BIOTECNOLOGIAS Y CULTIVO EN AGUAS CONTINENTALES DEL CAMARON MARINO LITOPENAEUS VANNAMEI

Transcripción

1 ACUAESPE 2016 BIOTECNOLOGIAS Y CULTIVO EN AGUAS CONTINENTALES DEL CAMARON MARINO LITOPENAEUS VANNAMEI Juan QUIMI (2), Cesar SOLANO (1), Jinelka LOPEZ (2), Emmerik MOTTE (2), Virna Cedeño (2), Eric MIALHE (1). INCABIOTEC, 212 Calle Filipinas, Tumbes, PERU; CONCEPTO AZUL, 528b Circunvolución Norte, Guayaquil, ECUADOR

2 Acuicultura mundial / América latina 2010

3 En 2010, la composición de la producción acuícola mundial fue: peces de agua dulce (56,4 %, 33,7 M.T), moluscos (23,6 %, 14,2 M.T), crustáceos (9,6 %, 5,7 M.T), peces diádromos (6,0 %, 3,6 M.T), peces marinos (3,1 %, 1,8 M.T) y otros acuáticos animales (1,4 %, 0,8 M.T). El número de especies registradas por FAO en las estadísticas de producción de acuicultura es de 541 especies en 2010, incluyendo: 327 peces de aleta (5 híbridos), 102 moluscos, 62 crustáceos, 6 de anfibios y reptiles, 9 invertebrados acuáticos y 35 algas. Ecuador Camarón (nativo) Trucha (exótica): impactos ecológicos negativos Tilapia (exótica): impactos ecológicos negativos... enorme potencial de especies nativas

4 Cultivo extensivo del camaron blanco Litopenaeus vannamei (Ecuador) - Alrededor de ha de camaroneras. - En 2010, la producción del cultivo de camarón ecuatoriano ha sido de T (5% de la producción mundial; US $ 1,1 mil millones). - La mayoridad de superficie de piscinas es explotada por grande empresas con inmensas piscinas y camaroneras. - El sistema de cultivo es semi-intensivo (siembra de 8 a 15 animales por m2) - La productividad es baja (alrededor de 1,1 T /ha/ciclo; máximo 3T/ha/año) - El numero de empleos es bajo (alrededor de 0,2 / ha)

5 Cultivo intensivo del camaron blanco Litopenaeus vannamei Sistema de cultivo de camarón intensivo en Asia, Perú, etc. Siembra animales por m2 Piscinas pequeñas (500 m2 hasta 1ha) Sistema bifásico con pre-cultivo en raceways Aeración Biofloc y perifiton; Agua salada / dulce Productividad alta (10 hasta 100 T/ha/año; 1 T/100m2) -El numero de empleos es alto

6 Cultivo hiper-intensivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei en tanque de agua dulce con condiciones semi-controladas Ortega-Salas y Rendón (2013) México Cultivo en estanques de 6 m3 tapados con una malla y aireación constante; agua dulce (0,5 a 5 ) con altas densidades (563 post larvas/m3 ; 400 post larvas/ m3) Alimentación con Daphnia magna durante las dos primeras semanas y luego con pellets de balanceado de 35% de proteína, en canastas de alimentación, ad libitum. El factor de conversión alimenticia (FCA) fue de 1:1.1. La temperatura varió entre 22,3 a 31,3 C, el ph entre 7,5 y 8,7, el oxígeno tuvo 4,26 ± 1,43mg/L; los estanques fueron sifonados de detritus cada 3 días, y se hicieron recambios del volumen de agua de acuerdo a un programa. La sobrevivencia en el primer ciclo fue 88,1% con peso final de 8,78 g (4,3 kg / m2/ 10 semanas) (21 kg/m2/año) (210 T/ha/año) La sobrevivencia en el segundo ciclo fue 95,8% con peso final de 7,67g (2,6 kg/m2/10 semanas) (13 kg/m2/año) (130 T/ha/año).

7 Sistema trifásico: A (1 mes), B (1 mes), C1/C2 (2 meses) Micro-unidades productivas familiares: Cosecha / mes: 2 x 1000 m 2 = 2 a 3 toneladas Cosecha / año: = 12 a 36 toneladas 1000 m 2 A 1000 m m 2 C 1 B 600 m 2 C 2

8 Cultivo intensivo en jaulas flotantes

9 Micro-unidades de cultivo intensivo Biotecnología Agua de mar desinfectada Agua de pozo filtrada No hay zooplancton (Reservorios patógenos) Reproductores certificados exentos de patogenos Larvas libres de patógenos Nuevos probióticos Cepas adaptadas - Al medio ambiente Calidad del agua - Al camarón Alimentación Prevención de bacteriosis y virosis

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11 Patógenos endémicos en granjas camaroneras WSSV IHHNV NHP IMNV Epidemias en Sudamérica WSSV: 1999 mayoría de países 2004 Brasil IMNV: 2002 Brasil IHHNV: todos los países 1980s NHP: todos los países 1990s Factores de estrés Hypoxia Variaciones de temperatura Variaciones de salinidad Densidad de cultivo Mortalidad Mayor susceptibilidad a patógenos Reducida tasa de crecimiento

12 REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR) Ventajas: - Alta sensibilidad - Alta especificidad - Rapidez PCR: Reacción en cadena de la polimerasa

13 LAMP: Loop-Mediated isothermal amplification Método de amplificación de ADN simple, rápido, específico y económico Basado en la utilización de una ADN polimerasa con actividad de desplazamiento de cadena (Bst) Electroforesis Reacción auto-cíclica a temperatura constante 4 primers diferentes específicamente diseñados para reconocer 6 regiones diferentes en el ADN blanco Alta eficiencia de amplificación ( veces en min) Detección con agentes intercalantes (SYBR Green, BET) Fluorescencia Detección de turbidez por pirofosfato de magnesio (visual, turbidímetros) Turbidez

14 Epidemiología analítica: Modalidades de transmisión/ prevención Transmisión vertical Transmisión horizontal intraespecífica Transmisión por contaminación de huevos Transmisión horizontal interespecífica Certificación individual de los reproductores para los virus y rickettsias transmitidos verticalmente Larvas sin virus y rickettsias Especies reservorio

15 Microbiología y microbiota d) Hemolinfa Los camarones están en relación más o menos directa con millones de muy diversas bacterias que se presentan en el agua, los sedimentos, el perifitón, etc... Su asociación con bacterias es particularmente importante a considerar en la microbiota, también conocida como microflora o microbioma, correspondiente al conjunto de microorganismos que se encuentran en distintos sitios del cuerpo: cutícula, tracto digestivo, hemolinfa.

16 Domesticación de microorganismos beneficiosos - Perifiton - Bioflocs. Garantizan una mejor supervivencia y productividad Nuevos probióticos Cepas adaptadas - Al medio ambiente Calidad del agua - Al camarón Alimentación Prevención de bacteriosis y virosis

17 Bioremediación del agua y valorización de la materia orgánica: perifiton, biofloc

18 Caracterización bacteriana determinada por el análisis de secuencias 16S ARNr de bacterias aisladas Las secuencias del ADN ribosómico 16S (ARNr 16S) permiten la identificación de las bacterias, incluyendo las cuales son no cultivables. El gen codificante para el ARNr 16S consiste de regiones conservadas y variables

19 Microorganismos cultivables y no cultivables (metagenómica)

20 Secuenciación de próxima generación Secuenciación masiva de ADN genómico (bacterias cultivables y no cultivables) METAGENOMICA DIRIGIDA 20

21 Secuenciación de próxima generación Secuenciación en paralelo ( )

22 Metagenomica de Bacterias del Intestino de Camaron 1% 1% 9% Propionigenium maris 2% 2% Photobacterium damselae 3% Vibrio rotiferianus 7% Vibrio orientalis Vibrio vulnificus 58% Vibrio sp. ex25 17% Candidatus_bacilloplasma spp. Pseudomonas putida 199_b Otras Especies < 1% (135 especies)

23 Diferencias de composición de microbiota de la hemolinfa de camarones enfermos según la técnica de caracterización dependiente de cultivo o Independiente de cultivo (metagenomica)

24 Ce1 Ce2 Porcentaje (%) Porcentaje (%) Porcentaje (%) Cs1 Cs2 Cs3 Microbiota de hemolinfa: Caracterización dependiente de co-cultivo Caracterización independiente de cultivo: METAGENOMICA

25 100% 80% 60% 40% 20% 0% Bacteria Oxidante de Amonio en Agua Salada Nitrospira spp. Nitrospira sp. Nitrospina spp. Nitrospina sp. Nitrospina gracilis Nitrosovibrio spp.

26 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Generos presentes en Suelos con Agua Dulce despues del Tratamiento CAD30 CAD60 T1AD30 T1AD60 T2AD30 T2AD60 Otros Generfos < 1% Skeletonema Lewinella Desulfuromonas Nitrospira Holophaga Geobacter Pelobacter Rubrobacter Anaeromyxobacter Thalassiosira Thiohalophilus Sulfurovum Planctomyces Sphingobacterium Cytophaga Bacillus Pirellula Saccharospirillum Phaeodactylum Dehalococcoides Desulfobacterium Acidobacterium Thioprofundum Desulfosarcina Achromatium Asterionellopsis Cyanobacterium Desulfobulbus Pseudomonas

27 Microbiota: Caracterización dependiente de cultivos: cepas aisladas Hemolinfa de camarones sanos o enfermos Identificación de cepas características de animales sanos o enfermos Cepario de cepas nativas potencialmente benéficas: probióticos

28 MALDI y MICROBIOLOGIA

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30 Acuicultura social del camarón Características: Disponibilidad en post-larvas sanas Posibilidad de certificar reproductores para producir larvas sanas Disponibilidad en alimento balanceado / formulación agua dulce Disponibilidad en cepas de probioticos /tracto digestivo Disponibilidad en cepas de periphyton / flock Posibilidad vender producción a varios pesos (10-25 g) Posibilidad producción acuaponía / irrigación Posibilidad de valor agregado (conservas) Posibilidad de cultivo en aguas continentales sin riesgo de invasión

31 Centro de Biotecnologia para el Desarrollo Sostenible (CBDS) Monte Sinaí, Guayaquil Formación en cultivo de camaron en aguas continentales

32 Educación e investigación en BIOTECNOLOGIA: Componente primordial para el desarrollo de la acuicultura sostenible

33 Acuicultura sostenible del futuro

34 GRACIAS