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Proyecto Fishboost - En Profundidad

Investigadores buscan mejorar la productividad de las principales especies de la piscicultura europea

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La acuicultura podrá experimentar una nueva era en el momento que los planes de mejora genética comiencen a ser aplicados de manera rutinaria en las empresas productoras acuícolas, como ya se viene haciendo en el resto de los sectores agroindustriales y ganaderos más maduros.

Actualmente, solo alrededor del 10 por ciento de la producción acuícola mundial procede de stocks mejorados genéticamente, una cifra que se antoja escasa si tenemos en cuenta que la mayoría de ellos solo incluyen elementos básicos.

Con el objetivo de dar un impulso a esta disciplina, un consorcio de 14 reconocidos centros de investigación, 7 pequeñas y medianas empresas, 4 grandes empresas y una ONG de toda Europa forman parte del proyecto europeo “Fishboost”, que está trabajando en la mejor manera de trasladar este potencial usando esquemas de selección aceptables económica y socialmente, y desarrollarlos de forma adecuada para cada una de las seis especies objetivo del proyecto a través de la investigación en colaboración con la industria.

Para ello, señalan desde el proyecto Fishboost, se investiga también la idea que la sociedad tiene sobre los sistemas y métodos de cría aceptables para la acuicultura. Una mayor productividad, a través de un uso más eficiente de los peces, puede dar lugar a una reducción de precio en los productos de la acuicultura para los consumidores. La reducción de la mortalidad en la producción acuícola a través de la selección para la resistencia a enfermedades reduce el impacto sobre los peces silvestres y aumenta la salud y el bienestar de los peces de cultivo, lo que mejoraría aspectos clave en las preocupaciones sociales actuales.

Las especies de estudio son el salmón Atlántico (Salmo salar), la carpa común (Cyprinus carpio), la lubina (Dicentrarchus labrax), la dorada (Sparus aurata), la trucha arcoíris (Onchorryncus mykiss) y el rodaballo (Scophthalmus maximus).

Entre estas empresas se encuentra Geneaqua SL, Spin Off de la Universidad de Santiago de Compostela (USC). Esta empresa biotecnológica, especializada en genética para la acuicultura, desarrolla dentro de Fishboost las tareas genómicas relacionadas con el rodaballo, especie en la que España es líder de producción en Europa.

Es de destacar, dentro del trabajo que realiza Geneaqua, la participación como asesor del Dr. Paulino Martínez, director del grupo ACUIGEN de la USC.

Primeros resultados del proyecto Fishboost

adrian-millan-geneaqua-fishboot Adrián Millán, gerente Geneaqua

El gerente de Geneaqua, Adrián Millán explica a misPeces que, actualmente y ya cumplida la mitad del proyecto, “todos los paquetes de trabajo previstos están avanzando adecuadamente”.

Estos paquetes de trabajo (Work Package-WP) estudian aspectos relativos a la resistencia a las enfermedades de las seis especies objeto de estudio con gran influencia en cada una de ellas. Un paquete de trabajo en concreto, el  WP3, trata el desarrollo de herramientas genómica para el conocimiento de la base genética de la resistencia a patologías y su utilización en programas de selección.

Al respecto del paquete de trabajo 1 (WP1), señala que en este último año y medio ha sido el más desarrollado, llevándose a cabo experimentos de infección experimental a gran escala para estudiar la resistencia de las especies objeto de la investigación a los patógenos de interés industrial. En todos ellos, añaden, se posibilitó la recolección de muestras de tejido y datos muy informativos acerca de la resistencia a estas enfermedades.

Estas muestras, añade, “se utilizaron en uno de los mayores esfuerzos coordinados de genotipado (Secuenciación RAD) hechos hasta la fecha en el mundo de la acuicultura, para generar con éxito marcadores genéticos localizados a lo largo de todo el genoma de las diferentes especies de peces analizadas”.

Geneaqua, señaló Adrián Millán, es el socio responsable de todo el desarrollo genómico en rodaballo, analizando la arquitectura génica de la resistencia a Philasterides dicentrarchi, una de las principales patologías que afectan al cultivo de esta especie. Hasta ahora, “se han obtenido más de 18.000 marcadores moleculares (SNPs) que permitirán mejorar el mapa genético del rodaballo y profundizar en el análisis de la resistencia a patologías y crecimiento”.

El rodaballo es la principal especie de estudio de Geneaqua en el marco del proyecto Fishboost

Genómica aplicada a las especies de estudio y su viabilidad coste – efectivo

Las muestras individuales de cada pez infectado experimentalmente se genotiparon utilizando diversos metodologías de secuenciación RAD (RAD-Seq, ddRAD-Seq, 2bRAD-Sec). En todos los casos, la secuenciación RAD dio lugar a diferentes paneles de SNPs distribuidos homogéneamente por el genoma, utilizables a nivel familiar y poblacional. Estos resultados han puesto de manifiesto la utilidad de las técnicas de RAD para un genotipado coste-efectivo de las especies acuícolas, pudiendo dar lugar a la futura  aplicación a gran escala de la genómica en los programas de mejora de estas especies.

Las muestras de los experimentos de exposición a la enfermedad y los datos obtenidos de la secuenciación RAD se utilizaron para estimar los parámetros genéticos de resistencia a enfermedades, detectar y validar marcadores genéticos que afectan la resistencia, realizar predicciones genómicas y, en última instancia, aplicar los resultados en la cría selectiva para la resistencia a la enfermedad específica de cada una de las especies estudiadas.

Por su parte, en el paquete de trabajo 2 (WP2), se analizan los rasgos de eficiencia productiva. “En FISHBOOST se ha dedicado un gran esfuerzo para identificar indicadores de eficiencia para los rasgos productivos, difíciles de medir en peces vivos. Cuando los rasgos pueden ser medidos en los peces vivos, significa que los caracteres que normalmente sólo se pueden obtener de hermanos de los candidatos, se pueden medir en los mismos candidatos de selección. Eso hace que la selección sea más eficiente”, señala al respecto Millán.

Ya en el paquete de trabajo 6 (WP6) se realiza la evaluación económica de los programas de mejora genética. Una encuesta entre los productores mostró cuántos programas de selección existen por especie y reveló sus principales características. Las cuotas de mercado de las empresas que utilizan mejora genética en cada especie fueron: 65-68 por ciento en la trucha, 93-95 por ciento para el salmón, 43-56 por ciento para la lubina, 60-66 por ciento en dorada y el 100 por cien para el rodaballo, lo que demuestra que la cría selectiva juega un papel importante en la acuicultura europea.

Se han desarrollado modelos bioeconómicos para el análisis de los valores de crecimiento, consumo de alimento, mortalidad y la homogeneidad productiva; cuantificando la importancia de estas características para la acuicultura europea.

El paquete de trabajo 5 (WP5) trata sobre la percepción que los productores tienen de la mejora genética en la acuicultura. Este paquete de trabajo ha completado todas sus tareas, objetivos y fases en el último año y medio. A través de entrevistas y una encuesta entre los productores y las organizaciones representativas del sector, han sido capaces de determinar los puntos positivos, las preocupaciones y aspectos sensibles, las ventajas y los retos a los que se enfrentan los productores acuícolas relacionados con la aplicación de las prácticas de selección genética existentes y los nuevos métodos de mejora;  incidiendo en conocer la importancia relativa de cada uno de los diferentes rasgos.

Estos resultados, junto con los resultados de todos los demás paquetes de trabajo serán utilizados como datos base para optimizar los programas de cría en el paquete de trabajo 4 (WP4) para las seis especies. Las especificidades biológicas y las limitaciones tecnológicas de cada industria se tendrán en cuenta para esta optimización.

Impacto científico, tecnológico, comercial, social y ambiental del proyecto Fishboost

Los efectos más importantes de FISHBOOST surgirán, señala Millán, “cuando los criadores de peces utilicen las nuevas tecnologías de selección y adopten protocolos apropiados para la toma de datos fenotípicos para integrarlos y lograr la ganancia genética esperada. De esta manera, se llevaría el desarrollo de los programas de reproducción de la especie al siguiente nivel”.

Para ello, se están desarrollando diseños optimizados de mejora genética utilizando nuevas herramientas genómicas para las seis especies, incluyendo además la evaluación económica de éstos para mejorar la precisión de la selección y su impacto productivo.

Entre las mejoras y el impacto de Fishboost destacan, según el paquete de trabajo:

• El análisis de diferentes metodologías de genotipado por secuenciación (RAD-Seq) en el nuevo secuenciador NextSeq500 que hará posible la comparación de su eficiencia para futuras aplicaciones en acuicultura y otras especies. (WP3)

• Mapeo de un QTL para la resistencia a VNN en lubina. La predicción genómica de los valores genéticos aumenta la precisión de la selección en un 50 por ciento en comparación con los métodos tradicionales. Estos resultados podrán ser incorporados por la industria para la cría (WP1)

• Un nuevo método para mezclar en un pool de ADN de individuos con fenotipos extremos (vivo / muerto), a partir de un reto de infección experimental,  y utilizar estos datos para la predicción genómica de peces genotipados individualmente, puede reducir los costes para la selección genómica de las especies acuícolas, mientras se mantiene una alta precisión en la selección  (WP3)

• Un estudio de epidemiología genética en el rodaballo, usando el parásito Philasterides dicentrarchi, mostró variación genética significativa en diferentes componentes de los fenotipos de resistencia a enfermedades, incluyendo la resistencia, la tolerancia, la resiliencia y la infectividad. Los resultados tienen implicaciones en la comprensión de la epidemiología genética en la acuicultura (WP1)

• Para la dorada, se ha validado un método para predecir el rendimiento de filete con registros morfométricos no destructivos, sin necesidad de sacrificar a los peces. Se espera que la selección usando estos predictores no destructivos de rendimiento de filete mejore eficazmente el rendimiento final (WP2)

• En la trucha arco iris, la eficiencia alimenticia se puede mejorar a través de la selección simultánea para un rápido crecimiento mientras se mantiene constante el porcentaje de lípidos. Esto hace que sea posible seleccionar para un mejor factor de conversión, que es un rasgo difícil de seleccionar debido a que no se puede medir de forma individual en los peces. La mejora de la eficiencia de la alimentación reduce el impacto ambiental de la producción acuícola (WP2)

• En la carpa común, los estudios se han realizado sobre las reservas de lípidos durante el invierno. Los resultados muestran unos datos de heredabilidad media- alta para el crecimiento, contenido de grasa muscular y el índice visceral. Este es el primer paso práctico para desarrollar un programa de selección de la carpa común en Europa. (WP2)

• Nuevas herramientas de software están disponibles gratuitamente para la industria de la acuicultura (WP4):
BASEPOP es una herramienta de software para seleccionar de forma óptima peces individuales o líneas de peces para nuevos programas de cría en acuicultura. FISHBOOSTSEL es una herramienta de software que maximiza la ganancia genética y diseña  los apareamientos de los diferentes tanques en los que se organizan los reproductores, teniendo en cuenta la restricción de la endogamia, problema común en la acuicultura.

• El conocimiento del concepto que los productores europeos de acuicultura y sus organizaciones representativas tienen sobre la mejora genética hará que la industria esté en mejores condiciones de decidir sobre las características y métodos productivos aceptables en el futuro de la acuicultura europea (WP5)

• Los diferentes eventos informativos y la página web www.fishboost.eu dan información acerca de la mejora genética acuícola y del proyecto FISHBOOST a la sociedad (WP7)

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