Producción masiva y continua de biopelículas para larvas de Erizo Rojo.

Transcripción

1 SUMMIT ACUÍCOLA Octubre 2017 Desafíos Tecnológicos de la Diversificación Acuícola Chilena Producción masiva y continua de biopelículas para larvas de Erizo Rojo. Dr. Carlos Riquelme Centro de Bioinnovación Antofagasta (CBIA) Universidad de Antofagasta.

2 PROGRAMA TECNOLÓGICO PRODUCCIÓN DE SEMILLA Y REPOBLAMIENTO DE ERIZO ROJO Y LOCO PARA POTENCIAR LA DIVERSIFICACIÓN DE LA ACUICULTURA NACIONAL NOMBRE DE LAS INSTITUCIONES PARTICIPANTES Universidad Arturo Prat Universidad de Antofagasta Universidad de los Lagos Universidad de Magallanes, Universidad Santo Tomas y Universidad San Sebastian NOMBRE DEL PROYECTO: Universidad de Antofagasta OPTIMIZACIÓN DEL ASENTAMIENTO Y METAMORFOSIS DE ERIZO ROJO EN CONDICIONES CONTROLADAS JEFE DE PROYECTO Carlos Riquelme Salamanca

3 Principal actividad económica de Chile localizada en el Desierto de Atacama

4 Borde costero Chile: > 8000 km Borde costero Antofagasta: 472 km

5 NOMBRE DEL PROYECTO: Universidad de Antofagasta OPTIMIZACIÓN DEL ASENTAMIENTO Y METAMORFOSIS DE ERIZO ROJO EN CONDICIONES CONTROLADAS

6 BIOPELÍCULAS Sustancias poliméricas extracelulares (EPS) Microalga (diatomea) Bacteria 6

7 BIOPELÍCULAS Sustancias poliméricas extracelulares (EPS) Microalga (diatomeas) Bacteria 7

8 Si no hay formacion de biopelicula no es posible el asentamiento de otras especies. 8 8

9 1-10min 1-24 h 1-7 d 7 d-1 año años Acondicionamiento bioquímico Señales químicas de asentamiento. Bacterias Diatomeas Superficie Macroalgas Invertebrados 9

10 Formación de Hábitat Biopelículas Gradientes localizados: Diversidad de hábitat Retención de Enzimas: Sistema de digestión externa Competencia: Regeneración contínua Absorción: Captura de recursos Cooperación: Micro-consorcios sinergicos Tolerancia y Resistencia: Biopelículas como Fortaleza Flemming et al., 2016

11 Ficosfera Zona que se extiende hacia fuera desde una célula o colonia de algas durante una distancia indefinida, en la que el crecimiento bacteriano es estimulado por productos extracelulares del alga.

12 Parasítica Competitiva Simbiótica Ficósfera DOP PO4 Diatomea DOM B12 Proteasas N2 Antibióticos Plastidio NH4 NH4 Fibrillas Mitocondria CO2 O2 Ciclo de Calvin DOM Núcleo Glicolato PQ NADPH O2 Vibrioferrina (VF) fosfatasas DOM: materia orgánica disuelta; DOP: Fósforo orgánico disuelto Adaptado de Amin et al, 2012 PSII PSI Fe (III) Fe (II) VF-Fe (III) Luz EPS 12

13 Relación Bacteria-Diatomeas Simbiosis Cultivos de Thalassiosira weissflogii fotosintéticamente activos incubados con cepas bacterianas marinas. Gärdes et al.,

14 Producción de BIOPELÍCULAS microbianas 250 Crecimiento (10 4 células x cm 2 ) Control Tiempo (horas) Amph Amph NC1

15 Inóculo 24 h 48 h 72 h 96 h A B C D E F G H I J

16 Las biopelículas pueden generar un problema como el BIOFOULING Zobell & Allen,1935. Wahl, 1989, Costerton et al.,

17 C O N C E N T R A C IO N C E L U L A R (C E L /m L ) Pero las biopelículas no siempre generan un problema C O N T E O M A L L A C C 5 + C 1 C C 5 + N I C 1 + C 1 6 N I+ C 1 6 C 5 + C 1 6 C D A B C 0 M E Z C L A S D E M IIC R O A L G A S D E A. Tanques con medio UMA-5 B. Cocultivo microalgas C. Microalgas adheridas después de 12 días D. Microalgas liberadass del biofilm E. Concentrados de microalgas para liofilizar A. Medio B. Tetraselmis sp. C. Pre biologizada con N. Incerta D. Cocultivo de ambas microalgas.

18 Generación de Sustratos Bioreactores de 24 Litros Estanques de 300 Litros Fotoperiodo 12h/12h Temperatura 22 C

19 EVALUAR LA PRESENCIA DE BACTERIA PROBIÓTICA (MARCADA CON GFP) EN EL BIOFILM EMPLEADO EN EL CULTIVO Bacterias marcadas con GFP y Microalgas adheridas a la Malla Microcopia Confocal 100X

20 Aplicación: Mallas con biopelículas para alimento de larvas

21 Probiotic Biofilms Additional information is available at the Chapter 28

22 PRODUCCIÓN DE ALIMENTO MICROALGAL (FASE DE ESCALAMIENTO DE MICROALGAS)

23 PASTA DE MICROALGAS 23

24 OPTIMIZACIÓN DEL ALIMENTO Y CULTIVO LARVAL DE ERIZO

25 ESTADIOS LARVALES OBTENIDOS EN CBIA Espermio Óvulo DESOVE Fecundación Larva 5 días Ovocito fecundado y división celular División celular División celular División celular Larva 7 días Larva 9 días Larva 28 días Larva 2 días Semilla 3 meses

26 INGESTA DE ALIMENTO EN LARVAS ERIZO (2 DÍAS ): CONTROL 0 Horas 12 Horas 24 Horas Populations Events %Total All Events ,00% CHG ,02% T-ISO ,14% Populations Events %Total All Events ,00% CHG ,44% T-ISO ,89% Populations Events %Total All Events ,00% CHG 178 1,78% T-ISO ,13% En este experimento, se aprecia como las larvas de erizo en este tratamiento, tienen una marcada preferencia alimentaria, por la microalgas Chaetoceros gracilis. Por sobre la microalga Isochrysis galbana. Los recuadros tienen la información de las lecturas que realiza el equipo ( en estos casos), el numero y porcentaje que detecta de microalgas, la diferencia del 100% corresponden a otras partículas medidas por el equipo, como puede ser bactería, detrito ETC. Y que no presentan autofluorescencia Chaetoceros gracilis (Chg) Isochrysis galbana (Tiso)

27 INGESTA DE ALIMENTO EN LARVAS ERIZO (2 DÍAS ): TRATAMIENTO 0 Horas 12 Horas 24 Horas Populations Events %Total All Events ,0% CHG ,81% PT ,61% NANO ,60% Populations Events %Total All Events ,00% CHG ,56% PT ,42% NANO ,70% Populations Events %Total All Events ,00% CHG ,66% PT ,62% NANO ,66% En esta experiencia, se muestra el consumo preferente de las diatomeas Chaetoceros gracilis y Phaeodactylum tricornutum, hasta las 12 horas, entre las 12 y 24 horas del tratamiento, hubo una disminución del la microalga chlorophyta Nannochloropsis gaditana (Nano). Chaetoceros gracilis (Chg) Phaeodactylum tricornutum (PT) Nannochloropsis gaditana (Nano)

28 OPTIMIZACIÓN DEL ASENTAMIENTO VOLÚMEN 2.7 M 3 BIOLOGIZAR SUSTRATO VOLÚMEN 5.5 M 3 ASENTAR LARVAS

29 Concentración de microalgas (cél/ml) Biologización de sustrato para asentamiento 7,E+06 6,E+06 5,E+06 4,E+06 3,E+06 2,E+06 1,E+06 0,E+00 inoculo fijado 3 días de biologización Tetraselmis marina marinac16 Nannochloropsis N. gaditana Diatomeas gaditana

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32 Expectativas futuras: cultivo de erizo en el norte de Chile

33 Integración

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35 Equipo de trabajo CENTRO DE BIOINNOVACIÓN ANTOFAGASTA (CBIA) EQUIPO DE TRABAJO PROYECTO ERIZO