El sector de la acuicultura se ha convertido en un actor crucial en el suministro de proteínas de alta calidad para el consumo humano. Sin embargo, la industria enfrenta desafíos importantes, incluida las enfermedades y el cambio climático. Para abordar estos problemas, los programas de selección de cría tradicionales han logrado avances significativos en la mejora genética de las especies de acuicultura. Sin embargo, se necesitan herramientas más rápidas y precisas, como la manipulación del genoma, para mejorar el rendimiento de las poblaciones de acuicultura.
Una revisión científica publicada por investigadores de la Auburn University y de la University of South Bohemia in České Budějovice proporciona una descripción general completa del estado actual de tres herramientas principales de manipulación del genoma en especies de acuicultura: interferencia de ARN (RNAi), transferencia de genes y edición del genoma. Ellos analizan los avances logrados, los desafíos enfrentados y las posibles direcciones futuras de este campo en rápida evolución.
El poder de la genética: una base para la innovación en acuicultura
La variación genética es la piedra angular de la cría selectiva, una técnica fundamental utilizada para mejorar el rendimiento de las especies de acuicultura. Al identificar y aprovechar los rasgos deseables, como un crecimiento más rápido, una mayor resistencia a las enfermedades y una mayor eficiencia alimentaria, los criadores pueden desarrollar cepas de peces que se adapten mejor a entornos específicos y demandas del mercado.
Técnicas de cría tradicionales: una base sólida
Los métodos de cría tradicionales, incluidos el cruzamiento y la cría selectiva, se han aplicado con éxito a varias especies de acuicultura, incluidos el bagre de canal, el salmón del Atlántico, la trucha arco iris y la tilapia del Nilo. Estas técnicas han llevado a mejoras significativas en las tasas de crecimiento, la resistencia a las enfermedades y otros rasgos económicamente importantes.
Tecnologías genómicas: una nueva era de la cría de precisión
Selección asistida por marcadores (MAS)
MAS es una herramienta poderosa que utiliza marcadores moleculares para identificar individuos con rasgos genéticos específicos. Al analizar la composición genética de los peces, los criadores pueden seleccionar los individuos más prometedores para la cría, acelerando el desarrollo de cepas mejoradas.
Estudios de asociación del genoma completo (GWAS)
Los GWAS escanean todo el genoma de una población para identificar variaciones genéticas asociadas con rasgos específicos. Esta técnica se ha utilizado para identificar genes responsables del crecimiento, la resistencia a las enfermedades y otros rasgos importantes en las especies de acuicultura.
Selección genómica (GS)
GS es una técnica de vanguardia que utiliza información genómica para predecir el valor de cría de los individuos. Al analizar todo el genoma de un pez, GS puede identificar individuos con el mayor potencial genético, lo que conduce a programas de cría más eficientes y precisos.
Técnicas de manipulación del genoma: herramientas de precisión para la acuicultura
La manipulación del genoma implica la modificación dirigida del material genético de un organismo para lograr rasgos específicos. Se han desarrollado varias técnicas para manipular los genomas de las especies de acuicultura, cada una con sus ventajas y aplicaciones únicas:
Interferencia de ARN (RNAi) en acuicultura
La interferencia de ARN es una herramienta poderosa para silenciar genes específicos en especies de acuicultura. Al introducir pequeñas moléculas de ARN que atacan y degradan el ARN mensajero (ARNm), los investigadores pueden inhibir eficazmente la expresión genética.
Esta técnica se ha aplicado con éxito para mejorar rasgos como el crecimiento, la resistencia a las enfermedades y la reproducción en varios peces y crustáceos de importancia comercial. Por ejemplo, el RNAi se ha utilizado para estudiar la función de los genes y mejorar rasgos como la resistencia a las enfermedades y la tasa de crecimiento en varias especies de acuicultura, incluido el bagre.
Transferencia de genes en acuicultura
La transferencia de genes implica la introducción de genes de una especie a otra para mejorar rasgos específicos. Esto se puede lograr a través de varios métodos, como la microinyección, la electroporación y los vectores virales.
Al introducir genes que confieren rasgos deseables, como un crecimiento más rápido o una mayor eficiencia de conversión alimenticia, los investigadores pueden mejorar significativamente el rendimiento de las especies de acuicultura.
Edición genómica en acuicultura
Las tecnologías de edición genómica, como CRISPR/Cas9, permiten realizar modificaciones precisas en la secuencia de ADN. Esta técnica ha revolucionado el campo de la acuicultura, permitiendo la modificación rápida y precisa de genes para mejorar rasgos como el crecimiento, la resistencia a las enfermedades y la reproducción.
Por ejemplo, la edición genómica se ha utilizado para introducir genes que mejoran la tasa de crecimiento del bagre, haciéndolo más productivo y sostenible.
Edición genómica multiplex mediada por CRISPR/Cas9
Los científicos proponen el uso de la edición genómica multiplex mediada por CRISPR/Cas9 para eliminar o reemplazar múltiples genes en paralelo para mejorar múltiples rasgos en los peces. Esta técnica tiene el potencial de revolucionar el campo de la acuicultura, permitiendo la modificación rápida y precisa de múltiples genes para mejorar múltiples rasgos.
Implicaciones en la industria de la acuicultura
El uso de la manipulación genómica en la acuicultura tiene implicaciones significativas para las prácticas sostenibles y la innovación responsable. Al mejorar el rendimiento de las poblaciones de acuicultura, la manipulación genómica puede ayudar a reducir el impacto ambiental de la acuicultura, mejorar el perfil nutricional de los pescados y mariscos y aumentar la sostenibilidad de la industria.
Conclusión
La manipulación genómica es una herramienta poderosa para mejorar el rendimiento de las poblaciones de acuicultura. Al revisar el estado actual de la interferencia de ARN, la transferencia de genes y la edición genómica en las especies de acuicultura, brindamos información sobre el panorama cambiante de la manipulación genómica en la acuicultura y arrojamos luz sobre sus implicaciones para las prácticas sostenibles y la innovación responsable.
Contacto
Yu Cheng
South Bohemian Research Center of Aquaculture and Biodiversity of Hydrocenoses, Research Institute of Fish Culture and Hydrobiology, Faculty of Fisheries and Protection of Waters, University of South Bohemia in České Budějovice
Vodňany, Czech Republic
Email: ycheng@frov.jcu.cz
Referencia (acceso abierto)
Wang, J., Cheng, Y., Su, B., & Dunham, R. A. Genome Manipulation Advances in Selected Aquaculture Organisms. Reviews in Aquaculture. https://doi.org/10.1111/raq.12988
