La tilapia, una especie de pez ampliamente cultivada, es conocida por sus hábitos alimentarios omnívoros, lo que la convierte en un modelo ideal para estudiar la influencia de la dieta en la microbiota intestinal. A medida que la tilapia crece, sus preferencias dietéticas cambian del zooplancton a materiales de origen vegetal. Esta transición está acompañada de cambios en su composición microbiana intestinal.
El microbioma intestinal, una comunidad compleja de microorganismos, desempeña un papel crucial en varias funciones fisiológicas de un organismo. En los peces, incluida la tilapia, está influenciado por varios factores, incluidos la genética, la ontogenia, la dieta y el medio ambiente. Entre estos, los hábitos alimentarios ejercen un impacto significativo en la estructura y función de la microbiota intestinal.
Para descubrir la intrincada relación entre la microbiota intestinal de la tilapia y sus preferencias dietéticas, los investigadores de la Chinese Academy of Fishery Science llevaron a cabo un estudio exhaustivo utilizando secuenciación metagenómica shotgun, análisis metabolómico no dirigido y secuenciación del gen 16S rRNA para estudiar los metabolitos y las comunidades microbianas intestinales en tilapias que comen diferentes dietas.
Efectos dietéticos en la microbiota intestinal y los metabolitos
La tilapia del Nilo fue alimentada con tres dietas distintas: carnívora (nauplios de artemia), herbívora (alimento granulado de origen vegetal) y omnívora (una combinación de ambas). Si bien la estructura microbiana general del intestino se mantuvo relativamente similar en todos los grupos dietéticos, se observaron diferencias significativas en la abundancia de ciertos metabolitos intestinales.
Hallazgos clave
- Cambios en el microbioma inducidos por la dieta: El estudio reveló diferencias significativas en la composición de la microbiota intestinal entre los tres grupos dietéticos. La dieta herbívora se asoció con una mayor abundancia de bacterias involucradas en la degradación de la pared celular de las plantas, mientras que la dieta carnívora favoreció las bacterias asociadas con la digestión de proteínas.
- Cambios metabolómicos: Los perfiles metabolómicos de los peces también variaron según sus dietas. La dieta herbívora se relacionó con niveles más altos de ácidos grasos de cadena corta, conocidos por sus efectos beneficiosos sobre la salud intestinal.
- Rendimiento de crecimiento: La dieta omnívora resultó en el mejor rendimiento de crecimiento, lo que sugiere que una dieta equilibrada, que incorpore nutrientes de origen vegetal y animal, es óptima para la tilapia.
El papel de Cetobacterium
Se encontró que la abundancia del género bacteriano principal Cetobacterium era significativamente mayor en tilapias alimentadas con una dieta omnívora. Esta bacteria estaba estrechamente vinculada a metabolitos específicos, incluidos la glucosa y los aminoácidos, y se asoció con vías involucradas en el metabolismo de carbohidratos y aminoácidos.
Correlación entre Cetobacterium y metabolitos
La abundancia de Cetobacterium se correlacionó fuertemente con varios metabolitos, incluidos la glucosa y los aminoácidos. Además, se asoció con vías involucradas en el metabolismo de carbohidratos y aminoácidos, como se identificó mediante el análisis del metagenoma.
El análisis metagenómico revela diversidad funcional
La clasificación metagenómica identificó siete genomas ensamblados por metagenoma (MAG) de Cetobacterium con alta integridad y baja contaminación. Estos MAG contenían una variedad diversa de enzimas activas en carbohidratos (CAZymes), lo que les permitía descomponer glicanos tanto animales como vegetales. Esta diversidad funcional probablemente contribuye a la capacidad de la tilapia de prosperar con una variedad de dietas.
Impacto en el crecimiento y el metabolismo
La tilapia alimentada con una dieta omnívora mostró mayores tasas de crecimiento, posiblemente vinculadas a metabolitos intestinales específicos como aspartato, isoleucina, ornitina, prolina, nicotinato y NAD+. Estos metabolitos pueden desempeñar un papel crucial en el apoyo al crecimiento y la salud general.
Implicaciones para la gestión de la acuicultura
Los hallazgos de este estudio ofrecen información valiosa sobre la función nutricional de la microbiota intestinal de la tilapia y su papel en la adaptación a diferentes regímenes dietéticos. Este conocimiento se puede aplicar para optimizar las prácticas de acuicultura, incluida la formulación de alimentos y las estrategias de gestión. Al comprender la interacción entre la dieta, la microbiota intestinal y el rendimiento del crecimiento, podemos mejorar la sostenibilidad y la eficiencia de la acuicultura de tilapia.
Conclusión
El estudio proporciona información valiosa sobre la relación entre los hábitos alimentarios y la microbiota intestinal en la tilapia. Los resultados destacan la importancia de la diversidad dietética para mantener un microbioma intestinal saludable y optimizar el rendimiento de los peces. Al considerar cuidadosamente las necesidades dietéticas de la tilapia y manipular sus regímenes de alimentación, los productores de acuicultura pueden mejorar la sostenibilidad y la eficiencia de sus operaciones.
El estudio fue financiado por National Natural Science Foundation of China, China Agriculture Research System of MOF and MARA, Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation, Guangzhou Science and Technology Plan Project, y Central Public-Interest Scientific Institution Basal Research Fund, CAFS.
Contacto
Xiaoli Ke
Key Laboratory of Tropical and Subtropical Fishery Resource Application and Cultivation , Ministry of Agriculture and Rural Affairs; Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Animal Immunology and Sustainable Aquaculture, Pearl River Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Science
Guangzhou, 510380, China
Email: xiaolike2012@163.com
Referencia (acceso abierto)
Wang, M., Yi, M., Zhang, Z., Fan, Z., Jiang, L., Liu, Z., Wang, Z., Lu, M., Cao, J., & Ke, X. (2024). Effect of Different Feeding Habits on Metabolomics Profiles and Microbiota Composition and Functions of Tilapia Gut. Aquaculture Research, 2024(1), 5545159. https://doi.org/10.1155/2024/5545159
