferentes enfoques metodológicos pueden influir en la detección de taxones bacterianos. Los cambios de WB ocurrieron en las fracciones FL y PA durante los eventos de la enfermedad, que coincidieron con la disminución del pH. Proponemos que un pH más bajo altera las tasas de crecimiento de las bacterias heterótrofas, como también se reportó anteriormente51, lo que resulta en un predominio de bacterias oportunistas y potencialmente patógenas como Alteromonas, Pseudoalteromonas y Vibrio en WB. Dado que las heces del camarón se desintegran fácilmente en el agua del estanque (hasta un 27% en 12h)34, y podrían desintegrarse más rápido debido al movimiento del agua y la aireación mecánica, sugerimos que FSB enriqueció WB, contribuyendo así al dominio de Alteromonas en FL y PA, como se observa en el WB de P2. La desintegración de las heces facilitará la dispersión bacteriana, así como el enriquecimiento de proteínas y nutrientes inorgánicos de las heces34. El enriquecimiento del WB por bacterias patógenas oportunistas pareció correlacionarse además con la gravedad de la enfermedad y el número de
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camarones infectados. Esto se refleja en las concentraciones significativamente más altas de genes toxR y tlh en las muestras de agua de los estanques de la fase temprana del brote, en comparación con los estanques de la fase de síntomas tempranos. Además, si se libera una mayor cantidad de bacterias patógenas en el agua del estanque y se incorporan al material particulado, se acelerará la propagación de la enfermedad entre los camarones, ya que los camarones sanos pueden consumir partículas cargadas de patógenos e intoxicarse. Por lo tanto, en este escenario, los FSB no solo contribuyen a la abundancia bacteriana, la estructura y la función del WB, sino que también refuerzan una retroalimentación perjudicial sobre la salud del camarón. La infección del tejido del camarón es causada por la producción de hemolisinas por bacterias patógenas (por ejemplo, V. parahaemolyticus), tras la activación de sus genes de factor de virulencia52–54. Sin embargo, su capacidad para provocar enfermedades depende de factores abióticos (por ejemplo, pH, salinidad y temperatura) y bióticos (concurrencia de bacterias) que sustentan su brote55,56. Exploramos tales interacciones bióticas utilizando redes de concurrencia bacteriana. Los ensamblajes de las OTUs de camarones sanos concurrentes podrían distinguirse claramente de los de camarones enfermos. Proponemos que Acinetobacter y Pseudomonas que componen el módulo de red 2, así como Acinetobacter y dos OTUs de Vibrio que componen el módulo de red 14, son parte de la comunidad bacteriana nativa benéfica de camarones sanos. La detección de OTUs de Vibrio en camarones sanos e infectados y en módulos de concurrencia inversamente correlacionados, sugiere la presencia de diferentes cepas de Vibrio con interacciones contrastantes. Si bien algunas OTUs de Vibrio pueden representar patógenos oportunistas, otras pueden incluso ser beneficiosas en proporciones bajas57,58. Alternativamente, la concurrencia con otras bacterias como Acinetobacter puede prevenir la activación de genes factor de virulencia, a pesar de la presencia de Vibrio potencialmente patógeno en los intestinos de camarones sanos. Por el contrario, el cambio en los patrones de concurrencia asociados con Vibrio en
PATOLOGÍA camarones enfermos que se presume son beneficiosos para otros taxones oportunistas y potencialmente patógenos (red 12), puede contribuir al brote de la enfermedad. Teniendo en cuenta las diferencias de las comunidades de IB de camarones sanos y WB en un evento sin enfermedad con respecto a las muestras de WFD, así como los patrones de concurrencia en muestras de camarones sanos y enfermos, destacamos que la disbiosis en IB y el cambio de bacterias halófilas dominadas hacia bacterias patógenas dominadas en el agua de estanques, contribuyen a la etiología del brote de WFD estudiado. Hacemos hincapié en que el reajuste inmediato de los parámetros de la calidad del agua, específicamente el ajuste del pH por encima de 8, permitirá que WB vuelva a su composición previa a la perturbación y termine el brote, seguido de la recuperación de la WFD, como lo indica la ausencia de síntomas y genes de virulencia detectables en WB, y sin mortalidad de camarón. Esto implica una resiliencia de las comunidades bacterianas en el agua de los estanques después de breves perturbaciones, como también se puede observar en otros ambientes49,59,60. Sin embargo, señalamos que la exposición prolongada al deterioro del agua y proporciones elevadas de patógenos, puede aumentar la gravedad de la enfermedad y conducir a una mortalidad masiva de camarones cultivados como se observó anteriormente5,61. Nuestros hallazgos sobre la aplicación de probióticos comerciales para curar la WFD en camarón, revelaron que las bacterias probióticas como Lactobacillus estaban ausentes en WB, IB y FSB, lo que sugiere que tal aplicación no fue efectiva. Lactobacillus ya no fue detectable después de que se diluyó en el agua del estanque. En lugar de esparcir los probióticos en el agua del estanque, proponemos agregarlos a los pellets que serán consumidos por los camarones. Con este método, la colonización de bacterias probióticas en el intestino del camarón puede ocurrir de manera más efectiva. En conclusión, los factores ambientales estresantes, específicamente una disminución en el pH y el oxígeno disuelto,
- ABRIL 2021 indujeron un cambio sustancial de la comunidad en WB y afectaron la fisiología del camarón, lo que a su vez resultó en cambios en la comunidad bacteriana intestinal y posteriormente en la aparición de WFD. Además, reportamos varios taxones de bacterias oportunistas como Arcobacter, Alteromonas, Marinomonas, Photobacterium y Pseudoalteromonas, que pueden contribuir o incluso causar WFD. Para evitar la pérdida de camarón, el manejo del cultivo de camarón debe enfocarse en mantener los sedimentos/lodos y la calidad del agua (es decir, pH, oxígeno disuelto, turbidez, nutrientes inorgánicos y SPM), así como para promover una composición estable de la comunidad bacteriana intestinal, donde las bacterias beneficiosas, incluso en niveles de proporciones bajos, son capaces de inhibir la patogenicidad de Vibrio.
Materiales y métodos Sitios de recolección de muestras y muestreo Se recolectaron muestras de agua entre las 9 y las 11 am de un estanque con camarones sanos (P1, que sirvió como control) y 3 estanques de camarones (P2, P3 y P4) que experimentaron un evento de WFD entre 50 y 70 días de cultivo en octubre - noviembre de 2016. Todos los estanques fueron revestidos con plástico de polietileno de alta densidad (HDPE) y clorados 2 semanas antes de la siembra. La densidad de población inicial fue 40 (P2) y 90 postlarvas m − 3 (P1, P3 y P4), con el mismo origen de larvas de camarón (PL15, libre de patógenos específicos, Central Pertiwi Bahari Firm, Rembang, Java Central, Indonesia). Los estanques estaban ubicados en Rembang Regency, Java Central, Indonesia (6°37′41.13″S 111°30′1″E y 6°42′11.66″S 111°21′54″E). El muestreo de agua, así como las mediciones de parámetros ambientales, se describieron en un estudio anterior35. La data ambiental se publicó en PANGEA (https://doi.pangaea. de/10.1594/PANGAEA.908247 ). Para el análisis de la comunidad bacteriana, se recolectaron diez heces fecales blancas frescas de las bandejas de alimentación de cada estanque con camarones infectados. Se recolectaron diez camarones sanos de P1 usando la bandeja de alimentación y se almacenaron con hielo inmediatamente en un contenedor frío. Luego fueron disecados
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en el laboratorio para recuperar el contenido de sus intestinos con herramientas de disección estériles. Antes de la disección, los camarones se limpiaron con etanol al 70% para esterilizar su cuerpo y evitar la contaminación del exoesqueleto. Todas las muestras se colocaron inmediatamente en tubos Eppendorf, se congelaron y almacenaron a -20°C hasta la extracción del ADN. Recuento e identificación de cepas bacterianas presuntamente patógenas cultivadas en el agua del estanque Para obtener bacterias presuntamente patógenas cultivables (Vibrio) de todos los estanques, se sembraron 100 µL de muestra de agua sin diluir a 10-4 diluida en medio selectivo de sacarosa de sales biliares de citrato de tiosulfato (TCBS) (Roth, Karlsruhe, Alemania), seguido de incubación a 35 °C durante 24 h. Se contaron las colonias que crecieron en el medio TCBS para determinar el número de Vibrio presuntamente patógeno cultivable. Las cepas que crecieron en placas de TCBS de P1 al 60avo día de muestreo se combinaron mediante frotis y se recogieron en tubos Eppendorf que contenían 100 µl de agua de mar estéril y se almacenaron a -20 °C hasta la extracción de ADN y el análisis taxonómico basado en secuenciación. En total, las colonias de 6 placas TCBS se agruparon en 1 tubo Eppendorf por placa. Análisis molecular de comunidades bacterianas Se filtraron 500 mL de muestras de agua para recolectar células bacterianas. Para distinguir entre las comunidades bacterianas de vida libre (FL) y las asociadas a partículas (PA), se realizó una filtración en serie a través de filtros de policarbonato de 3.0 µm y 0.2 µm (ø 47mm, Whatman, Dassel, Alemania) para el PA y fracciones bacterianas de FL, respectivamente. El ADN genómico de las muestras de agua se extrajo según Nercessian et al.62, mientras que las células bacterianas de los intestinos, las heces fecales blancas y los aislados, se extrajeron mediante métodos de fenolcloroformo63. Los sedimentos de ADN se disolvieron en 40 µl de tampón TE (10 mM TrisHCl, 1 mM EDTA, pH 8.5). Las concentraciones de ADN se midieron fotométricamente y se verificó su pureza (relación de absorción de
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- ABRIL 2021 luz a 260 a 280 nm) usando un lector de placas nanoquant (Infinite M200 Pro, Tecan, Alemania). La filtración, la extracción de ADN y las mediciones de la concentración de ADN genómico se realizaron por triplicado. La amplificación del gen de ARNr 16S se realizó a partir de extractos de ADN genómico. Las secuencias de ADN de la región hipervariable V3-V4 del gen de ARNr 16S se obtuvieron a partir de la secuenciación de amplicones con el conjunto de primers SD-Bact-0314bS-17 (5′-CCTACGGGNGGCWGCAG-3′) / S D - B a c t - 0 7 8 5 - a A - 2 1 (5′-GACTACHVGGGTATCTAAKCC-3’)64. La secuenciación en LGC Genomics (Berlín, Alemania) se realizó en un Illumina MiSeq utilizando V3 Chemistry (Illumina) en una serie de 2 × 300 bp de extremos emparejados. La demultiplexación, es decir, la agrupación de secuencias por muestra, y la eliminación de las secuencias del primer de las lecturas de extremos emparejados sin procesar, se realizaron mediante LGC genomics (Berlín, Alemania). Las secuencias de ADN genómico de muestras de agua antes y después del período de enfermedad en P2, P3 y P4, así como P1 en los días de cultivo 50, 60 y 70 se recuperaron de un estudio anterior (PRJEB26390)35. Las secuencias se recortaron cuidadosamente con una ventana deslizante de cuatro bases a una calidad media mínima de 15 con trimmomatic v.03365. Las secuencias recortadas se fusionaron utilizando PEAR v0.9.866. Luego, la Descomposición de Entropía Mínima (MED) se utilizó para agrupar las secuencias en OTUs67,68. La MED aplica el principio de oligotipificación67, que utiliza la entropía de Shannon para dividir de forma repetida los amplicones con una resolución de un solo nucleótido, proporcionando así descripciones más precisas de taxones muy relacionados, pero distintos69. Durante la MED, usamos un umbral de entropía de 0.0965 y una abundancia sustantiva mínima (-M) de 50 para evitar la poca generación de abundancia de OTUs, descomponiendo el conjunto de data en una posición de nucleótido a la vez (-d 1). Para cada OTU (nodo oligotipado), se clasificó taxonómicamente una secuencia representativa con SINA (SILVA Incremental
Aligner) v1.2.11 utilizando la base de datos de referencia del proyecto SILVA ARNr (SILVA versión 132) con una similitud y calidad de alineación mínima de 0.9 y un último consenso de ancestro común de 0.770. Se eliminaron los linajes no deseados (como arqueas, cloroplastos y mitocondrias). Con el fin de obtener resultados comparables a la data generada previamente35 para el análisis de WB, los perfiles OTU de muestras secuenciadas independientemente por triplicado de las fracciones FL y PA de P2, P3 y P4 en el evento WFD, se fusionaron tomando la suma de recuentos de secuencias por OTU. Detección y cuantificación de genes de virulencia Tres genes de factor de virulencia pertenecientes a Vibrio que son regulador transcripcional (toxR), hemolisina termolábil (tlh) y hemolisina directa termoestable (tdh), se examinaron en una máquina de PCR cuantitativa (CFX Connect Real-time System Bio-Rad, München, Alemania) utilizando el conjunto de primers descritos anteriormente35. Las condiciones del qPCR fueron las siguientes: una mezcla de reacción compuesta por 10 µL de 2X SensiFast SYBR No-ROX (Bioline, Luckenwalde, Alemania), 1 µL de 25 mM MgCl2 (Roboklon EURx, Berlín, Alemania), 0.2 µL de 0.5 mM primer hacia delante y reverso (primer forward y reverse, en inglés) (Biomers, Ulm, Alemania), 8.8 µL de agua destilada estéril y 2 µl de plantilla de ADN (concentración 0.5–10 ng µL− 1). La amplificación qPCR de 3 pasos se realizó de la siguiente manera: pre-desnaturalización a 95 °C durante 3 min, seguido de 40 ciclos de elongación que consisten en desnaturalización a 95 °C durante 10 s, recocido a 60 °C durante 15 s, y extensión a 72 °C durante 20 s, y se añadió un paso de disociación después del alargamiento final para mejorar la especificidad de amplificación. Se utilizó V. parahaemolyticus DSM 11058 (DSMZ, Braunschweig, Alemania) como control positivo para los genes toxR, tlh y tdh, mientras que V. vulnificus DSM 10143 (DSMZ, Braunschweig, Alemania) sirvió como control negativo. Se utilizó una dilución en serie del control positivo (concentración conocida) para estimar el número de copias genéticas a partir de muestras ambientales (Tabla de información complementaria 3).
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Los números de copias de genes para toxR y tlh se determinaron con la ecuación y = 3.554x + 44.891 con R2: 0.994 y, y = - 3.300x + 42.982 con R2: 0.996, respectivamente. Análisis de la data Se realizó un análisis de componentes principales (PCA) para examinar la relación entre los parámetros ambientales y para caracterizar los estanques durante los brotes de WFD. Las muestras de secuencia de ADN se clasificaron en WB (12 muestras de PA y 11 muestras de FL), bacterias de camarón, es decir, IB y FSB (10 y 30 muestras, respectivamente), cepas cultivables de Vibrio del estanque con camarones sanos (6 muestras) y bacterias probióticas (1 muestra). Los patrones de BCC en todas las muestras se visualizaron mediante un escalado multidimensional no métrico (NMDS) basado en las disimilitudes de BrayCurtis, mientras se realizaron pruebas de comparación por pares ANOSIM aplicando la corrección del valor-p de Benjamini-Hochberg para detectar la separación de comunidades bacterianas entre estanques para muestras de IB y FSB. Los cambios en las disimilitudes de BrayCurtis entre FSB y WB de cada estanque enfermo antes, durante y después del evento de la enfermedad, se compararon mediante pruebas de suma de rangos de KruskalWallis, seguidas de pruebas de pares de Wilcoxon con corrección del valor-p de Benjamini-Hochberg. Se realizaron pruebas de suma de rangos de Kruskal-Wallis porque los valores de disimilitud de Bray-Curtis no estaban distribuidos normalmente. Las diferencias en las concentraciones de genes toxR y tlh entre estanques se probaron usando ANOVA para camarones y MANOVA para muestras de agua para explicar la dependencia de las observaciones de las fracciones de FL y PA. Se realizaron ANOVA individuales por fracción una vez que el MANOVA indicó una diferencia en el número de copias de genes entre las fracciones FL y PA, seguido de múltiples comparaciones por pares (pruebas post-hoc de TukeyHSD) para evaluar la diferencia entre estanques. Se analizaron las OTUs del intestino y heces fecales blancas (FS) para identificar subpoblaciones (módulos) de bacterias
PATOLOGÍA concurrentes utilizando SPIEC-EASI (estimación de covarianza inversa dispersa para inferencia de asociación ecológica) versión 1.0.271. El método estadístico SPIEC-EASI comprende dos pasos, primero una transformación para la corrección de composición de la matriz OTU, y el segundo una estimación del gráfico de interacción a partir de la data transformada usando una selección de covarianza inversa dispersa71. El prefiltrado de las OTU se realizó antes del SPIEC-EASI para excluir las OTU raras y de baja cobertura de muestra, reteniendo solo las OTU que presentes en al menos cinco muestras con una proporción de al menos 0.1%. Los coeficientes de regresión de los resultados de SPIEC-EASI se extrajeron y se utilizaron como pesos de borde para generar una red de concurrencia bacteriana utilizando igraph72. Los pesos de borde negativos, que indicaron tendencias inversas entre las OTUs se
- ABRIL 2021 excluyeron del clúster de Louvain, lo que luego se realizó para extraer módulos de red. Los módulos característicos del IB del estanque sano y el FSB de cada uno de los estanques enfermos se identificaron utilizando modelos de bosque aleatorio mediante módulos eigengenes. Los módulos eigengenes y modelo de bosques aleatorios se calcularon utilizando los paquetes R WGCNA73 y randomForest74, respectivamente. Las proporciones de secuencia de los miembros de los módulos relacionados con camarón sano o los eventos de WFD (basados en la mayor media de disminución de Gini y precisión) se visualizaron en un mapa de calor. Todos los análisis estadísticos, así como las visualizaciones de figuras, se realizaron en R (R versión 3.4.2, R Core Team, 2017, usando R Studio v.0.98.1056) con los paquetes vegan75, nlme76, gplots77 y los paquetes mencionados anteriormente.
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Disponibilidad de data Las secuencias de ADN generadas en este estudio se depositaron en ENA con el número de acceso PRJEB37200 (https: // www. ebi.ac.uk/ena/data/view/PRJEB37200 ), mientras que los parámetros biogeoquímicos y los scripts R para análisis estadísticos se enviaron a PANGEA (https://doi.pangaea. de/10.1594/PANGAEA.908247 ) utilizando el servicio de data de la Federación Alemana de Datos Biológicos/GFBio78 en conformidad con la información mínima sobre cualquier (X) Sequence (MIxS) estándar79.
Para más información sobre este artículo escriba a: yustian.alfiansah@leibniz‑zmt.de
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021
Requerimiento proteico en dietas para tres etapas de crecimiento del camarón blanco del Pacífico Litopenaeus vannamei Autores: Chorong Lee Kyeong-Jun Lee Artículo publicado por Fisheries and Aquatic Sciences
E
l camarón blanco del Pacífico, Litopenaeus vannamei (Boone, 1931), una de las especies de camarón de cultivo más importantes de la última década, ocupa una posición vital en la industria acuícola. Sin embargo, datos nutricionales básicos como el requerimiento de proteínas, la relación P/E, las vitaminas y minerales en las dietas para camarón no se han determinado completamente. El estudio nutricional en camarón generalmente se complica por las dificultades asociadas con la elaboración de una dieta experimental estable en el agua. Los crustáceos, incluyendo el camarón, desmenuzan las partículas de sus alimentos previo a la ingestión, lo que conduce a una rápida lixiviación y, por lo tanto, dificulta mucho la medición del consumo de alimento Wilson 2002. Se supone que el camarón cultivado obtiene aminoácidos esenciales a través de los alimentos porque no puede sintetizar todos los aminoácidos (National Research Council 2011). Se requiere un nivel mínimo de proteína en la dieta para suministrar los aminoácidos adecuados para el mantenimiento normal del metabolismo y la fisiología en animales acuáticos. Generalmente, los bajos niveles de proteína en la dieta conducen a una rápida reducción del crecimiento y pérdida de peso porque los animales extraen la proteína necesaria de sus tejidos para mantener funciones fisiológicas vitales. Por otro lado, los altos niveles de proteína en la dieta pueden conducir a un incremento en los costos del balanceado y en la excreción de nitrógeno en el agua porque los animales solo usan porciones de proteína para la construcción de su cuerpo y la porción restante se convierte en energía, lo que puede obtenerse fácilmente de carbohidratos o lípidos a bajo costo (Zhou et al. 2007). El contenido proteico de la dieta puede afectar significativamente la calidad del agua a través de la excreción de nitrógeno. En el caso del sistema de cultivo de camarón, la mayor parte de la entrada de nitrógeno a la columna de agua se genera por el alimento y no se convierte en tejido del camarón.
kjlee@jejunu.ac.kr
Se ha reportado que el requerimiento óptimo de proteína en la dieta de L. vannamei es del 20 al 45% dependiendo del tamaño del camarón, las condiciones del agua y las
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NUTRICIÓN
- ABRIL 2021 características dietéticas como la calidad de la proteína, el contenido energético y la palatabilidad (Velasco et al.2000; MartinezCordova et al. 2003; Perez-Velazquez et al. 2007; Venero et al. 2008; Jatobá et al. 2014; Shahkar et al. 2014; Sui et al.2015; Yun et al. 2015; Yun et al. 2016). La mayoría de los estudios previos han utilizado dietas prácticas para el requerimiento de proteína en camarón. Por lo tanto, este estudio se realizó para determinar los requisitos óptimos de proteínas del camarón blanco del Pacífico en tres etapas de crecimiento diferentes, después de la exposición a una dieta semipurificada.
Materiales y métodos Diseño y dietas experimentales La formulación y las composiciones proximales de las dietas experimentales para los ensayos 1, 2 y 3 se muestran en la Tabla 1. Se formularon seis dietas semipurificadas para contener niveles de proteína cruda de 25, 30, 35, 40, 45 y 50%. (designadas como P25, P30, P35, P40, P45 y P50, respectivamente) aumentando la caseína y la gelatina a expensas del almidón. Todos los materiales secos se mezclaron a fondo (NVM-16, Gyeonggido, Corea del Sur) y se pelletizaron con una máquina peletizadora (SP-50; Gumgang Engineering, Daegu, Corea del Sur) después de la adición de aceite de pescado y agua destilada. Los pellets se secaron a 25 °C durante 24 h, se trituraron en tamaños de partículas deseables y se almacenaron a -24 °C hasta su uso. Ensayos de alimentación y camarones Los tres ensayos de alimentación se llevaron a cabo en una instalación de cultivo de camarón en el interior del Instituto de Ciencias Marinas de la Universidad Nacional de Jeju (Jeju, Corea del Sur). Se obtuvieron tres grupos de diferentes tamaños de L. vannamei de la camaronera NeoEnBiz (Dangjin, Corea del Sur) y se aclimataron durante 2 semanas cada uno durante las cuales los camarones fueron alimentados con una dieta comercial adecuada (SAJO DongA One, Seúl, Corea del Sur). En el primer ensayo de alimentación (ensayo 1, camarón de 0.65 g de tamaño), se distribuyeron los camarones al azar en 18 acuarios de acrílico de 92 L de capacidad a una densidad de 18 camarones por
Tabla 1. Formulación dietética y composición proximal de seis dietas experimentales para L. vannamei (% materia seca). Las tres dietas experimentales (ensayo 1, 2 y 3) se elaboraron utilizando la misma fórmula de dieta.
Ingredientes Harina de pescado marrón1 Gelatina2 Caseína3 Harina de soya Harina de hígado de calamar Harina de trigo Almidón Aceite de pescado Premezcla de vitaminas/minerales4 Cloruro de colina Lecitina Composición química (% materia seca) Materia seca Proteína cruda Lípido crudo Ceniza bruta
Dietas experimentales P25 P30 P35 18.0 18.0 18.0 0.50 1.50 2.50 2.00 6.00 10.0 4.00 4.00 4.00 5.00 5.00 5.00 34.5 34.5 34.5 30.0 25.0 20.0 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
P40 18.0 3.50 14.0 4.00 5.00 34.5 15.0 2.00 2.00 1.00 1.00
P45 18.0 4.50 18.0 4.00 5.00 34.5 10.0 2.00 2.00 1.00 1.00
P50 18.0 5.50 22.0 4.00 5.00 34.5 5.00 2.00 2.00 1.00 1.00
89.0 25.9 8.12 5.19
88.9 40.2 8.17 5.28
89.0 45.0 8.27 5.14
88.6 50.1 8.23 5.33
88.8 30.4 8.09 5.13
88.4 35.8 8.18 5.15
Suhyup Feed Co.Ltd., Corea del Sur (proteína cruda: 73.1%, lípidos crudos: 6.60%) Sigma Chemicals, gelatina 3 La caseína se adquirió de USB Co. Ltd., Cleveland, OH, EE. UU. 4 Premezcla de vitaminas/minerales (g kg− 1 de mezcla): 3.0 retinol; 1.0 colecalciferol; 20.0 ácido ascórbico; 20.0 tocoferol; 2.0 menadiona; 4.0 tiamina; 6.0 riboflavina; 5.0 piridoxina; 6.0 cobalamina; 54.0 inositol; 12.0 ácido panténico; 0.2 biotina; 40.0 amida de niacina; 2.0 ácido fólico; 10.0 Ferriccitrato; 1.0 Cu; 30 Zn; 2.0 Mn; 10 Co; 1.0 Yo; 6.0 K; 0.01 Se 1 2
acuario con aireación para mantener suficiente oxígeno disuelto. Se alimentaron manualmente grupos de camarones triplicados con una de las dietas cuatro veces al día a las 08:30, 13:00, 17:30 y 20:00 h durante 36 días. La tasa de alimentación diaria se redujo lentamente del 15 al 6% del peso corporal húmedo durante los 36 días del ensayo de alimentación. En el segundo ensayo de alimentación (ensayo 2, camarón de 4.80 g de tamaño), los camarones se distribuyeron al azar en 18 acuarios de acrílico de 92 L de capacidad a una densidad de 12 camarones por acuario con suficiente aireación. El protocolo de alimentación fue el mismo que en el ensayo 1, pero la tasa de alimentación se redujo ligeramente del 10 al 4% de la biomasa durante 42 días del ensayo de alimentación. En el tercer ensayo de alimentación (ensayo 3, camarón de 10.5 g de tamaño), los camarones se sembraron al azar en 18 acuarios de acrílico de 216 L de capacidad a una densidad de 11 camarones por acuario con suficiente aireación. El protocolo de
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alimentación fue el mismo que en el ensayo 1, pero la tasa de alimentación fue del 5% de la biomasa durante los 48 días del ensayo de alimentación. Se realizaron tres ensayos de alimentación de la misma manera, excepto por la duración, el tamaño del camarón y las tasas de alimentación respectivas. El agua de cultivo se cambió cada 3 días y los acuarios se limpiaron con una esponja para evitar el crecimiento de microflora. La iluminación fluorescente se mantuvo durante un ciclo de 12 h de luz/oscuridad. La temperatura del agua fue de 28 ± 2°C, el pH fue de 7.5 ± 0.2, la salinidad fue de 30 g L-1 y el oxígeno disuelto fue superior a 7.0 mg L-1. El nitrógeno amoniacal total y el nitrito se mantuvieron < 0.1 y 0.005 mg L - 1, respectivamente, durante los tres ensayos de alimentación. El crecimiento del camarón se midió cada 2 semanas. La alimentación se detuvo 18 h antes del pesaje para minimizar el estrés de manipulación en el camarón. Recolección y análisis de muestras
NUTRICIÓN Al final de cada ensayo de alimentación, todos los camarones en cada tanque fueron contados y pesados individualmente para calcular el aumento de peso (WG), el aumento corporal diario (DBI), el factor de conversión alimenticio (FCR), el índice de eficiencia proteica (PER) y supervivencia. Después del pesado, se seleccionaron tres tamaños medianos de camarón de cada tanque (nueve camarones por tratamiento dietético) para el análisis del cuerpo en los ensayos 1 y 3. Se realizó un análisis de humedad y contenido de cenizas del experimento de dietas y las muestras de cuerpo entero mediante los procedimientos estándar (AOAC 2005). La proteína cruda se midió usando una Unidad Analizadora Kjeltec automática 2300 (Foss Tecator, Höganäs, Suecia), y el lípido crudo fue analizado por Folch et al. (1957). Análisis estadístico Todas las dietas fueron asignadas por un diseño completamente al azar. La data se analizó mediante análisis de varianza unidireccional (ANOVA) en SPSS versión 18.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, EE. UU.). Cuando la ANOVA identificó diferencias entre los grupos, la diferencia de medias se comparó con las pruebas de rango múltiple de Duncan. La significación estadística se determinó en P < 0.05. Los resultados del aumento de peso se ajustaron a modelos de línea discontinua para la estimación del nivel óptimo de proteína en la dieta (Fig. 1). La data se presenta como media ± SD. La data porcentual se transformó en arcoseno antes del análisis.
Resultados Los resultados del rendimiento del crecimiento, la utilización del alimento y la supervivencia se muestran en la Tabla 2. La supervivencia promedio fue de 86.9, 85.2 y 86.9% para los ensayos 1, 2 y 3, respectivamente. En el ensayo 1, el rendimiento del crecimiento no se vio afectado por los niveles de proteína en la dieta. Sin embargo, el PER fue significativamente mayor en los camarones alimentados con la dieta P30 en comparación con los alimentados con las dietas P40, P45 y P50. En el ensayo 2, se observó una tasa de crecimiento significativamente mayor en los camarones alimentados con la dieta P35 en comparación con los camarones alimentados con la dieta P25. El FCR fue significativamente menor
- ABRIL 2021 en los camarones alimentados con dietas P35 y P40 que en los camarones expuestos a la dieta P25. Los camarones expuestos a dietas P25, P30 y P35 mostraron un PER significativamente más alto en comparación con aquellos alimentados con dietas P45 y P50. En el ensayo 3, la dieta P25 resultó en una tasa de crecimiento significativamente menor que otras dietas experimentales. El FCR fue significativamente más alto en camarones alimentados con la dieta P25 que en otras dietas experimentales. El PER fue significativamente más alto en los camarones alimentados con la dieta P30 en comparación con los camarones alimentados con las dietas P25, P40, P45 y P50. Como se muestra en la Tabla 3, se observó un contenido de humedad significativamente mayor en el grupo P25 que en otros grupos en el ensayo 1. En el ensayo 3, la humedad fue significativamente mayor en los grupos P25 y P50 que en los grupos P30, P40 y P45. La proteína en cuerpo entero fue significativamente menor en el grupo P25 que en otros grupos. El análisis de línea discontinua de la data de crecimiento indica que los niveles óptimos de proteína cruda serían 34.5, 35.6 y 32.2% en las dietas para camarón pequeño, mediano y grande (juveniles, subadultos y adultos), respectivamente.
Discusión El crecimiento y la utilización de balanceado para animales acuáticos alimentados con dietas purificadas son normalmente menor que los de animales expuestos a dietas prácticas (Kim et al. 1991). No obstante, el uso de dietas purificadas es inevitable para el estudio de requerimientos nutricionales. En este estudio, se utilizaron como principales fuentes de proteínas la harina de pescado como antiadherente y la gelatina y caseína como ingredientes purificados. Las dietas experimentales semipurificadas fueron fácilmente aceptadas por los camarones durante todas las pruebas de alimentación. El crecimiento del camarón fue igual o mejor que el reportado para el tamaño similar L. vannamei expuesto a dietas formuladas en las que no se utilizan ingredientes purificados. Smith et al. (1985) realizaron tres ensayos de alimentación con grupos de
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Fig. 1 Análisis de línea discontinua de la ganancia de peso (g) de L. vannamei a diferentes niveles de proteína en la dieta (%). (a) prueba 1 (camarones de 0,65 g de tamaño), (b) prueba 2 (camarones de 4,80 g de tamaño) y (c) prueba 3 (camarones de 10,5 g de tamaño)
L. vannamei de tamaño similar y encontraron 0.21, 0.15 y 0.10 g de aumento corporal por día para los grupos de tamaño de 4.0, 9.8 y 20.8 g, respectivamente. Rosas et al. (2001) informaron un aumento corporal diario de 0.04 y 0.13 g para grupos de L. vannamei de tamaño de 0.3 y 1.5 g, respectivamente. Xia et al. (2010) también informaron un aumento corporal diario de aproximadamente 0.10 g en L. vannamei de tamaño de 6.2 g. Estos estudios previos (Smith et al. 1985; Rosas et al. 2001; Xia et al. 2010) utilizaron todas las dietas prácticas para las pruebas de alimentación. En este estudio, se observó un mayor crecimiento calculado como un aumento corporal diario de 0.11, 0.17 y 0.15 para grupos de L. vannamei de
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021
Tabla 2 Rendimiento de crecimiento y utilización del alimento en L. vannamei alimentado con las seis dietas experimentales que contienen seis niveles diferentes de proteína cruda (25, 30, 35, 40, 45 y 50% para P25, P30, P35, P40, P45 y P50, respectivamente) Dietas experimentales P25
P30
Trial 1 (initial BW 0.65 g) 1 FBW 4.34 ± 0.66 2 WG 571 ± 103 3 DBI 0.10 ± 0.02 4 FCR 1.77 ± 0.36 ab 5 PER 2.33 ± 0.45 6 Survival 88.9 ± 7.86
P35
P40
P45
4.46 ± 0.38
4.68 ± 0.24
586 ± 58.4
619 ± 36.3
0.11 ± 0.01
0.11 ± 0.01
0.12 ± 0.02
0.12 ± 0.01
1.43 ± 0.35
1.32 ± 0.23
1.49 ± 0.34
1.58 ± 0.19
2.37 ± 0.58
a
85.2 ± 3.21
Trial 2 (initial BW 4.81 g) 1 b FBW 10.8 ± 0.93 2 b WG 125 ± 19.1 3 b DBI 0.14 ± 0.02 4 a FCR 2.29 ± 0.25 5 a PER 1.70 ± 0.19 6 Survival 91.7 ± 8.33
ab ab
141 ± 8.43
ab
0.16 ± 0.01
ab
2.06 ± 0.13
a
1.60 ± 0.10 88.9 ± 12.7
abc
1.58 ± 0.37
a
77.8 ± 6.88
a
0.17 ± 0.02
b
1.64 ± 0.16
a
1.98 ± 0.19
a
13.1 ± 1.18
a
173 ± 23.5
b
0.20 ± 0.03
b
1.71 ± 0.29
a
1.67 ± 0.31
97.0 ± 5.25
0.18 ± 0.02 1.71 ± 0.18 1.47 ± 0.16
0.16 ± 0.01
b
1.88 ± 0.41
153 ± 18.6
70.9 ± 2.95
a
0.19 ± 0.04
12.2 ± 0.92
18.0 ± 0.26
a
85.2 ± 19.4
1.55 ± 0.32
bc
1.42 ± 0.18
1.72 ± 0.14
ab
90.9 ± 0.00
1.49 ± 0.12
579 ± 44.1 0.10 ± 0.01 1.41 ± 0.36 c
1.47 ± 0.33
92.6 ± 32.1 ab ab ab b ab
80.6 ± 4.81 a
19.5 ± 2.02
4.40 ± 0.28
637 ± 86.8
86.1 ± 3.93
83.3 ± 8.33 a
18.7 ± 0.77
4.80 ± 0.53
660 ± 102
85.2 ± 3.21
11.6 ± 0.43
Trial 3 (initial BW 10.5 g) 1 b FBW 15.5 ± 0.47 2 b WG 46.8 ± 4.59 3 b DBI 0.10 ± 0.01 4 a FCR 2.76 ± 0.26 5 c PER 1.38 ± 0.13 6 Survival 87.9 ± 10.5
2.16 ± 0.40
4.92 ± 0.66
P50
83.3 ± 0.00 ab
11.7 ± 0.15 145 ± 3.94
12.0 ± 1.32
ab
0.17 ± 0.00 2.01 ± 0.27 1.12 ± 0.16
148 ± 27.4
ab
0.17 ± 0.03
ab
1.83 ± 0.33
b
1.12 ± 0.18
80.6 ± 9.62 a
18.2 ± 0.73
a
72.8 ± 6.62
a
0.16 ± 0.01
b
1.69 ± 0.22
bc
81.8 ± 15.7
1.33 ± 0.17
bc
ab ab ab ab b
86.1 ± 12.7 a
18.3 ± 1.05
a
72.9 ± 10.4
a
0.16 ± 0.02
b
1.80 ± 0.29
c
1.15 ± 0.18
81.8 ± 0.00
a a a b c
81.8 ± 9.09
Los valores son la media de los grupos por triplicado y se presentan como media ± S.D. Los valores con letras diferentes en superíndice en la misma fila son significativamente diferentes (P < 0.05). La falta de una letra como superíndice indica que no hay diferencias significativas entre los tratamientos. 1 FBW Peso corporal final (g) 2 Aumento de peso (%) = [(promedio peso corporal final – promedio peso corporal inicial)/promedio peso corporal inicial] × 100 3 Aumento peso diario (g/día) = (peso corporal final - peso corporal inicial)/días 4 Factor de conversión alimenticio = alimento seco suministrado (g)/peso húmedo ganado (g) 5 Factor de eficiencia proteica = peso húmedo ganado/ total proteína administrada 6 Supervivencia (%) Tabla 3 Composición de cuerpo entero de L. vannamei alimentado con las seis dietas experimentales que contenían seis niveles diferentes de proteína cruda (25, 30, 35, 40, 45 y 50% para P25, P30, P35, P40, P45 y P50, respectivamente) Dietas experimentales P25P
30
P35P
40
P45P
50
Ensayo 1 (BW inicial 0.65 g) 76.3± 2.73 c
77.6± 1.17
76.6± 4.78
76.8± 5.47
80.9± 5.13
78.3± 6.69
76.6 ±3 .917
9.3± 2.04
Lípido
5.15 ±0 .954
.87± 0.88
4.57 ±0 .084
.22± 0.65
4.93 ±0 .755
.42± 0.97
Ceniza
21.0± 2.46
20.2± 1.66
20.2± 1.67
20.9± 1.26
20.7± 0.93
20.5 ±1 .05
Humedad
83.6± 3.12
Proteína
a
bc
76.5± 1.61
c
bc
77.4± 0.78
79.1± 0.45
b
Ensayo 3 (BW inicial 10.5 g) Humedad
76.5± 1.13
a b
74.6± 1.47
bc a
75.6± 1.08
ab a
74.5± 0.24
bc a
73.4± 1.35
c a
76.2± 0.55
Proteína
75.6± 3.63
Lípido
4.45 ±0 .344
.67± 0.31
4.64 ±0 .474
.57± 0.34
4.70 ±0 .154
.57± 0.31
Ceniza
13.0± 1.32
12.3± 1.14
13.1± 1.20
12.6± 0.68
12.6± 0.68
13.7 ±0 .95
82.8± 1.60
82.7± 1.93
82.9± 2.54
84.1± 0.92
83.7± 2.04
a a
Los valores son la media de grupos por triplicado y se presentan como media ± S.D. Los valores con letras diferentes en superíndice en la misma fila son significativamente diferentes (P < 0.05). La falta de una letra como superíndice indica que no hay diferencias significativas entre los tratamientos.
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NUTRICIÓN 0.65, 4.81 y 10.5 g, aunque se utilizaron dietas semipurificadas. Por lo tanto, la dieta semipurificada en el este estudio parece estar formulada bien balanceada nutricionalmente para apoyar el crecimiento óptimo de L. vannamei juveniles, subadultos y adultos. Generalmente, se han utilizado dietas experimentales prácticas en la mayoría de los estudios de requerimientos de proteínas para Peneidos. La mayoría de los estudios realizados utilizaron ingredientes prácticos, es decir, harina de pescado y harina de soya como las principales fuentes de proteína para aumentar o disminuir los niveles de proteína cruda en las dietas experimentales prácticas. Cuando se utiliza harina de pescado como la principal fuente de proteína para aumentar gradualmente la proteína cruda en las dietas para el estudio de requerimientos de proteínas (Xia et al. 2010; Yun et al. 2016), el resultado podría estar sobreestimado debido a factores desconocidos sobre crecimiento en la harina de pescado. Por otro lado, cuando se usa harina de soya (Kureshy y Davis 2002) como la principal fuente de proteína, el resultado puede estar subestimado debido a sus factores antinutricionales. En este sentido, este resultado podría ser muy significativo al proporcionar data sobre requerimiento proteico para Peneidos mediante el uso de dietas experimentales semipurificadas. Los niveles de proteína dietética recomendados de estudios previos varían del 30 al 57% para camarones Peneidos. Este estudio mostró que la diferencia en los niveles de proteína afectó el crecimiento y la utilización de alimento de L. vannamei (Tabla 2). Un análisis de línea discontinua basado en el aumento de peso sugirió que los niveles óptimos de proteína en la dieta serían 34.5 y 35.6% para grupos de L. vannamei de tamaño pequeño (0.6 - 5 g) y de tamaño mediano (4 -a 13 g). El nivel óptimo de proteína en la dieta para un crecimiento máximo de L. vannamei puede verse afectado por diferencias en el tamaño del camarón, la densidad de población, la especie de camarón, el sistema de cultivo y las fuentes de proteínas de la dieta. En camarón de aproximadamente 1 g de tamaño, se observó un crecimiento óptimo con 33 a 44% de proteína cruda en las dietas cuando se utilizó harina de krill como fuente principal de proteína (Rosas et
- ABRIL 2021 al. 2001). Gao et al. (2016) reportaron que el nivel óptimo de proteína dietética para L. vannamei (0.31 – 6.0 g) fue del 34% cuando se utilizó una dieta semipurificada. Shahkar et al. (2014) reportaron que 33% de nivel de proteína en la dieta es óptimo para un crecimiento óptimo de L. vannamei (de 1 - 11 g aproximadamente) cuando se usa harina de pescado como la principal fuente de proteína, mientras que Martinez-Cordova et al. (2003) encontraron que el nivel óptimo de proteína era del 25% cuando L. vannamei (1 - 17 g) se cultivaba en un sistema de estanques con tres dietas comerciales que contenían 25, 35 y 40% CP durante 16 semanas. En una condición de muy alta salinidad (60 g/L), se estimó el nivel óptimo de proteína en la dieta en 46.7% cuando L. vannamei (0.09-2.2 g) era alimentado con una dieta semipurificada (Sui et al. .2015). La mayoría de estudios sobre requerimiento proteico en camarón se limitan a las etapas juveniles, y la mayoría de necesidades proteicas de etapas postjuveniles han sido estimadas. Hay poca información sobre el requerimiento proteico durante la etapa adulta del camarón. En base al crecimiento de camarón grande (de 10 - 20 g), este estudio estimó el nivel óptimo de proteína en la dieta en 32.2% mediante un análisis de línea discontinua. Hasta donde sabemos, se dispone de un estudio (Smith et al. 1985) con el que se puede comparar el crecimiento de L. vannamei (10 - 20 g) en este estudio. Smith et al. (1985) reportaron que camarones de tamaño adulto (20 -25 g) no se vieron afectados por los niveles de proteína, sino que se vieron afectados por las fuentes de proteínas (animal o vegetal), mientras que los camarones de tamaño pequeño (4 -11 g), se vieron significativamente afectados por niveles de proteína. La diferencia de resultados entre este estudio y Smith et al. (1985) se puede explicar principalmente por la diferencia en las fuentes de proteínas como las fuentes semipurificadas (caseína y gelatina) y las fuentes prácticas (harina de camarón), respectivamente, así como las diferentes condiciones experimentales. El PER tendió a disminuir con el aumento de proteína en la dieta, lo que es consistente con los resultados en camarón (Hu et al. 2008; Xia et al. 2010; Shahkar et al. 2014). El PER más bajo encontrado en dietas proteicas del 40 al 50% indica que el exceso de proteína
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se utilizó para fines metabólicos distintos del crecimiento. Por lo general, el camarón utiliza de manera eficiente una dieta baja en proteína para la síntesis de proteínas (Shiau y Peng 1992; Hu et al. 2008; Xia et al. 2010). Además, las diferencias en las fuentes de proteínas podrían resultar en diferentes valores de PER (Hajra et al. 1988). En este estudio, la harina de pescado se fijó al 18% y luego la mezcla de caseína y gelatina (4:1, v/v) se incrementó gradualmente para hacer que el nivel de proteína de la dieta fuera diferente. Por lo tanto, la diferencia en los valores de PER en este estudio podrían atribuirse a la diferencia solo en el nivel de proteína más que en la calidad de la proteína. Las diferencias en la cantidad o calidad de la proteína, la proporción de proteína dietética/energía y la especie, contribuyen a los efectos variables de la proteína dietética en la composición de la canal (carcass en inglés, porcentaje de tejido, musculo, grasa) (Hubbard et al. 1986; Siccardi, 2006). El contenido de proteína más bajo que se observó en el cuerpo entero fue en una dieta de nivel bajo proteico (dieta P25) que a menudo se reportó en especies de peces (Kim y Lee 2009; Shahkar et al. 2014). Además, Siccardi (2006) evaluó el requerimiento diario de proteína digestible (DP) y energía digestible (DE) de L. vannamei con dos tipos de dietas (dieta al 25% CP y dieta al 35% CP) y diferentes regímenes de alimentación. Llegaron a la conclusión de que el requerimiento proteico del camarón debe reevaluarse considerando métodos de alimentación como la alimentación ad libtum/restringida y la cantidad diaria de alimentación, así como el contenido energético de la dieta.
Conclusión En conclusión, el análisis de línea discontinua de la tasa de crecimiento sugiere que el nivel óptimo de proteína cruda en dietas podría ser 34.5, 35.6 y 32.2% para L. vannamei en tres etapas de crecimiento diferentes (camarón de tamaño pequeño, mediano y grande, respectivamente)•
Para más información sobre este artículo escriba a: kjlee@jejunu.ac.kr
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021
Los hidrolizados como ingredientes funcionales en el alimento para camarón blanco Autores: César Molina Poveda, Ph.D. Manuel Espinoza Ortega, M.Sc. Investigación y Desarrollo.Skretting Ecuador cesar.molina@skretting.com
E
l camarón blanco del Pacífico representa uno de los segmentos con mayor crecimiento y rentabilidad en el contexto de la industria acuícola mundial. En el 2016 la producción alcanzó los 4,1 millones de toneladas métricas (FAO, 2016) y esta cifra se incrementó a 4,9 millones TM en el 2018 (FAO, 2020). La producción de L. vannamei representa el 70% de la producción de camarones a nivel mundial, alcanzando un valor monetario total de 35.000 millones de dólares en el 2019 (FAO y Apromar, 2020). En el caso específico de Ecuador, el país pasó de producir 550.000 TM en 2018 (FAO, 2020) a 663.073 TM en el año 2020 (CNA 2020); ubicándose en el primer lugar como exportador de la especie (FAO 2020). El alimento balanceado constituye uno de los factores clave en el crecimiento del sector. Sin embargo, una de las temáticas más complejas y desafiantes en la industria del alimento para especies acuícolas, es la reducción de los recursos marinos y el aseguramiento de la sostenibilidad del alimento; ya que este constituye una de las variables principales en el crecimiento de la industria. Los avances en formulación de los alimentos tienen un efecto directo en la producción del camarón y son fundamentales para la rentabilidad; considerando que el alimento balanceado representa alrededor del 40-60% de los costos de producción (Tacon et al., 2013; Arnold, et al., 2016). Con el creciente interés por formular alimentos acuícolas en base a proteínas vegetales y fuentes alternativas para reemplazar la harina de pescado, han surgido desafíos relativos a las propiedades atractantes de los alimentos. Algunas fuentes de proteína vegetal como la soya, no tienen los mismos principios de atractabilidad cuando se comparan con la harina de pescado. En referencia a estos principios, varios autores han sugerido que la atractabilidad está relacionada directamente con la quimiorecepción, que es a su vez un mecanismo extremadamente desarrollado y agudo en muchas especies marinas. Sin embargo, existe información limitada en cuanto a la naturaleza específica de las sustancias que provocan respuestas mediadas
50
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021 químicamente en los alimentos para estas especies (Carr et al., 1974). Como alternativa al desafío de proporcionar características atractantes a los alimentos acuícolas de una manera costo-eficiente, los hidrolizados proteicos marinos han sido usados ampliamente. La hidrólisis es un proceso mediante el cual se “cortan” los enlaces entre los aminoácidos que conforman la proteína. El producto resultante son fracciones de bajo peso molecular que favorecen la absorción de nutrientes, haciéndolos más digestibles y mejorando propiedades funcionales como la atractabilidad (Saadi et al., 2015; Hou et al., 2017; Soares et al., 2020). Este tipo de hidrolizados no solamente tienen actividad atractante sino que han sido la base para el desarrollo de antioxidantes, inmunomoduladores, emulsificantes, agentes saborizantes y agentes antibacteriales (Flick, 2013). Por ejemplo, la actividad antioxidante se ha reportado tanto en hidrolizados de pescado como de camarón, los cuales neutralizan la accion de los radicales libres. Los compuestos responsables de estas propiedades antioxidantes se liberan tras la hidrólisis enzimática endógena o exógena de las proteínas (Flick, 2013).
en alimento para camarón, y se sugieren algunas explicaciones sobre la efectividad de estos ingredientes en base a los resultados de crecimiento, factor de conversión alimenticia (FCA) y supervivencia.
que la enzimática, tiene varias desventajas, como la dificultad para su control y por ende la generación de productos de hidrólisis muy variables en cuanto a calidad (Ovissipour et al., 2012).
Tipos y propiedades de los hidrolizados: químicos y enzimáticos
En la hidrólisis enzimática (Fig. 2), por el contrario, la materia prima es tratada térmicamente en una primera fase, para luego adicionar enzimas exógenas provenientes de gran variedad de fuentes, que pueden ser animales, vegetales o microbianas (Wubshet et al., 2019). Los procesos enzimáticos han ganado cada vez más espacio dentro de los métodos de hidrólisis proteica, principalmente por su versatilidad y la posibilidad de fijar muy precisamente el “tamaño” de péptidos al que se requiere llegar. Todo esto sin impactar la calidad nutricional del producto sino más bien mejorándola (Wubshet et al., 2019). La hidrólisis con enzimas exógenas puede por lo tanto ser comparativamente más rápida y controlable que la hidrólisis química (Ovissipour et al., 2012)
La hidrólisis aplicada a alimentos se realiza básicamente por dos métodos: químico y enzimático. En el primero de ellos, álcalis o ácidos actúan sobre los enlaces peptídicos dando como resultado fracciones proteicas más pequeñas (Fig. 1). Se han propuesto algunos procesos para llevar a cabo este tipo de hidrólisis en varias especies, especialmente peces (Kristinsson y Rasco, 2000). La producción de hidrolizados químicamente depende de las enzimas endógenas presente en el subproducto para hidrolizar las proteínas al cual generalmente se le adiciona ácidos inorgánicos u orgánicos para inhibir crecimiento de bacterias y hongos (Muzzadi et al., 2016; Hardy, 2008), mientras que los hidrolizados enzimáticos se producen mediante la adición de enzimas exógenas después del tratamiento térmico del subproducto para desnaturalizar las enzimas endógenas. Aunque la hidrólisis química es comparativamente más barata y simple
En cuanto a la actividad antibacterial, Flick (2013) reportó que el hidrolizado de anchoveta realizado con pepsina tuvo un mayor efecto antibacteriano que los otros hidrolizados obtenidos por la acción de la papaína, tripsina, proteasa alcalina o proteasa ácida. Esto, al inhibir efectivamente el crecimiento de Escherichia Coli, Pseudomonas fluorescens, Proteus vulgaris y Bacillus megaterium, con valores mínimos de concentración inhibitoria de 28, 38, 56 y 75 μg / ml, respectivamente.
Los procesos de hidrólisis de proteínas dan como resultado aminoácidos y fracciones de bajo peso molecular, siendo las enzimas las responsables de “cortar” estos enlaces en sitios específicos. Los procesos enzimáticos son influenciados especialmente por el pH, tiempo y temperatura de reacción, que determinan el grado de hidrólisis y son
El presente artículo trata sobre las potencialidades de uso de los hidrolizados en el alimento para camarón y sugiere una perspectiva basada en la calidad del proceso de hidrólisis, como responsable de la calidad final del producto. Se exponen por tanto resultados del uso de diferentes hidrolizados (desde marinos hasta hidrolizados de animales terrestres)
Figura 1. Proceso de hidrólisis química de residuos proteicos marinos a escala industrial (Adaptado de Shrotri et al., 2017).
51
NUTRICIÓN
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responsables de la calidad de los productos obtenidos. Por tanto, el control de proceso es esencial en la producción de hidrolizados.
Hidrolizados de subproductos de origen de animales terrestres Una de las estrategias más extendidas para dar solución al problema de la contaminación originada por los desechos de la industria de alimentos cárnicos, es la utilización de los subproductos generados como ingredientes, transformándolos en compuestos de alto valor nutricional (Hou et al., 2017). Una vez que se han deshidratado y molido estos residuos, pueden ser aprovechados a través de diferentes procesos como la hidrólisis. Soares et al. (2020) reportaron pruebas de digestibilidad y atractabilidad en dietas para juveniles de L. vannamei, con un hidrolizado proteico de residuos aviares (CPH) y con una combinación de este hidrolizado más hígado de cerdo (PHPPL). Estas dos materias primas se usaron como sustituto de subproductos del salmón. Los resultados revelaron que los dos hidrolizados tuvieron mayor digestibilidad en proteína, materia seca, energía y aminoácidos esenciales que la muestra control; mientras que no se encontraron diferencias en la prueba de atractabilidad. En una segunda fase de este mismo estudio, la combinación PHPPL se usó en un ensayo de crecimiento durante 42 días, con reemplazos de 0, 25, 50, 75 y 100% en alimento para juveniles de aproximadamente 8 g, dentro de un sistema de agua clara. No se encontraron diferencias en supervivencia entre los diferentes tratamientos; sin embargo, se evidenció un mejor crecimiento en la dieta con 25% de reemplazo con respecto al control.
Los hidrolizados de subproductos de origen marino En muchos países, los desechos generados por la industria del procesamiento pesquero, que son liberados al ambiente, representan un problema de gran magnitud. Sin embargo, su utilización ha llevado a que estos desechos puedan convertirse en ingredientes con valor que contribuyan a la economía y a la sostenibilidad de la industria (Hanol, 2015). En camaronicultura, ciertos ingredientes
Figura 2. Proceso de hidrólisis enzimática de residuos marinos (Adaptado de Wubshet et al., 2019).
marinos (calamar, atún, crustáceos), cuando son hidrolizados bajo las condiciones correctas, pueden generar un alto nivel de componentes nitrogenados, los cuales son altamente palatables y contienen propiedades bioactivas, nutricionales y funcionales que mejoran el rendimiento (Nunes, 2011). Los hidrolizados de crustáceos provienen de las partes como la cabeza y exoesqueleto, considerados en muchos lugares como desperdicio; por lo que su utilización constituye una forma lógica de evitar la contaminación y aprovechar el material, para convertirlo en un ingrediente. Esta materia prima, según el proceso dan lugar a moléculas con propiedades antimicrobianas, antioxidantes y atractantes (Hamed y Yesim, 2018). Un ejemplo de este tipo de procesamiento ha sido descrito por Dey y Dora (2014), quienes usaron cuatro enzimas de origen microbiano para obtener hidrolizados a partir de desechos de P. monodon. En este estudio, la enzima catalasa presentó el mejor rendimiento en base a diferentes parámetros como temperatura, pH, relación enzima/sustrato y tiempo, consiguiéndose una hidrólisis máxima del 33% para un producto con proteína final del 72.3% lo suficientemente adecuado para que el alimento pueda ser recomendado como alimento funcional.
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Herault et. al (2014) han evidenciado que dietas suplementadas con hidrolizado de camarón tuvieron un 37% mejor índice de crecimiento en juveniles de L. vannamei, comparadas con un alimento comercial. En este ensayo también se estudió el hidrolizado de pescado, hidrolizado de calamar e hidrolizado de krill. Adicionalmente, se realizó un estudio de la actividad antimicrobiana del plasma, que mostró un incremento significativo con todos los hidrolizados antes o después de haberlos inyectado, con 20 μL de una suspensión de Vibrio harveyi a 106 UFC/ml. Leonardi (2011) informó el uso de hidrolizados marinos comerciales en L. vannamei a nivel de campo, en una granja comercial, usando 15 jaulas flotantes de 3x3x1 m instaladas en una piscina. La prueba duró 59 días y se ensayaron 3 tipos de dietas estándar conteniendo 35% de proteína. La primera: un alimento con 4% de hidrolizado. Un segundo tratamiento consistió en alimento estándar con reemplazo de 6% de harina de pescado e inclusión de 3% de hidrolizado; y por último, se incluyó como control una dieta comercial de 35% de proteína. Los resultados favorecieron ampliamente a los tratamientos con hidrolizado, especialmente en la supervivencia (81 vs 79.5 vs 75.3% respectivamente) y el FCA (1.59 vs 1.75 vs 1.81), para los tres
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021 tratamientos descritos. Estos resultados tienen una incidencia directa en la biomasa cosechada y por tanto en la rentabilidad (336 vs. 309 vs. 289 $/kg/ha). Recientemente, Terrey et al. (2021) valoraron la palatabilidad en L. vannamei usando para ello 4 dietas: (A) sin ningún atractante, (B) con inclusión de harina de calamar y aceite de krill, y las dietas C y D con 1% y 2% de proteína hidrolizada de insecto, respectivamente. Los resultados mostraron que la palatabilidad seguía el siguiente orden: D > C > B=A, sugiriendo un gran potencial de las proteínas hidrolizadas de insecto; lo que puede ser atribuido a una alta concentración de aminoácidos libres y mayor solubilidad, en comparación con lo que ofrece la harina de calamar.
Valoraciones en condiciones experimentales Caso de estudio 1 En un sistema de recirculación diseñado para juveniles de L. vannamei, se valoró la respuesta en crecimiento y eficiencia alimenticia de ocho dietas que fueron preparadas con niveles de inclusión iguales, tanto de hidrolizados marinos como de hidrolizados de animales terrestres. Como control se utilizó un ingrediente no hidrolizado (soluble de pescado), con propiedades atractantes. Las dietas fueron formuladas para cumplir con los requerimientos nutricionales según los lineamientos de la NRC (National Research Council) y fabricadas a escala de laboratorio. Las materias primas fueron molidas para asegurar un diámetro de partícula adecuado (<250 µm), y la masa fue procesada en equipos piloto de mezclado y pelletización. Finalmente, las dietas se secaron hasta que alcanzaron 10-12% de humedad y se almacenaron a 4 °C hasta su uso. Los hidrolizados A, B, C, D y E se obtuvieron de fuentes marinas como residuos de pescado y mariscos, mientras que los hidrolizados F y G provienen de residuos de animales terrestres. Todos los hidrolizados fueron de tipo comercial. En cuanto a los procesos de hidrólisis se clasificaron según su magnitud como alto, medio y bajo grado de hidrólisis (Tabla 1).
Tabla 1. Clasificación cualitativa del grado de hidrólisis y tipo de enzima usada para fabricar los hidrolizados usados en el experimento de crecimiento con juveniles de L. vannamei.
Ingrediente Tipo de enzima Grado de hidrólisis Hidrolizado marino A Endógena medio Hidrolizado marino B Exógena medio Hidrolizado marino C Exógena alto Hidrolizado marino D Exógena medio Hidrolizado marino E Exógena alto Hidrolizado terrestre F Exógena bajo Hidrolizado terrestre G Exógena bajo
El producto marino C fue fabricado con enzimas exógenas y estuvo sujeto a un proceso de hidrólisis que llegó a fraccionar las proteínas hasta pesos moleculares relativamente bajos (<500 Da). El hidrolizado D corresponde a residuos de crustáceos tratados con enzimas exógenas, con un proceso de hidrólisis considerado como moderado, a diferencia del hidrolizado E, que tuvo como materia prima peces con alto contenido graso. Los productos F y G son hidrolizados de subproductos terrestres, ambos con un peso medio de fracciones proteicas de 10 000Da. Durante 61 días que duró el ensayo, camarones juveniles con un peso promedio de 4.36g se alimentaron ad libitum 3 veces al día. Al final del ensayo se observaron diferencias significativas en peso final, crecimiento semanal y FCA. En la tabla 2 se presentan los resultados zootécnicos como supervivencia, peso final, biomasa final y crecimiento semanal. Los resultados de supervivencia
estuvieron en un rango de 84 a 96%, sin diferencias significativas (p < 0.05) entre los tratamientos. El mayor peso final en el hidrolizado A podría ser un efecto de la menor supervivencia (84%). Este hidrolizado fue fabricado con enzimas endógenas, con las que es más difícil controlar el proceso, pues la mezcla enzimática inicial es de concentración desconocida. Entre todos los productos el hidrolizado D dio la más alta tasa de crecimiento, biomasa y supervivencia; por lo que el tener más del 90% la composición de fracciones proteicas con un peso molecular < 1 000 Da, es la causa de esta respuesta superior al resto. Según Carr et al., (1973) las fracciones atractantes tienen un peso medio de alrededor de 700 Da, además, este hidrolizado tuvo un cuidadoso proceso de secado. Varios estudios dan cuenta de que la incorporación de hidrolizados en los alimentos para camarón tiene un efecto positivo en el crecimiento (Córdova-Murueta y García-Carreño, 2002). Este resultado
Tabla 2. Resultados zootécnicos (media ± desviación estándar) de la prueba de crecimiento con juveniles de L. vannamei, alimentados con hidrolizados marinos y terrestres.
Ingrediente
Peso final (g)
Biomasa final
Crecimiento
Supervivencia
(g tanque-1)
(g semana-1)
(%)
FCA
Control
12.28 ± 0.52ab
108.01 ± 10.89 a
1.04 ± 0.07ac
88 ± 8.4a
2.05 ± 0.16ab
Hidrolizado marino A
13.16 ± 0.54b
110.17 ± 18.25 a
1.15 ± 0.07bc
84 ± 15.2a
2.42 ± 0.25b
Hidrolizado marino B
12.26 ± 0.31
117.57 ± 4.04
1.02 ± 0.04
96 ±5.5
2.13 ± 0.15ab
Hidrolizado marino C
12.11 ± 0.55ab
106.48 ± 13.62a
1.00 ± 0.08ac
88 ± 11.0a
1.86 ± 0.38ab
Hidrolizado marino D
12.88 ± 0.61
123.95 ± 15.80
1.11 ± 0.07
96 ± 8.9
2.26 ± 0.13ab
Hidrolizado marino E
11.40 ± 0.74a
102.87 ± 13.64a
0.91 ± 0.09ad
90 ± 7.1a
1.74 ± 0.32a
Hidrolizado terrestre F
11.72 ± 0.93
107.74 ± 12.17
0.96 ± 0.12
92 ± 8.4
2.21 ± 0.35ab
Hidrolizado terrestre G
12.49 ± 1.10ab
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ab
b
ab
a
a
a
112.22 ± 16.71a
ac
bcd
ac
1.05 ± 0.15ac
a
a
a
90 ± 12.2a
2.32 ± 0.17b
NUTRICIÓN se atribuye a una mejor eficiencia de absorción del hidrolizado (Quellet et al., 1997) y a la liberación de aminoácidos y compuestos de pequeño peso molecular durante el proceso de hidrólisis, que pueden mejorar la atractabilidad en los camarones; aumentando su ingesta y peso (Aksnes et al., 2006; Berge y Storebakken, 1996). Por otro lado, entre los hidrolizados de animales terrestres, con un peso medio de las fracciones proteicas de 10 000 Da, el producto F mostó el más bajo peso final, biomasa final y crecimiento semanal. Los resultados guardan una estrecha relación con la calidad de la materia prima y del proceso de hidrólisis. Mientras más cuidadoso sea este proceso, y mejor se controlen los parámetros, mayor será el grado de coincidencia entre el “diseño del hidrolizado” y el producto final. El objetivo, por tanto, para obtener un ingrediente funcional, consiste en conseguir fracciones proteicas específicas. Para ello, se debe controlar parámetros como la temperatura, tiempo de hidrólisis, pH etc., de tal forma que las enzimas puedan ejercer su función de hidrólisis hasta un punto deseado; priorizando la generación de ciertos componentes que tienen propiedades beneficiosas para la especie de destino.
Caso de estudio 2 En un sistema de recirculación se valoró el efecto de la inclusión de diferentes tipos de atractantes comerciales en juveniles de L. vannamei (4.13 ± 0.11 g). Se prepararon cinco dietas a escala de laboratorio, con la inclusión de los siguientes productos basados en: Feromonas (FN), mix de atractantes naturales y artificiales (MNA), hidrolizado marino (HM), mix de aminoácidos libres (AL) y soluble de pescado (FS); en las dosis recomendadas por cada fabricante. Las dietas se diseñaron para cumplir con los requerimientos nutricionales de L. vannamei, con un 35% de proteína y 6% de lípidos. Los parámetros de calidad de agua se controlaron diariamente, manteniéndose el oxígeno por sobre 5 ppm, la temperatura en 28.9 ± 0.9°C y la salinidad en 29.9 ± 0.5 ppt.
- ABRIL 2021 Tabla 3. Rendimiento de juveniles de L. vannamei alimentados con dietas que incluyen cinco atractantes, en un sistema de recirculación*. Ingrediente
Peso final (g) 8.35± 0.20a
FN: Feromona
MNA: Mix atractantes 8.77 ± 0.21a naturales y artificiales HM: Hidrolizado marino D
10.94 ± 0.33c
AL: Mix de aminoácidos 8.77 ± 0.26a libres FS: Soluble de pescado
10.12 ± 0.47b
Biomasa final
Supervivencia
(g tanque )
(%)
-1
FCA
68.98 ± 5.78 a
83 ± 5a
2.21 ± 0.63bc
81.1 ± 7.53 b
93 ± 9.57a
2.36 ± 0.51c
104 ± 9.1 c
95 ±5.77a
1.03 ± 0.34a
76.75 ± 4.18ab
88 ± 5a
2.09 ± 0.23bc
96.27 ± 10.06c
95 ± 5.77a
1.56 ± 0.63ab
* Las medias ± DE en la misma columna que no comparten una letra común fueron significativamente diferentes (p < 0.05)
Los animales fueron alimentados a saciedad 3 veces al día manualmente, durante 55 días. Al final del experimento el peso final, supervivencia, biomasa, crecimiento semanal y FCA fueron analizados estadísticamente mediante un ANOVA con el fin de encontrar diferencias significativas (p < 0.05) entre las dietas. Con excepción de la supervivencia, se encontraron diferencias estadísticas en los resultados zootécnicos de rendimiento. El grupo correspondiente a los ingredientes de origen marino (FS y HM) muestra los resultados zootécnicos más altos, en comparación con los otros ingredientes con propiedades atractantes (FN, MNA y AL). Entre atractantes marinos, los resultados revelan que el HM tuvo mejores resultados en comparación con FS, en términos de peso final (10,94 vs. 10,12 g, respectivamente), como se muestra en la tabla 3. El grupo conformado por FN, MNA y AL presentó resultados zootécnicos similares cuando se compararon entre sí. El FCA más bajo se observó en el grupo de camarones alimentados con HM, siendo significativamente diferente de FN y MNA.
Conclusión Los hidrolizados son definitivamente una parte de la solución para la sostenibilidad de la industria acuícola del camarón. Los resultados muestran diferentes respuestas dependiendo del hidrolizado proteico evaluado, lo que podría estar relacionado a la materia prima usada como substrato y al proceso utilizado para alcanzar un determinado grado de hidrólisis. Esto indica que la funcionalidad del producto está basado en el tipo de péptidos resultante
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de la hidrolisis, del contenido de bajo peso molecular y aminoácidos libres obtenido. Tanto el costo-beneficio, disponibilidad, calidad y la eficiencia deben ser considerados al momento de escoger un hidrolizado como ingrediente funcional para la alimentación de L. vannamei• Bibliografía Aksnes, A., Hope, B., Jönsson, E., Björnsson, B. T., & Albrektsen, S. (2006). Size-fractionated fish hydrolysate as feed ingredient for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fed high plant protein diets. I: Growth, growth regulation and feed utilization. Aquaculture. https://doi.org/10.1016/j. aquaculture.2006.07.025 APROMAR. (2020). Informe La Acuicultura en España. Informe Realizado Por La Asociación Empresarial de Acuicultura de España (APROMAR)., 95. Arnold, S., Smullen, R., Briggs, M., West, M., & Glencross, B. (2016). The combined effect of feed frequency and ration size of diets with and without microbial biomass on the growth and feed conversion of juvenile Penaeus monodon. Aquaculture Nutrition, 22(6), 1340–1347. https://doi. org/10.1111/anu.12338 Berge, G. M., & Storebakken, T. (1996). Fish protein hydrolyzate in starter diets for Atlantic salmon (Salmo salar) fry. Aquaculture, 145(1–4), 205–212. https://doi. org/10.1016/S0044-8486(96)01355-5 Carr, W. E. S., Hall, E. R., & Gurin, S. (1974). Chemoreception and the role of proteins: A comparative study. Comparative Biochemistry and Physiology -- Part A: Physiology, 47(2), 559–566. https://doi.org/10.1016/03009629(74)90021-8 Córdova-Murueta, J. H., & García-Carreño, F. L. (2002). Nutritive value of squid and hydrolyzed protein supplement in shrimp feed. Aquaculture, 210(1–4), 371–384. https:// doi.org/10.1016/S0044-8486(02)00011-X Dey, S. S., & Dora, K. C. (2014). Optimization of the production of shrimp waste protein hydrolysate using microbial proteases adopting response surface methodology. Journal of Food Science and Technology, 51(1), 16–24. https://doi.org/10.1007/s13197-011-0455-4 FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura). (2016). El estado mundial de la agricultura y la alimentación. FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura). (2020). El estado mundial de la Pesca y la Acuicultura. In Marine Pollution Bulletin (Vol. 3, Issues 1–2). Ver más: https://www.cna-ecuador.com/wp-content/ uploads/2021/04/Hidrolizados_referenciasbibliograficas.pdf
NUTRICIÓN
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Impacto de los probióticos en la tecnología del alimento y su aplicación en la acuicultura Autores: Mohammad Aslam Hosain Xue Liangyi Escuela de Ciencias Marinas, Universidad de Ningbo, Zhejiang 315000, China Mohammad Aslam Hosain, Xue Liangyi, Impacts of probiotics on feeding technology and its application in aquaculture (2020) Journal of Aquaculture, Fisheries & Fish Science 3 (1) P: 174-185 xueliangyi@nbu.edu.cn
L
a acuicultura es un sector productor de alimentos importante y emergente en el mundo. El anuario pesquero de 2017 indica que 153 millones de toneladas, alrededor del 89% de la producción pesquera total, se utilizaron para consumo humano, entre ellos, el 45% de pescado vivo y fresco se utilizó directamente para el consumo humano [1]. La producción siempre se ve obstaculizada por enfermedades y situaciones ambientales adversas que provocan graves pérdidas económicas para los productores. El uso de antibióticos se ha incrementado en las últimas décadas en el sector de pesca y avícola [2] para mejorar la eficiencia de la alimentación y el control de enfermedades [3]. Debido al uso de antibióticos en la acuicultura, también ha aumentado el crecimiento de patógenos resistentes a los antimicrobianos [4]. Existe un gran riesgo de que las bacterias resistentes puedan transferirse de especies acuícolas a humanos. Es por eso que necesitamos desarrollar nuevas técnicas de alimentación para resolver este problema. En este caso, los tratamientos ecofriendly (amigables con el ambiente) como los probióticos, pueden desempeñar un papel eficaz en la tecnología de alimentación en la acuicultura. La palabra “probióticos” fue utilizada por primera vez por Parker en 1974. Según su definición, los probióticos son tipos de organismos y sustancias que contribuyen al equilibrio microbiano intestinal [5]. Se puede enfatizar a los probióticos como una fuente de alimento nutritivo y como un mediador de control biológico ecológico [6]. En la definición de Fuller (1989), el elemento alimenticio microbiano vivo parece ser beneficioso para el huésped al mejorar el equilibrio microbiano en el intestino [7]. Moriarty nombró a los probióticos brevemente como “aditivos para el agua” en 1998. Por lo tanto, generalmente se utilizan varios términos para ilustrar a los probióticos como bacterias “beneficiosas”, “ecológicas” o “saludables” [8]. El huésped acuático y el microorganismo están correlacionados entre sí en su ciclo de vida. Esta correlación puede tratarse de una manera útil. Las bacterias en condiciones acuáticas influyen en la actividad de la microbiota intestinal y viceversa [9]. Los microbios que se utilizan en los probióticos pueden ayudar en la desintoxicación del
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- ABRIL 2021 huésped, así como en la digestión de alimentos en el intestino [10, 11]. Para ello, diferentes elementos reguladores de la salud y el crecimiento como probióticos, prebióticos, simbióticos y otros suplementos funcionales pueden ser aplicados [12]. Donde los antibióticos no pueden funcionar de manera eficiente, la participación microbiana posiblemente puede desempeñar un papel funcional para garantizar alternativas sostenibles y ecológicas en la producción acuícola [13, 14]. Se ha realizado una gran cantidad de investigaciones y aplicaciones en el sistema acuícola. Los probióticos aislados de Vibrio alginolyticus en laboratorios de camarón se han utilizado con éxito desde antes [15]. Ha dado como resultado, que los tratamientos con probióticos pueden ser eficaces para el rendimiento del crecimiento, control de enfermedades, el desove, la actividad intestinal y en parámetros hematológicos en diferentes peces como la lubina [16], la trucha arcoiris [17], el robalo [18, 19], el esturión. [12] y el camarón [20]. Esto es muy importante para tener un conocimiento breve sobre la selección de probiontes, uso de probióticos, modo de acción, guías de seguridad, así como su caracterización [21]. De acuerdo con estudios previos, todas estas aplicaciones de probióticos probablemente estén conectadas con la función intestinal o microbiana intestinal. Entonces, se aclara que el enfoque científico debería necesitar conocer los detalles sobre la función genómica con otro órgano y la actividad con diferentes enzimas relacionadas con el metabolismo.
Selección y fuente de probióticos La selección de bacterias probióticas es muy importante debido a que las pruebas de investigadores que se utilizan en la práctica son muy pocas. Puede crear una situación adversa para el huésped debido a la selección de una microbiota inapropiada. Los pasos de selección deben ser específicos; la capacidad de adaptación del organismo debe estar correlacionada con los diferentes factores ambientales y del huésped [22]. Los mecanismos de la función de los probióticos son muy cruciales para comprender y se debe tener un buen conocimiento sobre la caracterización de probióticos potenciales que se utilizarán en la finca [23]. Los
Figura 1. Criterios generales para la sección de probióticos.
probióticos se seleccionan generalmente por consideraciones de bioseguridad de los siguientes métodos, tales como (a) Métodos de procesamiento, (b) Método de manejo de probióticos y (c) Ubicación del cuerpo huésped para aplicar microorganismos [ 24]. Como probióticos, las LAB (bacterias ácidolácticas) como Lactobacilli y Bifidobacteria se han utilizado e investigado ampliamente en animales terrestres y humanos [25]. Por lo tanto, hasta ahora se están volviendo populares como alimento funcional que promueve la salud, así como para mejoras profilácticas, terapéuticas y de crecimiento para la producción de animales acuáticos y la salud humana. La microbiota intestinal de animales acuáticos y de humanos está dominada por bacterias grampositivas o anaerobias facultativas. Bifidobacterium, Streptococcus, Lactobacillu y Streptomyces son probiontes potenciales entre esta microbiota [26-29]. Las LABs se encuentran normalmente en el intestino de los peces. Este tipo de bacteria puede sobrevivir en un medio ácido y biliar del intestino y ayuda a convertir la lactosa en ácido láctico y así reducir el pH en el tracto gastrointestinal [30]. En la actualidad, la levadura y el Bacillus sp formadores de esporas, se han utilizado ampliamente debido a su capacidad de adhesión, producción de péptidos antimicrobianos y estimulación inmunológica. La fuente de las LAB son productos fermentados como verduras encurtidas, suero de leche, kimchi, panqueques, salsa de soya, etc. Han surgido aplicaciones de bacterias anaerobias facultativas gramnegativas en el órgano digestivo de algunos crustáceos y peces herbívoros de manera exitosa [20]. Para
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los peces marinos, Pseudomonas y Vibrio se aplican comúnmente en el intestino posterior, y Aeromonas, Plesiomonas y Enterobacteriaceae se usan bastante en peces de agua dulce. Bacillus sp. como probiótico es popular debido a la formación de esporas y su vida útil prolongada. Se ha observado otros tipos de alimentos probióticos comerciales también se encuentran en el mercado, que no hacen demasiado hincapié en las diferencias.
¿Cómo actúan los probióticos? La aplicación de probióticos en la acuicultura es una tecnología moderna. En realidad, esto comenzó aplicándose en peces juveniles y recientemente se aplica a larvas de camarón. La bacteria extraída del entorno circundante se ingiere comúnmente con el balanceado o se mezcla con agua potable en la caja del alimentador del filtro [32]. Hay varios mecanismos que se llevan a cabo en el proceso de probióticos en el estanque. Una investigación mostró que la aplicación de probióticos reduce el tiempo de cosecha siete días/meses y 21 días/año [33]. Las propiedades de la bacteria en el ambiente acuático es algo crucial en esta tecnología. Bacillus PC465 aislado del intestino de Fenneropenaeus chinensis actúa contra el WSSV (virus del síndrome de la Mancha Blanca) y mejora el estado de salud y la resistencia en Litopenaeus vannamei [34]. El probiótico crea un entorno bioseguro y actúa como transporte de resistencia al estrés [35]. Crea un hábitat adverso para los patógenos del animal huésped. Las bacterias útiles reemplazan a las bacterias dañinas, además descolonizan los patógenos y eventualmente los destruyen [36]. Los mecanismos de acción de diferentes probióticos son
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potencialmente diferentes, como (a) Hacer una capa de bioseguridad en el intestino, en larvas jóvenes y en la superficie del huevo, (b) Aumenta el metabolismo de células como enzimas o vitaminas, (c) Formación de la colonia y unión de péptidos, y (d) Estimulación del sistema inmunológico Exclusión competitiva de bacterias dañinas La exclusión competitiva (CE) incluye la adición de un cultivo de bacterias inocuas de una o varias cepas al territorio intestinal de los animales para reducir la colonia de bacterias patógenas. Las bacterias buenas siempre compiten con las malas por los nutrientes alojados en las superficies celulares. Siendo esto desalentador para las bacterias dañinas. Las bacterias útiles pueden cambiar el pH del intestino, reduciendo el crecimiento de patógenos. Entonces, un menor número de patógenos indica una menor causa de enfermedades. La exclusión competitiva es ahora un fenómeno que previene o reduce la colonia bacteriana competidora y crea un ambiente desafiante en la misma posición en el intestino por un microorganismo reconocido. Un estudio sobre la tilapia del Nilo tratada con 1 × 106 y 1 × 104 UFC g − 1 de B. amyloliquefaciens durante 30 días, resultó en una mayor resistencia contra Y. ruckeri o C. perfringens [37]. Obtener un microorganismo sostenible, agradable y controlado es el objetivo de los alimentos probióticos que se diseñan para exclusión competitiva. La prevención de replicación de la microbiota patógena y la descolonización haciendo una competencia durante la toma de nutrientes, produce un hábitat adverso en la mucosa [8]. Para establecer un vínculo con el microorganismo, se aplican varios tipos de tácticas como interacciones electrostáticas, ácido lipoteicoico, interacciones hidrofóbicas, fuerzas pasivas, fuerzas estáticas y estructuras de adhesión [38]. La adhesión y colonización en el intestino ayudan a proteger contra los patógenos a través de la competencia por los tejidos y los nutrientes pertinentes. Creación del hábitat adverso de bacterias patógenas Los alimentos probióticos pueden crear un hábitat adverso para los patógenos en el sistema. Se sabe que diferentes especies
Fig 2: Mecanismo de probióticos (Tan LT-H et al., 2016) [31].
Bacteria patogénica Bacteria no patogénica
Enterocito Pared intestinal Bacteria patogénica Bacteria no patogénica Enterocito Pared intestinal Idea: Ewing W.N. “The Living Gut” Fig 3: Interacción entre bacterias patogénica y no patogénicas en la mucosa [De Ewing W.N].
de bacterias no pueden ser amigas entre sí; siempre actúan antagónicamente [39]. Es por eso que la microbiota de los probióticos puede desempeñar un papel importante en la destrucción de patógenos potenciales. Los compuestos químicos antagonistas creados por los probiontes son tóxicos o destructivos para el hábitat de otros patógenos. La presencia de probióticos crea un entorno antibacteriano en el intestino del huésped y en el agua del cultivo. Esto evita la proliferación de microbios patógenos activos e incluso los elimina. La estructura y la actividad de los compuestos antibacterianos deberían ser más claros y actualizados a situaciones actuales. Además, los investigadores deben demostrar que el compuesto antimicrobiano se produce en condiciones vivas. Si la producción de probióticos es solo para la demanda de la
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situación y no para una planificación futura específica, el patógeno eventualmente desarrollará su resistencia contra los probiontes. Entonces, los probióticos serían ineficaces como un tratamiento antibiótico [40]. Por tanto, es muy importante asegurar la evaluación de riesgos y la sostenibilidad frente a organismos patógenos. Estimulación de la inmunidad contra microorganismos patógenos La estimulación de la respuesta inmune se realiza para la bioseguridad del huésped aplicando diversas funciones biológicas mediante probiontes para matar patógenos. En una palabra, se puede decir “protección contra patógenos”. Se encuentra una similaridad en el sistema inmunológico de peces y de vertebrados superiores, teniendo ambos dos componentes esenciales. (a)
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021 El sistema de seguridad innato, natural o inespecífico que está formado por una serie de mecanismos celular y humoral, y mejora la inmunidad y resistencia, por ejemplo: la carpa común [41], el pez ángel [42], lenguado de aceituna [43] y carpa herbívora [44]. (b) El sistema inmune adaptativo adquirido o específico puede definirse por la respuesta inmune hormonal a través de la producción de anticuerpos y por la respuesta inmune celular mediada por linfocitos T, capaces de reaccionar con antígenos. Los microbios normales del ecosistema afectan el sistema inmunológico de los peces, que en realidad es muy importante para el control de enfermedades al mejorar las barreras físicas y los componentes celulares y hormonales. En una investigación sobre infección de la trucha arcoiris, probióticos aislados del huésped Enterococcus casseliflavus aumentaron la resistencia contra Streptococcus a través de la modulación inmunitaria [45].
Moraxella es una bacteria marina que afecta la actividad del poliovirus con un porcentaje de reducción de placa de alrededor del 6299%. Este se aisló de un laboratorio de P. monodon [51].
Las citocinas son un elemento esencial de la respuesta inmune adaptativa y natural, particularmente la interleucina-lb [46], interferón, el factor de necrosis tumoral a, el factor de crecimiento transformador b y varias quimiocinas influyen en la inmunidad natural [47]. Los probióticos también pueden influir en la respuesta inmunitaria no identificada y la actividad enzimática [48]. Bacillus sp. puede activar la seguridad inmunológica celular y hormonal en el camarón tigre que lo protege contra enfermedades [49]. Eso en realidad aumenta la fagocitosis y la función antibacteriana, lo que influye en el crecimiento y reduce la mortalidad temprana de las postlarvas e influye en la respuesta inmunitaria en el camarón.
Al principio, las evaluaciones de artículos comerciales se centraron en una preparación microbiana denominada “Biostart” que se aísla de Bacillus sp [52]. En 1998 se utilizó por primera vez en bagre cultivado para probar los efectos de la absorción de inóculos. Moriarty (1998) enfatizó que la utilización de cepas probióticas comerciales de Vibrio sp. expandió la calidad y la razonabilidad del cultivo de camarón en estanques [53]. Mientras tanto, se prueba la función de Bacillus toyoi y Enterococcus faecium que estaba presente en Carnival LBC y Toyocerin por separado, para disminuir la tasa de mortalidad de la anguila europea, lo que aseguró una eficiencia más notoria con Enterococcus faecium [54]. Esto se utilizó para complementar el fortalecimiento alimenticio de la tilapia del Nilo obteniendo un aumento significativo en la eficiencia [55]. Los microorganismos que crean ácido láctico han sido el punto focal de mucho interés. Los probióticos humanos, Lactobacillus rhamnosus ATCC, se utilizaron en la trucha arcoiris durante 51 días para disminuir la tasa de muerte por Aeromonas salmonicida, para notar la reacción de los patógenos de peces. La “furunculosis” es una de las principales enfermedades de los peces. La mortalidad se redujo del 52.6 al 18.9% cuando se controlaron 109 células g − 1 con alimentos probióticos para peces [56]. El experimento con Penaeus
Agente antiviral Los virus son una de las grandes amenazas para la acuicultura. Normalmente causan mortalidad aleatoria en postlarvas. Las sustancias bioquímicas extraídas de algas marinas y agentes extracelulares bacterianos inactivan el funcionamiento de los virus. Pero su mecanismo de efecto antiviral ni siquiera está claro. Un estudio mostró que las cepas de Vibrio sp., Pseudomonas sp., Aeromonas sp., y agentes corineformes aislados de salmónidos actuaron como una función antiviral contra el virus de la necrosis hematopoyética con una reducción de placa superior del 50% [50]. La especie
Preparaciones comerciales Día a día, el interés por los probióticos como una opción ecológica se está expandiendo experimental y científicamente. El mercado mundial de elementos probióticos, suplementos y alimentos es muy exigente. Recientemente, el valor comercial de probióticos que incluyen al menos un microorganismo vivo está aumentando. Los probióticos se pueden utilizar como aditivos alimentarios en la camaronera de manera directa o mezclados con alimento para peces. Aparte de la disposición de preparación en laboratorio de organismos microscópicos, actualmente se encuentran algunos artículos comercialmente accesibles.
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vannamei demostró que el policultivo de probióticos amplía la supervivencia, estimula la transformación y aumenta la producción final del camarón cultivado [15]. Un estudio ha demostrado que el policultivo de bacterias (L. acidophilus, B. subtilis y C. butyricum) y levaduras (S. cerevisiae, B. licheniformis) mejoraron los parámetros de expresión inmunitaria no identificados de la tilapia [57], como la lisozima, el movimiento sobre los neutrófilos y acción plasmática, provocando un cambio de protección frente a la enfermedad de Edwardsiella tarda [58]. Otras investigaciones sobre probióticos demostraron su capacidad para estimular la actividad de la microbiota en el colon de vertebrados superiores [59]. Algunos probióticos acuícolas comerciales, como mananos, glucanos y yuca, mejoran la calidad del producto. Recientemente, se ha desarrollado la técnica de proceso avanzado de los probióticos como la inmovilización y la microencapsulación para garantizar una calidad superlativa. En este momento, los productos comerciales se encuentran en forma de polvo o líquido en cajas o paquetes de polietileno. La producción se lleva a cabo en cultivos por lotes debido al complejo mecanismo de los sistemas en curso [60]. Por lo general, se ha utilizado para la microencapsulación de probióticos, técnicas como la emulsión, el secado (shower drying), la expulsión y la unión al almidón. Concentrados en su aplicación en la acuicultura, se han ejemplificado eficazmente células de Shewanella putrefaciens en alginato de calcio, mostrando la supervivencia de células probióticas tipificadas a través del tracto intestinal en peces. La capacidad de transporte, los parámetros como temperatura de deshidratación y osmorregulación son cruciales para asegurar la idoneidad y aplicación de los microorganismos [61]. Es importante que el producto garantice un beneficio saludable y de bioseguridad para el huésped. Es esencial garantizar las condiciones adecuadas para los organismos probióticos durante el almacenamiento y la aplicación en el intestino del huésped. El usuario debe seguir correctamente instrucciones de la etiqueta del paquete para garantizar el mejor almacenamiento de probióticos y la
NUTRICIÓN seguridad de las especies cultivadas.
Aplicaciones de probióticos para una acuicultura sostenible El requisito para una investigación moderna y viable en acuicultura es la utilización de alimentos probióticos en animales acuáticos. Inicialmente, se centró en su utilización como agentes de crecimiento y mejora de la salud, pero ahora la investigación se ha centrado en su multiplicación o resistencia al estrés. Agente potenciador de crecimiento Los probióticos se han utilizado como parte de la acuicultura para fomentar el desarrollo del crecimiento de las especies de cultivo [62]. En realidad, no se sabe si estos elementos aumentan el hambre o mejoran la capacidad de absorción. Algunas personas están sesgadas al imaginar que podrían ser las dos variables. Además, es vital decidir si los probióticos realmente tienen un sabor útil para las especies acuícolas [63]. Se conoce que los microorganismos probióticos pueden colonizar el tracto gastrointestinal porque pueden realizar una multiplicación mayor que la tasa de eliminación. Esto también depende de variables, por ejemplo, especies de hidrobiontes, temperatura corporal, niveles de compuestos, protección hereditaria y calidad del agua. El efecto de los probióticos sobre el fitoplancton influye en la cadena alimenticia mediante actividades fotosintéticas. Las concentraciones de microalgas utilizadas en la acuicultura son diatomeas focales reconocidas como Chaetoceros sp., que es un alimento vivo que puede confinarse debido a efectos secundarios de sus prerequisitos saludables. Los rotíferos son uno de los alimentos esenciales para crías de especies de anfibios. Por ejemplo, el rotífero B. plicatilis y la mezcla de LABs (Lactococcus casei y Lactobacillus lactis) se utilizan para alimentar los nauplios de camarón marino para obtener mejores resultados [64]. Los probióticos Bacillus sp. aislados del intestino del pez se han estudiado e incorporado en su dieta, y se ha encontrado un enfoque positivo para aumentar el tamaño y peso de los peces. La utilización de probióticos como promotores del desarrollo de peces de buen sabor se ha tenido en cuenta para el régimen alimenticio de la tilapia del Nilo [57]. En otro estudio se demostró que las proteínas no
- ABRIL 2021 refinadas y los lípidos de pescado irregulares, están significativamente influenciados por los probióticos de la cepa Streptococcus [65]. Aplicación en el control de patógenos en peces/camarón Los microorganismos probióticos pueden descargar sustancias sintéticas con efecto bacteriostático sobre organismos microscópicos patógenos [66] que viven en el órgano digestivo del huésped, constituyendo posteriormente una obstrucción contra la multiplicación de patógenos iniciadores. La creación de antimicrobianos, bacteriocinas, sideróforos, proteínas, peróxido de hidrógeno y la modificación del pH intestinal son importantes para eliminar los patógenos [67]. Algunos investigadores demostraron que los probióticos apropiados expandieron la reacción invulnerable inespecífica en el salmón y la trucha. En este caso, el número de leucocitos fue más prominente que el de células vivas [68]. Bacillus cereus, Paenibacillus polymyxa y Pseudomonas sp. como biocontrol actúan contra patógenos de diferentes especies de Vibrio [69]. Se ha utilizado el probiótico Amphiprion percula en el tracto gastrointestinal para matar algunos de los patógenos como A. hydrophila y V. alginolyticus. Se ha demostrado que la aplicación de probióticos en animales vivos tiene como objetivo principal la densidad de la población, que permite de esta manera la generación de metabolitos antimicrobianos. En la acuicultura se utilizaron agentes antiinfecciosos para el control de enfermedades hasta la cosecha. En cualquier caso, esto crea diferentes problemas como el entorno antitoxina en los tejidos vivos y una condición adversa para la microbiota intestinal del huésped, que influye en la bioseguridad del huésped [70]. En la actualidad, se solicita para ciertos productos característicos, que sean libres de sustancias añadidas como las antitoxinas. Además, existe una inclinación por contrarrestar las dolencias en lugar de tratarlas. En estas líneas, nos referimos a la utilización de probióticos como un tratamiento eficaz para los patógenos. Cambiar nutrientes durante la digestión Los probióticos pueden desempeñar un papel vital en el sistema digestivo de los
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peces. Las cepas de probióticos combinan enzimas extracelulares como amilasas, proteasas y lipasas. Además, puede estimular las vitaminas, las grasas insaturadas y los aminoácidos al hacer un complemento alimenticio eficaz con probióticos. En este sentido, los probióticos se han utilizado como parte del alimento comestible para peces en crías de lubina europea [71]. Los probióticos de la levadura Debaryomyces hansenii pueden generar espermina y espermidina, dos poliaminas que intervienen en la desviación y el desarrollo del tracto gastrointestinal en organismos de sangre caliente. Además, la levadura produce tripsina y amilasa que guían la absorción en las crías de lubina. Los concentrados en los juveniles de dentex demostraron que el alimento añadido con 0.5 gramos de la cepa de B. cereus expandió el crecimiento de los peces [72]. En camarón blanco diferentes cepas de Bacillus sp. se han utilizado como alimento probiótico para aumentar la capacidad de absorción de la materia seca, la proteína sin refinar y el fósforo. Los resultados demostraron un mayor crecimiento cuando la rutina de alimentación es suplementada 50 gramos de probióticos [73]. Cambio de calidad del agua Para mejorar la calidad del agua en las fincas, los probióticos pueden ser una opción ecofriendly. En algunos experimentos, se registró la calidad del agua en medio de la expansión de cepas de probióticos, particularmente de Bacillus sp. Lo más probable es que esta acumulación de bacterias sea más eficaz que las gramnegativas para cambiar los problemas naturales a CO2. Se recomienda que, manteniendo cantidades irregulares de probióticos en los estanques, los productores de peces puedan limitar la recolección de carbono natural junto con el tiempo de desarrollo, lo que puede ajustar la producción de fitoplancton [39]. La suposición aún no se ha confirmado con pruebas basadas en el desarrollo de camarón o bagre. De esta forma, el mejoramiento de la calidad del agua es limitada, con la exclusión de la nitrificación [67]. Otros estudios de generación de tilapia en marcos de reciclaje, mostraron que grupos de amoníaco agregado (NH4 + NH3) se expandieron de 4.73 a 14.87 mgL − 1/21 días de experimento, en este caso, el nitrito
NUTRICIÓN
- ABRIL 2021 se expandió de 3.75 a 9.77 mgL− 1. Debido a las altas convergencias de la mezcla de nitrógeno suministrada y las sales dañinas y malolientes, se sugiere la utilización de probióticos que pueden mejorar la calidad del agua mediante el uso de B. subtilis y B. licheniformis en 17 semanas. La evaluación de parámetros del agua confirmó con un rango de calidad satisfactorio el desarrollo de los peces: 5.7 – 6.3 mgL − 1 para el oxígeno de descomposición, 0.36 – 0.42 mgL − 1 para la concentración de NH3 y pH en el área de 6.3 y 8.2 [55]. Los probióticos utilizados en fincas de cultivo pueden ayudar a mejorar la calidad del agua equilibrando los niveles de nitrógeno y pH del agua. Calmante para estrés El estrés en el ciclo de vida de los peces obstaculizó la producción total. Las especies de cultivo pueden estar debilitadas y no les gusta ingerir alimentos, a esto se llama fobia a los alimentos. En esta situación, los probióticos en el cultivo pueden aliviar este tipo de estrés [74]. Se han realizado investigaciones sobre el pez cebra (Danio rerio), viendo un desánimo generalizado por la combinación de proteínas musculares usada para aumentar la resistencia al estrés mediante el uso de probióticos [75]. Uno de los informes que esta área examinó rápidamente sobre la suplementación de Lactobacillus delbrueckii en el régimen alimenticio de lubina E., de 25 a 59 días. En la etapa de crecimiento, la hormona cortisol se cuantificó en el tejido de los peces como un marcador de estrés, ya que está directamente relacionado con la reacción del huésped al estrés [76]. Otro enfoque para evaluar el estrés en peces, el grupo tratado con probióticos indicó una resiliencia más prominente en la prueba de estrés que el grupo control [77]. Los resultados obtenidos hasta ahora plantean la posibilidad de una buena producción de pescado en el tiempo con un tratamiento con probióticos, para los ensayos ordinarios de acuicultura que provocan estrés al animal durante el transporte, por cambios de temperatura del agua y controles irregulares. Los resultados probióticos demostraron la alta posibilidad de prevención del estrés en los animales acuáticos.
Efecto sobre la reproducción de especies acuáticas La calidad de las especies de peces cultivados depende de la calidad de los reproductores. Para la cría de reproductores, se requiere alimentos nutritivos que contengan lípidos, proteínas, grasas insaturadas y vitaminas. Además, la relación de estos elementos influye en la multiplicación de la producción, por ejemplo, los probióticos pueden jugar un papel importante para mejorar el valor alimenticio y la eclosión en peces ornamentales [78, 79]. La utilización de elementos naturales de peces con frecuencia no proporciona los niveles suficientes de suplementos requeridos por los peces reproductores. A veces, los patógenos pueden transferirse al huésped, inclusive parásitos, organismos microscópicos e infecciones. Investigadores han evaluado y demostrado que la creación total de huevos por hembras y la fertilidad relativa muestran una deferencia significativa entre el grupo control y el grupo tratado con probióticos [79]. Por lo tanto, los probióticos como aditivo alimentario o purificador de agua, requieren de una investigación eficaz antes de aplicarlos en la acuicultura.
Regulación de seguridad, ventajas y desventajas de los probióticos Es muy importante aplicar los probióticos correctos y de calidad en la granja. Los
probióticos de calidad pueden garantizar un crecimiento adecuado y brindar bioseguridad en el cultivo. Pero si hay un problema con la selección y aplicación de probióticos, se puede crear efectos adversos y las especies de riesgo pueden crecer y hacerse más resistentes contra el huésped. Esto depende de la selección de probióticos. Durante la selección de probióticos, el productor debe conocer su función molecular. Los efectos de los antibióticos comunes como la quinolona, macrólido, tetraciclina y la confirmación subsiguiente de genes de resistencia a medicamentos deben ser bien analizados antes de aplicar probióticos. Durante la formulación del alimento la proporción debe ser perfecta, de lo contrario puede dañar el cultivo. La tecnología moderna puede ser útil para conocer su uso y función molecular. Por lo tanto, se debe seguir especificaciones del etiquetado antes de la aplicación. Se deben seguir las GMP (buenas prácticas de gestión) y las GLP (buenas prácticas de laboratorio) durante la producción de probióticos. Los probióticos de calidad pueden garantizar el control de enfermedades y una condición más saludable y sostenible del área intestinal y del sistema inmunológico de los peces. En la actualidad, el campo de aplicación de los probióticos se ha estado aplicando al nivel confinado, pero debería ser más asequible.
Tabla 1: Ventajas y desventajas de los probióticos
Ventajas 1. Impedimento de patógenos en el intestino o en otros lugares 2. Mejor digestibilidad y ajuste microbiano 3. Proporciona nutrición a los animales acuáticos 4. Estimula la respuesta inmunitaria del huésped a la enfermedad 5. Mejora la calidad del agua y asegura un ambiente amigable 6. Reducción de la carga de algas verde azules y limpieza del fondo del estanque 7. Menor cambio de agua necesario, reduciendo costos de bombeo de agua 8. Reducción del contaje de vibrio verde y reducción de cargas totales de vibrio 9. Reducción del nivel de amoníaco en el agua asegurando una producción más saludable y mayores ganancias.
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Desventajas 1. La aplicación incorrecta en el huésped, puede en algún momento ser tratada negativamente. 2. Los probióticos funcionan más lentamente que los antibióticos 3. Se estudia su aplicación en el intestino de peces, pero no se han encontrado más resultados en otros órganos. 4. No puede alcanzar y mantenerse en el lugar donde se va a aplicar el efecto. 5. El mal etiquetado y el manejo incorrecto pueden causar una condición adversa para el medio ambiente. 6. La mala orientación puede resistir los nuevos patógenos y será riesgosa para el ser humano. 7. Se requiere tecnología avanzada para preparar probióticos, que son el principal desafío [80].
NUTRICIÓN Las bacterias ecofriendly pueden ser más beneficiosas para la comunidad acuícola para el control de enfermedades y el mejoramiento de la salud. La evidencia de la eficiencia de los probiontes en la acuicultura debería estar más accesible. La producción de probióticos debe incrementarse mediante una investigación eficaz. Este es un enfoque que ahora preocupa a la FAO acerca de probióticos que utilizan políticas para mejorar la calidad del medio ambiente acuático. A continuación, enumeramos las ventajas y desventajas de los probióticos (tabla 1).
Conclusión La selección de probióticos es esencial y cómo se adoptan también es un gran desafío para las especies de cultivo. Un buen mecanismo de aplicación en el cultivo puede ser útil en diferentes situaciones. Esfuerzos recientes de investigación en probióticos muestran resultados positivos en cultivos. Es por eso que se debe tener más información
- ABRIL 2021 sobre las interacciones entre el huésped y los microbios en vivo. La tecnología debería desarrollar más para herramientas de seguimiento. Por ejemplo, se requiere una breve comprensión de la composición química y la actividad del microorganismo nativo y conocimiento molecular de sus cultivos microbianos. Debería analizarse más la eficacia de la competencia entre especies o cepas. Los probióticos son microorganismos beneficiosos para el huésped, aunque algunos de estos beneficios aún deben confirmarse mediante la aplicación clínica. Sin embargo, todavía existe un problema de conservación de estos microbios de cultivos tanto en almacenamientos como en el tracto gastrointestinal. Se necesita investigación de tecnología moderna que pueda proteger y retener la viabilidad de probióticos de cultivos de peces. También existen preocupaciones sobre los impactos
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negativos de los probióticos en consumidores receptivos, pero no hay data suficiente para respaldar dichas preocupaciones. Los probióticos y los simbióticos pueden ser mecanismos alternativos para aumentar los niveles de microorganismos beneficiosos en el intestino. Dados los problemas de salud de la pesca asociados con los probióticos, puede ser un enfoque innovador para las futuras especies acuáticas•
Para más información sobre este artículo escriba a: xueliangyi@nbu.edu.cn
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Efectos de la calidad de agua con presencia de gregarinas y epibiontes en el crecimiento del camarón en un ciclo de cultivo Autores: Enrique Valbuena Leyda González Escuela de Ingeniería de Producción animal. Facultad de Ciencias Agropecuarías. Universidad Rafael Urdaneta, Maracaibo, Venezuela. cienciasunomacaro@gmail.com
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n el cultivo del camarón hay que tomar en cuenta factores que van a definir una buena producción y desarrollo del camarón a la hora del cultivo, desde su etapa larvaria hasta su crecimiento y desarrollo donde alcanzara el peso promedio para su comercio. En específico y muy importante factor es la calidad del agua, que está constituido por un número de características que le dan la calidad óptima al cultivo para que este se lleve a cabo de manera excelente y la mejor para facilitar todo el desarrollo, alimentación, sanidad y futura venta del camarón. Dentro de las características que definen la calidad del agua están: temperatura, fotosíntesis y respiración, sustan- cias y partículas disueltas, salinidad, alcalinidad, demanda bioquímica de oxígeno, pH, oxígeno disuelto, solubilidad, nitrógeno y fosforo, donde todos juntos a niveles específicos para la sobrevivencia del camarón, dan la calidad del agua en el cultivo. Por lo anteriormente planteado se realizó una evaluación del efecto de la calidad del agua sobre el camarón (Litopenaeus vannamei) en un ciclo de cultivo, estudiando así los factores fisicoquímicos y biológicos para determinar cómo influyen dichos factores en el crecimiento y desarrollo del camarón y su comportamiento con la presencia de las diferentes características que determinan la calidad del agua en el cultivo (Valbuena, 2018). Tomando en cuenta lo expuesto, se realizó un experimento con el propósito de responder el siguiente objetivo: Determinar el efecto de la calidad del agua sobre el camarón en un ciclo de cultivo.
Materiales y Métodos La fase experimental se llevó a cabo en la Agropecuaria Camaronera Astrea, ubicada en Bachaquero, Curva del Indio, Estado Zulia. Cuenta con 18 piscinas para un total de 72 hectáreas, de las cuales todas se efectuó el experimento se encuentran en producción. El experimento se realizó con una población del camarón Litopenaeus vannamei, los sitios de muestreos se seleccionaron aleatoriamente para un total de 4 piscinas en la granja. El monitoreo de las piscinas se realizó una
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vez por semana, tomándose 2 piscinas por zonas, para un total de cuatro piscinas en el estudio. Se estimó un total de 10 muestras por piscinas y 40 organismos por muestreos. El monitoreo de las piscinas se realizó una vez por semana, tomándose 2 piscinas por zonas, para un total de cuatro piscinas en el estudio. Se estimó un total de 10 muestras por piscinas y 40 organismos por muestreos. El primer muestreo se realizó a los 30 días después de la siembra, ya que los organismos tienen el peso adecuado para ser analizados. Además, a estas piscinas se le registro el peso promedio y las sobrevivencias en cada muestreo, para llevar un control del incremento del crecimiento semanal y porcentaje de sobrevivencia de las poblaciones de camarones. Para la recolección de las muestras fueron tomadas manualmente con ayuda de una atarraya de 0.8 pulgadas y guardadas en bolsas plásticas con agua (25% de su capacidad) y previamente rotuladas con el número de la piscina a muestrear. La toma de muestra se realizó frente a la compuerta de descarga de la piscina, en el área frente a los filtros, para los análisis de laboratorio en fresco (patología interna del camarón). Para determinar la presencia de las comunidades de epibiontes se realizó un análisis en fresco de porciones de branquias de cada uno de los camarones de estudio. Estas porciones fueron colocadas en portaobjetos y bañadas con solución salina; con la finalidad de mantener los organismos en su mismo medio de salinidad; posteriormente fueron cubiertas con cubreobjetos. Del mismo modo, se realizó un raspado interno de la cutícula; con el fin de desprender una pequeña membrana ubicada en esta y se colocó también en portaobjetos para su posterior análisis en el microscopio óptico (VAN GUAR). Estas muestras se observaron con los objetivos de 40X y 100X. En el caso de la determinación de la presencia de gregarinas, se realizó un análisis en fresco de porciones de heces de cada uno de los camarones de estudio. Estas porciones fueron colocadas en portaobjetos y bañadas con solución salina; posteriormente fueron cubiertas con cubreobjetos. Estas muestras se observaron con los objetivos de 40X y 100X.
La prevalencia de las comunidades de epibiontes y gregarinas se realizó de acuerdo con la propuesta por Amos, (1985) donde:
Para el estudio de las variables fisicoquímicas en cada una de las piscinas de estudio se medió in situ; pH con un (Ecosense 10A) y la temperatura (ºC) con un YSI. Para los análisis de agua se tomó una (1) muestra de las piscinas de estudios una vez por semana y se colocaron en envases plásticos de (500 ml), las cuales fueron guardadas en cavas para su traslado al laboratorio y su posterior análisis. El total de muestras analizadas fue de 87. Dichos análisis se analizaron con un Espectrofotómetro marca YSI (9500). Se elaboró una matriz con la data de cada piscina que agrupo la presencia, la prevalencia y variables fisicoquímicas. Los valores obtenidos fueron sometidos a un Análisis de Correlación usando el índice de Pearson para determinar la relación de los organismos epibiontes y gregarinas y las variables fisicoquímicas con el engorde y la sobrevivencia de los camarones.
Resultados y Discusión Efecto de los parámetros fisicoquímicos sobre el crecimiento del camarón Al analizar el factor temperatura se determinó un marcado efecto de esta sobre el crecimiento, con temperatura promedio de 29.11 se encontraron diferencias significativas (P<0.01) como se muestra en la Tabla 1, guardando coinci- dencia con los resultados indicados por Montagna (2011), quien demostró un aumento significativo del crecimiento con temperaturas de 15°C a 25°C, reduciéndose en los camarones criados a 30°C. Se encontró una alta correlación significativa entre el crecimiento y los nitritos se evidencia en la Tabla 2, los compuestos de nitrito están presentes en forma natural en las aguas marinas y continentales, y generalmente resultan de las descargas puntuales y nopuntuales que algunas veces son elevadas, de manera tal que provocan efectos agudos en estanques de cultivo que son alimentados con aguas que reciben tales descargas.
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La adición de NaNO2 durante el día de siembra puede incrementar el crecimiento de las bacterias que oxidan el nitrito, además de mejorar el crecimiento del camarón, según destacan Lara et al. (2016). Con respecto al calcio Tabla 3, los resultados indican un efecto significativo (P<0.01) del mismo sobre el crecimiento de los camarones, lo cual se corroboró al contrastarlo con los resultados obtenidos por Amador et al. (2000), al demostrar que se incrementó el crecimiento en un 12% en las piscinas tratadas, sin embargo, no hubo diferencias esta- dísticas significativa con un intervalo de confianza del 95% entre los estanques con cal y los estanques sin cal. Se encontró un efecto significativo del magnesio en el crecimiento de los camarones ver Tabla 4, lo cual difiere de los resultados obtenidos por Valenzuela-Quiñones et al. (2000) al no encontrar diferencias estadísticas significativas, sin embargo, fue posible observar una tendencia de mayor crecimiento del camarón conforme los valores de las relaciones Na/K y Mg/K (T1; 37.91 y 3.68 respectivamente) se asemejaron a la del agua marina (Tm: 14.8 y 2.4, respectivamente). Se evidenció una moderada correlación significativa (P<0.01) entre el crecimiento y la alcalinidad indicando que hay una alcalinidad óptima que favorece la neutralización de la acidez mejorando el crecimiento de los camarones, Tabla 5. Una manera económica de mejorar la alcalinidad es añadir materia orgánica, que al descomponerse libera dióxido de carbono. La alcalinidad debe ser superior a 75 mg/L en estanques de camarón. La alcalinidad generalmente desciende en estanques con suelos ácidos y en aguas con baja salinidad. En este caso de estudio la alcalinidad alcanzó un promedio de 72,8 mg/L lo que indica que está por debajo del valor normal. Efecto de los parámetros fisicoquímicos sobre la sobrevivencia del camarón Las Tablas 6 y 7 muestran la correlación existente entre la sobrevivencia del camaron
MANEJO ACUÍCOLA y los parámetros fisicoquí- micos Calcio y Magnesio. No se encontró efecto de las gregarinas sobre el crecimiento de los camarones a diferencia de lo que han logrado otros investigadores; mientras que si hubo un efecto estadístico significativo entre el crecimiento y la presencia de epibiontes en los camarones ver Tabla 8, resultados que coinciden con los indicados por Cabrera y Rubio (2012), quienes demostraron alto grado de relación en severidad por la infestación de protozoarios epibiontes sobre la superficie de los camarones, además mostraron la prevalencia total con tendencia ascendente a medida que avanza el cultivo. Por otra parte, estos resultados difieren de los señalados por Betancourt Ferrer (2016), quien en las piscinas utilizadas para la investigación no se observó diferencias significativas con la prevalencia total de epibiontes a nivel de branquias y cutículas. Sin embargo, si se presentaron diferencias significativas con la prevalencia total de otros protozoarios como Zoothamnium sp y Epistylis sp. Se detectó una moderada y significativa correlación entre la sobrevivencia y la presencia de gregarinas a nivel de branquias en los camarones, indicando un efecto importante en la sobrevivencia de estos, ver Tabla 9. Estos resultados coinciden con los demostrados por Arzola et al. (2008), quienes indicando altos porcentajes de sobrevivencia en cultivos de camarón blanco (Litopenaeus vannamei), aún en presencia de gregarinas. Con respecto a la presencia de epibiontes establecida en Tabla 10 se demostró una correlación estadística significativa (P<0.05) entre sobrevivencia y epibiontes, coincidiendo con los resultados de Cabrera y Rubio (2012), al demostrar correlación entre sobrevivencia y epibiontes sobre la superficie de los camarones, además mostraron la prevalencia total con tendencia ascendente a medida que avanza el cultivo. Según los resultados encontrados se deduce que en las piscinas de cultivo los camarones se encuentran expuestos a variaciones ambientales naturales propias de la estación del año y de la influencia del ambiente donde se desarrolla el cultivo. Diversos estudios han sugerido que estas variaciones, particularmente en los
- ABRIL 2021 Tabla 1. Correlación entre crecimiento y temperatura
**.La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed)
Tabla 2. Correlación entre crecimiento y nitritos
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed) Tabla 3. Correlación entre crecimiento y calcio
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed)
Tabla 4. Correlación entre crecimiento y magnesio
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed)
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- ABRIL 2021 parámetros fisicoquímicos del agua, pueden afectar el metabolismo, crecimiento, muda y sobrevivencia de los camarones de cultivo. La temperatura del agua es considerada como el factor fisicoquímico más importante ya que, además de los efectos arriba mencionados, influye también en el consumo de oxígeno de los camarones. Por otra parte, la presencia de protozoarios, gregarinas y epibiontes, representan un problema tangible dentro de la camaronicultura, generando pérdidas económicas graves a los productores, por lo cual es esencial conocer las condicio- nes de cultivo, el patógeno y el ambiente, para lograr prevenir y tratar estos problemas. Uno de los signos más comunes de una salud deteriorada es la presencia de epicomensales o el crecimiento de organismos epibiontes en la superficie del camarón.
Tabla 5. Correlación entre crecimiento y alcalinidad
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed)
Tabla 6. Correlación entre sobrevivencia y calcio
Conclusiones Al evaluar el efecto de los parámetros fisicoquímicos sobre el crecimiento del camarón se evidenció que los factores más destacados con una correlación estadística significativamente alta fueron la temperatura, nitritos, calcio, magnesio y alcalinidad. Estos factores físicoquímicos revisten importancia para el cultivador de camarones ya que de ellos depende el éxito económico del cultivo de camarón de la región ya que un ambiente alterado en las piscinas de cultivo difícilmente contribuirá a una producción de camarón abundante y de calidad. Al evaluar el efecto de los parámetros fisicoquímicos sobre la sobrevivencia del camarón se detectó que la sobrevivencia se mantuvo alta y solo los factores químicos representados por el calcio y el magnesio tuvieron una correlación estadística significativa en la sobrevivencia de los camarones, de allí que durante el ciclo de cultivo la misma se mantuvo con un alto porcentaje. En cuanto al efecto de los epibiontes y gregarinas sobre el crecimiento del camarón en un ciclo de cultivo, se evidenció que en el crecimiento de los camarones ejercieron influencia los epibiontes encontrándose una correlación significativa. Mientras que no hubo efectos de las gregarinas, por lo tanto, se concluye que fueron resultados aceptables en este ensayo. Al evaluar el efecto de los epibiontes
*. La correlación es significativa en el 0.05 del nivel (2 -tailed)
Tabla 7. Correlación entre sobrevivencia y magnesio
*. La correlación es significativa en el 0.05 del nivel (2 -tailed)
Tabla 8. Correlación entre crecimiento y epibiontes
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed)
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MANEJO ACUÍCOLA y gregarinas sobre la sobrevivencia del camarón en un ciclo de cultivo, tanto epiontes como gregarinas demostraron ejercer efecto evidenciado en una correlación estadística significativa, por lo que se concluye que la presencia de epibiontes y agentes patógenos ponen en riesgo la supervivencia del camarón. En función de estas conclusiones se realizan algunas recomendaciones entre ellas, mantener un manejo adecuado de los ciclos de cultivo tomando en consideración el factor temperatura, así como las concentraciones de nitritos, calcio, magnesio, sólidos suspendidos y contaminantes. Algunos de estos factores, particularmente los contaminantes, se han asociado a alteraciones perjudiciales en organismos de cultivo como reducción de la tasa de crecimiento, supresión del sistema inmune y aumento en la susceptibilidad a infecciones bacterianas y virales. Realizar el monitoreo permanente de los organismos de cultivo para la presencia de epibiontes y patógenos en conjunto con el monitoreo de la calidad del agua lo que ayudará en la toma de decisiones para la optimización de la producción y a su vez
- ABRIL 2021 Efecto de los epibiontes y gregarinas sobre la sobrevivencia del camarón en un ciclo de cultivo Tabla 9. Correlación entre sobrevivencia y gregarinas
**. La correlación es significativa en el 0.01 del nivel (2 -tailed) Tabla 10. Correlación entre sobrevivencia y epibiontes
*. La correlación es significativa en el 0.05 del nivel (2 -tailed)
evitar mortalidades elevadas y pérdidas económicas considerables•
Esta es una reedición del artículo original véalo en http://uruojs.insiemp.com/ojs/index.php/tecno/ article/view/294, para mayor información escriba a: cienciasunomacaro@gmail.com
REFERENCIAS Amador T J., Urango M W., Fuentes B, Verena. (2000). Uso del carbonato de calcio para contrarrestar los efectos del TSV sobre el camarón marino (Litopenaeus vannamei), durante el ciclo de engorde. Rev MVZ Córdoba 5(2):10. Arzola, Flores, Izabal y Gutiérrez. (2008). Crecimiento de camarón blanco (Litopenaeus vannamei) en un estanque rústico a baja salinidad. pp. 8-15. http://www.revistaaquatic.com/ojs/index.php/aquatic/article/view/194 Betancourt Ferrer. (2016). Efecto de las comunidades de epibiontes sobre el camarón (Litopenaeus vannamei) durante un ciclo de cultivo. Universidad del Zulia. Cabrera F. y M. Rubio. (2012). Protozoarios epibiontes en el cultivo del camarón Litopenaeus vannamei. Rev. Fac. Cienc. Vet., 53, (2). Lara G., P.S. Furtado, B. Hostins, L. Poersch y W. Wasielesky Jr. (2016). Adición de nitrito de sodio y biofilm a un sistema de cultivo biofloc de Litopenaeus vannamei. Lat. Am. J. Aquat. Res., 44(4). http://dx.doi.org/10.3856/ vol44-issue4-fulltext-11 Montagna, M.C. (2011). Efecto de la temperatura sobre la supervivencia y el crecimiento de los camarones dulcia- cuícolas Macrobrachium borellii y Palaemonetes argentinus (Crustacea, Palaemonidae). Iheringia, Sér. Zool. [online]. 101(3), pp.233-238. ISSN 0073-4721. http:// dx.doi.org/10.1590/S0073-47212011000200011. Valenzuela-Quiñonez W., G. Rodríguez-Quiroz y H. M. Esparza-Leal (2010). Cultivo intensivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei (BOONE) en agua de pozo de baja salinidad como alternativa acuícola para zonas de alta marginación. Ra Ximhai, 6(1), pp. 1-8. Valbuena, E. (2018). Efecto de la calidad del agua sobre el camarón (litopenaeus vannamei) en un ciclo de cultivo. (Trabajo Especial de Grado en Ingeniería de Producción Animal, Universidad Rafael Urdaneta). Maracaibo, Venezuela.
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ESTADÍSTICAS
- ABRIL 2021
COMERCIO EXTERIOR
EXPORTACIONES DE CAMARÓN ECUATORIANO (TONELADAS MÉTRICAS vs. DÓLARES) 2010 - 2020
Fuente: Banco Central del Ecuador
EXPORTACIONES DE CAMARÓN ECUATORIANO: COMPARATIVO MENSUAL (LIBRAS) Enero 2018 hasta Marzo 2021
Fuente: Cámara Nacional de Acuacultura
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ESTADÍSTICAS
- ABRIL 2021
COMERCIO EXTERIOR
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL CAMARÓN ECUATORIANO: PROMEDIO ANUAL (LIBRA) 2013 - 2020
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL CAMARÓN ECUATORIANO: PROMEDIO MENSUAL (LIBRA) Marzo 2019 hasta Marzo 2021
PORCENTAJE DE PARTICIPACIÓN DE MERCADO DEL CAMARÓN ECUATORIANO (LIBRAS) Marzo 2020 vs. Marzo 2021
Fuente: Cámara Nacional de Acuacultura
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ESTADÍSTICAS
- ABRIL 2021
EXPORTACIONES DE TILAPIA ECUATORIANA A EE. UU. (LIBRAS vs. DÓLARES) ENERO 2020 - FEBRERO 2021
EXPORTACIONES DE TILAPIA ECUATORIANA A EE. UU. EVOLUCIÓN DEL PRECIO PROMEDIO (LIBRA) ENERO 2020 - FEBRERO 2021
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REPORTE DE MERCADO
- ABRIL REPORTE DE 2021 MERCADO
Importación de camarón de China Autor: Sophia Balod Seafood TIP sophia@seafood-tip.com
L
as importaciones chinas alcanzaron 61,557 toneladas en enero de 2021, pero cayeron en febrero a 28,942 toneladas. Las importaciones totales hasta la fecha alcanzaron las 90,500 toneladas, con un valor de 492 millones de dólares. En este informe, tomamos precauciones al comparar los volúmenes actuales con las importaciones en enero y febrero de 2020, ya que la data de estos meses se publicó en conjunto y, por lo tanto, es difícil hacer un análisis mensual. Desafortunadamente, comparando la data actual con la de 2019 tampoco se muestra una imagen precisa, ya que desde Ecuador se enviaron volúmenes considerables a través de Vietnam durante este período. En cuanto a las importaciones de diciembre de 2020, los envíos a China en enero de 2021 mostraron un aumento del 40%, probablemente debido a un aumento en la demanda del Año Nuevo chino que se celebró posterior a la fecha original este año (12 de febrero). Sin embargo, al observar los precios, podemos decir que el mercado claramente no se ha recuperado todavía. Los precios de importación cayeron de $5.67/kg
en diciembre de 2020 a $5.55/kg en enero de 2021. El precio volvió a bajar en febrero a $5.23/kg, la tasa más baja desde 2018. Ecuador sigue siendo el principal proveedor de China. Las importaciones de China desde Ecuador aumentaron a 40,623 toneladas en enero, volumen superior al de diciembre que alcanzó 24,688 toneladas. En febrero, las importaciones de Ecuador se redujeron casi a la mitad, alcanzando 21,978 toneladas. Si bien el volumen importado de Ecuador pareció mejorar en enero, los precios de importación dicen todo lo contrario. En enero, los precios alcanzaron los $5.09/kg y luego cayeron de $0.05 a $5.00 en febrero. Los precios de importación de Ecuador siguen siendo los más bajos entre los principales proveedores (India y Vietnam). Las importaciones de la India alcanzaron las 8,776 toneladas en enero de 2021, ligeramente por debajo de las importaciones de diciembre de 2020, que alcanzaron las 9,171 toneladas. Sin embargo, los precios de importación aumentaron $0.04 en enero ($6.12/kg) en comparación con diciembre. El repunte de precios podría explicarse por el hecho de que los compradores exigen más
Importaciones chinas en 2019, 2020 y 2021 (volúmenes y precio promedio/kg) *Data de enero y febrero de 2020 presentada en conjunto, ver a continuación.
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REPORTE DE MERCADO
- ABRIL 2021
tamaños pequeños y medianos de la India para los preparativos del Año Nuevo chino. En febrero, las importaciones se redujeron aún más a 2,500 toneladas, y los precios de importación también bajaron a $5.83/kg. Si bien las importaciones de Vietnam en enero de 2021 fueron ligeramente más bajas que las importaciones en diciembre de 2020, los precios fueron significativamente más altos. Las importaciones de Vietnam alcanzaron las 2,273 toneladas en enero de 2021, y los precios aumentaron de $6.42/ kg (en diciembre de 2020) a $6.96/kg. Los precios aumentaron aún más a $7.02/kg en febrero a pesar de que las importaciones cayeron a solo 398 toneladas en el mismo mes. Vietnam continúa disfrutando del beneficio geográfico que tiene con China, especialmente en enero, cuando las ventas aumentaron para la celebración del Año Nuevo chino.
Perspectivas Después de la celebración del Año Nuevo chino en febrero, una fuente de la industria nos dijo que no hay mucho stock en el mercado chino en este momento. Los compradores siguen siendo conservadores en sus compras (40% -50% menos que sus compras habituales), y ahora esperan que los precios bajen más antes de realizar nuevos lotes de pedidos. Además de la baja demanda de camarón congelado importado debido a incidentes relacionados con la contaminación, las empresas chinas también se están recuperando financieramente debido a la crisis económica causada por la pandemia. Las fronteras chinas también siguen siendo estrictas para las pruebas y el monitoreo de proyectos de camarón congelado importado. Estas medidas han alterado aún más las operaciones portuarias y han prolongado el despacho de estos productos. Con cuestionamientos planteados sobre productos de camarón congelado en China, la mayoría del camarón local se vende vivo y se comercializa como fresco y producido localmente. Sin embargo, nuestras fuentes nos dicen que no hay mucho camarón local disponible ahora en China, ya que la temporada de cosecha comenzará en mayo. En términos de consumo, China
Comparación de volúmenes de importación de enero y febrero de los principales países proveedores a China
está entrando ahora en la temporada baja de consumo de camarón y se espera que aumente nuevamente durante la celebración de festivales a mediados de otoño, en septiembre. *China publicó su data de importación de enero y febrero combinada, por lo que no pudimos separar las importaciones de enero de las de febrero. Por esta razón, en las figuras hemos tomado la media de estos dos meses. Esperamos que este reporte le proporcione información valiosa. Si tiene algún
comentario u observación de una situación diferente, estaremos encantados de saber de usted. Contácteme al correo Sophia@ seafood-tip.com La data que respalda este reporte se basa en datos de aduana de la Administración General de Aduana de la República Popular de China. Este informe fue escrito originalmente en inglés por Seafood TIP. El informe fue traducido por la Cámara Nacional de Acuacultura. Para más información sobre este artículo escriba a: sophia@seafood-tip.com
Precios promedio de importación de China desde Ecuador, India y Vietnam (2020 vs. 2021)
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REPORTE DE MERCADO
- ABRIL 2021
Importación de camarón de Estados Unidos Autores: Jim Kenny jkenny@urnerbarry.com
Gary Morrison gmorrison@urnerbarry.com Urner Barry
Importaciones de todos los tipos, por tipo Se liberaron las importaciones de camarón de enero y retomando justo donde se quedó, vemos un aumento del siete por ciento con respecto al año anterior. Se importaron 153.12 millones de libras de camarón en el mes, 10 millones de libras más que en enero de 2020, y un récord para el mes de enero. De cinco principales socios comerciales, solo India (-2.7%) envió menos. Indonesia (+21.4%), Ecuador (+12.3%), Vietnam (+45.9%) y Tailandia (+26.7%) enviaron más. Otros países que enviaron más de un millón de libras en el mes fueron combinados en términos de tendencia; México (-18.7%), Argentina (+20.2%), China (-27.4%) y Perú (-1.1%). En términos de forma de producto, en el mes de enero EE. UU. importó menos camarón con cáscara sin cabeza, que incluye pelado fácil (-19.4%) y empanizado (-5.3%). Hubo más camarón pelado (+17.1%) y cocido (+46.0%). En diciembre se observaron resultados similares.
Ángel Rubio, economista de Urner Barry Consulting, había pronosticado 150.92 millones de libras para enero, y está ofreciendo un pronóstico de 121.40 millones de libras para febrero, ocho millones de libras más que en febrero de 2020.
Ciclo mensual de importación por país (todos los tipos) India: siendo nuestro socio comercial número uno, representando el 39.5 por ciento del total, India (-2.7%) envió un poco menos de camarón a Estados Unidos en enero. Vimos 2.3 millones de libras más de camarón pelado y 5.7 millones de libras menos de camarón con cáscara. Indonesia: Indonesia se mantiene sólidamente ubicada en el puesto número dos, pero dada la solidez mostrada, tiene la intención de cerrar la brecha con India. El país ha registrado ganancias año tras año durante 21 meses consecutivos. Los envíos en el mes de enero fueron 21.4 por ciento más altos en comparación con el mismo mes de hace un año, liderados por un aumento
en todas las categorías; con cáscara (+7.2%), pelado (+10.9%), cocido (+93.4%) y empanizado (+5.9%). Ecuador: Ecuador aumentó los envíos a EE. UU. en un 12.3 por ciento en enero, pero sorprendentemente las ganancias no se dieron en el camarón con cáscara (-13.3%), sino en el camarón pelado (+74.0%). Vietnam y Tailandia: Ambos países enviaron más en el mes, Vietnam (+45.9%) y Tailandia (+26.7%), y ambos enviaron más camarón con cáscara. Cabe destacar un aumento del 27.3 por ciento en los envíos de camarón pelado de Vietnam, casi el doble del envío de camarón cocido de Vietnam y un 58 por ciento más del camarón cocido de Tailandia.
Importaciones de camarón con cáscara, cíclicos y por tamaño Las importaciones de camarón con cáscara sin cabeza, incluyendo pelado fácil, en enero fueron un 19.4 por ciento más bajas que en el mismo mes del año pasado. Todos los tamaños disminuyeron excepto el 26-30.
IMPORTACIONES TOTALES DE CAMARÓN DE TODOS LOS TIPOS EN LOS MESES DE ENERO (2003 A 2021)
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
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2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
REPORTE DE MERCADO
- ABRIL 2021 Los valores de reemplazo (importación $/ lb) para el camarón con cáscara bajaron por segundo mes consecutivo; cayendo $0.15 de $3.86 a $3.71 por libra.
IMPORTACIÓN DE CAMARÓN BLANCO
Valor agregado, importación de camarón pelado Las importaciones de camarón pelado aumentaron un 17.1 por ciento por segundo mes consecutivo, estableciendo un récord de enero. Los envíos más importantes a los EE. UU. fueron de India (+6.3%), Indonesia (+10.9%), Ecuador (+74.0%) y Vietnam (+27.3%). Los precios cayeron por segundo mes consecutivo pasando de $3.92 a $3.82 en enero.
Ene Feb Mar Abr
May Jun
Jul
Ago Sep
Oct
Nov
Dic
CAMARÓN CON VALOR AGREGADO
Las importaciones de camarón cocido (agua tibia) de enero aumentaron considerablemente, ahora ocho meses consecutivos. Las importaciones fueron un 59.3 por ciento más altas que en el mismo mes de 2020. Los suministros de productos empanizados importados cayeron un 5.3 por ciento.
Importaciones de camarón cocido, empanizado y otros
Ene Feb Mar Abr May
Jun Jul
Ago Sep Oct
Nov
Dic
IMPORTACIONES DE CAMARÓN DISTRIBUIDAS POR TIPO DE PRODUCTO
El precio de reemplazo de camarón cocido también fue más bajo por segundo mes consecutivo, cayendo de $4.71 a $4.62 por libra en enero.
Empanizado, 11.4 Cocido, 17.3
Con cáscara, 53.8
Línea de tiempo del precio del camarón; anuncios minoristas
Sin cáscara, 59,0
Minoristas: las actividades aumentaron entre enero y febrero, en línea con las expectativas. Por lo general, vemos que esto sucede en el mes ya que los minoristas ofrecen ofertas por la Cuaresma. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las oportunidades de compra son menores que el año pasado. El precio es más alto en febrero que en enero, pero por debajo del año pasado.
Empanizado, 10.8 Cocido, 27.5
Con cáscara,43.4
Sin cáscara,69,0
IMPORTACIÓN DE CAMARÓN POR PAÍSES 2021
Suministro de camarón a EE. UU. y situación del Golfo El Servicio Nacional de Pesquerías Marinas ha publicado su primer monitoreo de los desembarques de camarón del Golfo de México para 2021. Reportaron
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REPORTE DE MERCADO desembarques de enero de 2021 (todas las especies, sin cabeza) de 4.110 millones de libras en comparación con 2.836 millones en enero de 2020; un aumento del 45 por ciento. La acción del precio la dicta la oferta; 2020 marcó el punto más bajo en términos de desembarques.
Exportación de camarón ecuatoriano La actividad del mercado ha mejorado notablemente, probablemente superando las expectativas de la mayoría de la comunidad importadora; se han activado los pedidos dado el levantamiento de las restricciones de salidas. Esto por sí solo ha puesto al mercado en mejores condiciones, pero también se ve impulsado por los bajos inventarios y la dificultad para reemplazarlos de manera oportuna. El comercio entre importadores está activo. Además, la estructura de costos ha aumentado por una variedad de razones relacionadas a desafíos logísticos, y por los participantes del mercado, interesados en recuperar estos costos.
- ABRIL 2021
En términos de acción de precio, hemos visto que se desarrolla bastante fuerza en el mercado de productos de camarón de origen latino. El equilibrio varía de estable a firme.
oportunidades de dine-in (comer en locales), pero a los compradores les resulta cada vez más difícil conseguirlo. La preocupación por el suministro está aumentando debido a la falta general de suministro disponible y la dificultad para reemplazarlo•
La demanda de camarón tigre negro también está aumentando junto con las
IMPORTACIÓN DE CAMARÓN A ESTADOS UNIDOS TODOS LOS TIPOS
Ene Feb Mar Abr May Jun Fuente: U.S. Census, USDOC, Urner Barry
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Jul
Ago Sep Oct
Nov Dic
NOTICIAS
- ABRIL 2021
Tailandia mantiene restricción a la importación de camarón ecuatoriano Solo ingresaron los contenedores con órdenes de compra firmadas hasta el 3 marzo 26 de marzo.- Tailandia permitió el ingreso de alrededor de 500 contenedores provenientes de Ecuador que tenian órdenes de compra firmadas hasta el 3 de marzo de este año. Esto tras el anuncio del Departamento de Pesca del Ministerio de Agricultura y Cooperativas de Tailandia que dispuso la suspensión temporal de las exportaciones de camarón de Ecuador en Tailandia. Mientras tanto, las autoridades ecuatorianas en coordinación con la Cámara Nacional de Acuacultura, trabajan en la verificación de los requisitos sanitarios que debe cumplir el camarón ecuatoriano para ingresar a dicho mercado, con el propósito de levantar la medida.
Desde inicios de marzo, la CNA puso en conocimiento de las autoridades un comunicado en el que se alegó un supuesto bloqueo de las importaciones de camarón provenientes de Ecuador y Madagascar, ante la detección de enfermedades animales como Síndrome de la Mancha Blanca (WSSV), virus de la Necrosis Infecciosa Hipodérmica y Hematopoyética (IHHNV) y virus de la Cabeza Amarilla (YHV). Dicho comunicado indica que la medida de suspensión es temporal por 90 días para las especies Penaeus vannamei, P. monodon y P. stylirostris.
Gestiones para solucionar problemas logísticos de descarga 25 de marzo.- Directivos de la Cámara Nacional de Acuacultura mantuvieron una reunión con representantes de la empresa logística Andinave, para tratar los problemas de operatividad registrados en lo que respecta a la carga al granel y su afectación en los tiempos de descarga con las importaciones de las fábricas de alimento balanceado. La Cámara Nacional trabajará en una hoja de ruta que permita encontrar una pronta solución con todos los actores involucrados.
Taller formación dual para jefes de campo del sector camaronero 11 de marzo.- Se desarrolló un taller virtual dictado por Javier Ortiz, Director de la Fundación Centrum Humboldt y parte del programa de la Duale Schule de Guayaquil. En el encuentro se explicó el aprendizaje de manera mixta, tanto en el centro educativo como en la compañía que patrocina a los estudiantes. Forma en prácticas y técnicas para lograr una eficiente producción del camarón basada en valores y principios de producción sustentable.
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Impulsa la creación de una “cantera o semillero” de futuros empleados cualificados. Lo que representa un ahorro en los costos de selección y adaptación de los empleados a los puestos de trabajo.
