Chimbote, Perú – Un equipo de investigadores desarrolló una prueba de PCR para determinar el sexo del paiche a cualquier edad. La herramienta permitirá que los piscicultores puedan mejorar sus procesos de selección de potenciales reproductores.
El paiche, pirarucu o arapaima, alcanza su madurez sexual aproximadamente a los 5 años de edad, y es cuando se puede diferenciar a los machos de las hembras, cuando presentan diferentes modelos de color en el cuerpo.
A parte de la coloración, el Arapaima no presenta dimorfismo sexual evidente. En este sentido, el piscicultor interesado en la reproducción del paiche y la producción de alevines tenía que esperar 5 años en promedio, con el riesgo de que su plantel de reproductores fueran todos machos o hembras.
De esta forma, la falta de una herramienta rápida para identificar el sexo antes de la madurez sexual del paiche afecta la gestión de la reproducción y la producción de alevinos en cautiverio.
La fácil identificación sexual de los peces es importante para la acuicultura y la conservación.
Métodos de determinación del sexo en el Arapaima
Estudios previos se basaron en el inmunoensayo para la vitelogenina y hormonas sexuales para desarrollar pruebas de sexado de paiche; sin embargo, esta prueba requiere de la manipulación de los animales y que alcancen una edad mayor a los 3 años.
Otros métodos, como la endoscopia, son más difíciles debido a que son invasivos, riesgosos y requieren sedación. No obstante, lo importante es que ninguno de estos métodos puede ser aplicado en la primeras etapas de desarrollo del paiche.
Prueba de qPCR
El recién publicado del genoma de A. gigas provee la oportunidad para las búsqueda de marcadores genéticos específicos del sexo que permitan la genotipificación del sexo para ser identificado en cualquier etapa del ciclo de vida por un método simple.
Los investigadores del Laboratorio de Genética, Fisiología y Reproducción de la Universidad Nacional del Santa (UNS) y del Laboratorio de Biología del Desarrollo del Instituto Tecnológico de Chascomús INTECH (Argentina) desarrollaron un método doble qPCR para la identificación del sexo del paiche Arapaima gigas de forma rápido y no invasivo en cualquier etapa de desarrollo.
Los investigadores recolectaron muestras de gónadas, aletas y mucus de las branquias de juveniles de paiches de Pucallpa (Perú) para análisis histológicos y moleculares.
“Después de identificar una región específica para los machos (MSR) de A. gigas, nosotros desarrollamos un qPCR doble para identificar el genotipo del sexo, que provee una alta exactitud en la identificación del sexo para toda las muestras” destacan los investigadores.
Ellos también aplicaron con éxito el método de qPCR no solo para las muestras de tejidos (gónadas y aletas) sino también para el mucus de las branquias, lo que lo convierte en una nueva técnica no invasiva de sexado de paiches.
Herramientas ómicas y edición génica
La Dra. Eliana Zelada Mázmela, Jefa del Laboratorio de Genética, Fisiología y Reproducción de la Universidad Nacional del Santa, informó que realizaron “el ensamble genómico De novo, de hembra y de macho por separado de secuencias illumina NGS (250 pb), provenientes de hembras (n=2) y machos (n=2) de A. gigas (Du et al., 2019), alojadas en la base de datos SRA del NCBI”.
Una vez obtenidos los ensambles genómicos de macho y hembra, los investigadores realizaron la búsqueda de genes candidatos sexo-específicos, desarrollándose para tal fin una metodología bioinformática novedosa en el Laboratorio de Genética, Fisiología y Reproducción, que consiste en el uso de múltiples programas que se utilizan actualmente para el mapeo y filtrado de secuencias de NGS, pero que no han sido utilizados para la obtención de secuencias sexo-específicas.
“Los dos genomas ensamblados se alinearon bioinformáticamente, en la búsqueda de regiones diferentes, diseñándose primers para las secuencias específicas del macho. Los primers diseñados fueron probados en ADN de machos y hembras de A. gigas, proveniente de gónadas, aleta y mucus branquial, a través de PCR convencional y qPCR, con 100% de efectividad” destacó Zelada.
“Estos resultados que nos alegra sobremanera como grupo de investigación de la Universidad Nacional del Santa, han sido sometidos como artículo en una revista del área para su revisión por pares” indicó.
De acuerdo con Zelanda, los cultivadores de paiche en nuestro país, pronto tendrán una herramienta que les permita establecer sus parejas reproductoras desde edad temprana.
La nueva herramienta genómica desarrollada por los investigadores de la UNS permitirá que los piscicultores de paiche puedan identificar el sexo de los paiches desde juveniles, con lo cuál se ahorran tiempo y dinero, además de disminuir el riesgo de realizar una mala selección de los futuros reproductores.
El estudio se realizó en el marco del proyecto “Aplicación de herramientas ómicas y de edición génica en la producción e investigación de organismos acuáticos de importancia comercial en el Perú”, que es financiado por FONDECYT, en el marco de un acuerdo de endeudamiento con el Banco Mundial en el Programa Incorporación de Investigadores.
Contacto:
Dra. Eliana Zelada Mázmela
Laboratorio de Genética, Fisiología y Reproducción
Facultad de Ciencias
Universidad Nacional del Santa (UNS)
Email: ezelada@uns.edu.pe
Referencia (acceso abierto):
Edgar A. López-Landavery, Guillermo A. Corona-Herrera, Luis E. Santos-Rojas, Nadhia M. Herrera-Castillo, Tomás H. Delgadin, Sandra Tapia-Morales, Sophia González-Martinez, Lorenzo E. Reyes-Flores, Alan Marín, Carmen G. Yzásiga-Barrera, Juan I. Fernandino, Eliana Zelada-Mázmela. 2021. Non-invasive sex genotyping of paiche Arapaima gigas by qPCR: An applied bioinformatic approach to identify sex differences. bioRxiv doi: https://doi.org/10.1101/2021.02.12.430980
