La tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus) es una historia de éxito mundial en acuicultura, ocupando el tercer lugar en la producción mundial de peces de agua dulce. La tilapia genéticamente mejorada (GIFT) es una cepa particularmente robusta conocida por su rápido crecimiento y adaptabilidad. Sin embargo, los brotes de enfermedades pueden devastar las granjas de tilapia y causar importantes pérdidas económicas.
En este contexto, los investigadores de la International Centre of Insect Physiology and Ecology (Kenia), de la Maseno University (Kenia) y de la Tamil Nadu Dr. J. Jayalalithaa Fisheries University (India) caracterizaron las bacterias productoras de polihidroxibutirato (PHB) a partir del agua de cultivo de tilapia genéticamente mejorada (GIFT) en estanques de biofloc e investigó la influencia del PHB en el crecimiento y el desempeño inmunológico de la tilapia GIFT.
Es importante destacar que otros investigadores han empleado el PHB sintético como fuente de carbono para el sistema biofloc con la finalidad de mejorar la remoción del nitrógeno.
Biofloc: bacterias productoras de PHB
La tecnología Biofloc crea un sistema de acuicultura único. Minimiza el intercambio de agua y fomenta un ecosistema natural dentro de los tanques. Este ecosistema está repleto de bacterias, algas y otros microorganismos beneficiosos. Estos bioflocs no sólo mejoran la calidad del agua sino que también aportan beneficios sorprendentes para los peces.
Una de las joyas escondidas dentro de los bioflocs es un grupo de bacterias con la notable capacidad de producir un compuesto llamado polihidroxibutirato (PHB).
PHB ofrece multitud de beneficios para la acuicultura de tilapia:
- Prevención de enfermedades: Los estudios han demostrado que la suplementación con PHB en los alimentos para peces puede proteger contra varios patógenos como la bacteria Vibrio.
- Mejor crecimiento y supervivencia: Las investigaciones sugieren que la suplementación con PHB puede mejorar las tasas de crecimiento y supervivencia en varias especies de peces, incluida la tilapia.
El presente estudio: Revelando el potencial del PHB
Este estudio en particular tuvo como objetivo investigar la presencia y el impacto de las bacterias productoras de PHB dentro de los sistemas de biofloc en la tilapia GIFT. Aquí hay un desglose de la investigación:
- Aislamiento y caracterización: Los científicos aislaron e identificaron bacterias del agua del biofloc capaces de producir PHB.
- Suplemento dietético: La tilapia GIFT fue alimentada con dietas que contenían PHB purificado extraído de estas bacterias.
- Evaluación de efectos: Luego, los investigadores compararon el crecimiento, la respuesta inmune y la resistencia a las enfermedades de los peces alimentados con PHB con un grupo de control.
Extracción de polihidroxibutirato y mejor crecimiento
El estudio se centró en tanques de biofloc, un tipo de sistema de acuicultura que promueve el crecimiento de bacterias beneficiosas junto con la tilapia.
A partir de las muestras de agua, los investigadores aislaron y examinaron cuarenta cepas bacterianas diferentes. Seis de estas cepas, incluidos nombres familiares como Bacillus subtilis y Bacillus megaterium, mostraron la capacidad de producir PHB.
El rendimiento de PHB de estas bacterias fue impresionante, oscilando entre el 5% y un asombroso 95,45% de su peso celular. ¿El productor campeón de PHB? Una cepa de una bacteria llamada Klebsiella pneumoniae.
Pero los beneficios van más allá.
Cuando el PHB extraído de Klebsiella pneumoniae y Enterococcus hirae se incorporó a la dieta de la tilapia, los resultados fueron aún más prometedores.
Los peces alimentados con una dieta suplementada con PHB (5 g/kg) mostraron un rendimiento de crecimiento significativamente mejor en comparación con el grupo de control. Tuvieron un mayor aumento de peso, un mejor índice de conversión alimenticia (FCR), lo que indica una mejor utilización de los nutrientes, y una tasa de crecimiento específica (SGR) que se traduce en un crecimiento general más rápido.
Respuesta inmune mejorada: lucha contra las enfermedades
El estudio también reveló un vínculo fascinante entre el PHB y el sistema inmunológico de los peces. Los peces alimentados con una dieta suplementada con PHB mostraron una respuesta inmune más fuerte. Tenían niveles elevados de proteína sérica, enzimas como mieloperoxidasa y catalasa, y actividad mejorada de antioxidantes como la superóxido dismutasa. Todos estos factores contribuyen a un sistema de defensa más sólido contra los patógenos.
Si bien ambas fuentes de PHB mejoraron la inmunidad, el grupo alimentado con PHB de Klebsiella pneumoniae mostró la mejora más significativa. Esto se tradujo en mejores tasas de supervivencia cuando se enfrentaron a la bacteria Aeromonas hydrophila, un patógeno común en la acuicultura.
Beneficios para la piscicultura de tilapia
Cuando los investigadores complementaron el alimento para tilapia con PHB extraído de bacterias biofloc, observaron resultados interesantes. Los peces alimentados con PHB exhibieron:
- Crecimiento mejorado: Aumento de peso más rápido y mejores tasas de conversión alimenticia.
- Mayor resistencia a las enfermedades: Tasas de mortalidad significativamente más bajas cuando se exponen a patógenos.
Conclusión
“Los resultados del estudio actual confirman la presencia de bacterias productoras de PHB en el agua de cultivo biofloc. El contenido de PHB extraído según el peso seco de las células reveló la comportamiento bacteriano del orden de Klebsiella pneumoniae > Enteroccoccus hirae > Bacillus infantis > Bacillus megaterium > Exiguobacterium profundum > Bacillus subtilis”, concluyen los investigadores.
Este estudio presenta una doble ganancia para la acuicultura sostenible. Allana el camino para utilizar sistemas de biofloc para producir compuestos valiosos como el PHB. Además, al incorporar PHB en la dieta de los peces, los investigadores han identificado una estrategia potencial para promover el crecimiento saludable y la resistencia a las enfermedades en la tilapia.
El estudio fue financiado por Department of Biotechnology ubicado en New Delhi (India).
Contacto
J. Mboya
Department of 7 Animal and Fisheries Sciences, Maseno University, Maseno, Kenya
P.O. Box Private Bag, Maseno, Kenya
Email: jimmybrianmboya@gmail.com
Referencia (acceso abierto)
Meenakshisundaram, Menaga and Mboya, Jimmy and Sugantham, Felix, Polyhydroxybutyrate (Phb) from Biofloc Systems Enhances the Growth and Immune Performance of Genetically Improved Farmed Tilapia (Gift). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=4783728 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4783728
