Genética, Reproducción

Nueva técnica para producir clones superiores de trucha arcoíris

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By Milthon Lujan

Diferentes fenotipos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) observados en huevos fertilizados 15 días después de la fertilización. Fuente: Tabata et al., (2024); Aquaculture Reports.
Diferentes fenotipos de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) observados en huevos fertilizados 15 días después de la fertilización. Fuente: Tabata et al., (2024); Aquaculture Reports.

La trucha arcoíris está recibiendo una mejora genética gracias a una nueva técnica que utiliza choque térmico. Investigadores en Brasil han producido con éxito truchas arco iris completamente homocigotas (clones) utilizando un método conocido como ginogénesis inducida por choque térmico. Este enfoque innovador tiene un inmenso potencial para la cría de peces y la mejora genética en la acuicultura.

Los científicos de Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF), el Instituto de Pesca da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (IP-APTA), de la Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SAA) de São Paulo, completaron dos décadas de trabajo de investigación que resultaron en la prueba de la generación de un linaje clonal de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) mediante la técnica de ginogénesis inducida. Ellos evaluaron la eficiencia de los protocolos estándar de choque térmico en la producción de clones de trucha arco iris, utilizando hembras de una cepa adaptada localmente en Brasil

¿Qué es la ginogénesis?

La ginogénesis es una forma de reproducción asexual en la que la descendencia se desarrolla a partir de óvulos fertilizados por espermatozoides que han sido genéticamente inactivados. Básicamente, esto crea descendencia que es genéticamente idéntica a sus madres.

Alexandre Rodrigues Caetano, uno de los investigadores de Embrapa que colaboró ​​en la elaboración del artículo, la ginogénesis es un tipo de clonación natural que puede ser inducida en laboratorio. “El método fue desarrollado en los años 60 y consiste en manipular el desarrollo embrionario mediante choques térmicos o de presión. En este proceso, el embrión se desarrolla sin el aporte genético del macho”, explica el investigador.

Para obtener esta clonación inducida, los espermatozoides del macho se inactivan genéticamente mediante irradiación ultravioleta. Después de la fertilización del óvulo (haploide) de la hembra con este material, se aplica un choque térmico al embrión para evitar la primera división celular, lo que convierte al embrión en diploide. A partir de entonces se desarrollará con material genético exclusivamente materno, generando así un individuo homocigoto completo, que, sometido a una posterior reproducción ginogenética, producirá un linaje de clones.

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“Esta técnica genera líneas de clones de trucha arco iris que pueden usarse en ciertos estudios avanzados de inmunología, salud animal y nutrición, en los que es interesante tener animales con material genético idéntico”, explica Caetano. Destaca que también es posible desarrollar dos líneas de clones con características específicas y cruzarlas con el objetivo de generar peces que pasen al engorde con mayor productividad. En otras palabras, descendencia idéntica con características seleccionadas.

El giro del choque térmico

El estudio brasileño empleó el choque térmico para manipular el proceso de división celular en embriones ginogenéticos. Al aplicar calor en etapas específicas, los investigadores pudieron crear dos tipos de descendencia ginogenética:

  • Ginogénesis meiótica (G-Me): Este método bloquea la extrusión del segundo cuerpo polar, lo que da como resultado un embrión diploide (dos juegos de cromosomas) que es genéticamente idéntico a la madre.
  • Ginogénesis mitótica (G-Mi): Aquí, el choque térmico suprime la primera división celular, creando un embrión tetraploide (cuatro conjuntos de cromosomas). Este tetraploide luego sufre una reducción cromosómica para convertirse en un diploide con un genoma completamente homocigótico (copias idénticas de cada cromosoma).

Los resultados

El estudio comparó las tasas de supervivencia de embriones sometidos a diferentes tratamientos:

  • La ginogénesis por choque térmico (G-Me y G-Mi) mostró tasas de supervivencia más bajas en comparación con los controles diploides normales.
  • Sin embargo, la descendencia de G-Me y G-Mi derivada de hembras producidas mediante ginogénesis meiótica (FG) tuvo tasas de supervivencia significativamente más altas que las derivadas de hembras reproducidas convencionalmente (FC).
  • Los investigadores establecieron con éxito una línea ginogenética mitótica que era 100% clonal, lo que significa que todos los individuos eran genéticamente idénticos.

El significado para la piscicultura de trucha

Esta investigación demuestra el potencial de la ginogénesis por choque térmico para producir líneas genéticamente uniformes de trucha arco iris. Estos clones ofrecen varias ventajas:

  • Resistencia mejorada a las enfermedades: Se pueden propagar clones con rasgos deseables de resistencia a las enfermedades, lo que genera poblaciones de peces más saludables.
  • Tasas de crecimiento más rápidas: La cría selectiva de clones con un rendimiento de crecimiento superior puede acelerar los ciclos de producción.
  • Uniformidad mejorada: Los clones garantizan una calidad constante del producto en términos de tamaño, sabor y otras características deseadas.
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“El año pasado analizamos diversos materiales de trucha arcoíris en el país mediante la herramienta TrutaPLUS, que es otra herramienta que ofrece la Plataforma AquaPLUS de Embrapa. Entre ellos se encontraba el linaje clonal desarrollado por IP-APTA-SAA, que fue analizado con marcadores SNP. Con esto pudimos confirmar que el linaje obtenido mediante ginogénesis inducida es verdaderamente un linaje clonal, condición esencial para la publicación del artículo científico”, señala Caetano.

Por su parte, la investigadora Yara Aiko Tabata, del Núcleo Regional de Pesquisa em Salmonicultura Dr. Ascânio de Faria, de IP-APTA-SAA, destacó que el Centro tiene como objetivo promover el desarrollo del cultivo de trucha, a través de la investigación y la difusión tecnológica. “Parte de los resultados de estas investigaciones se transfieren a los trucheros en forma de productos y procesos, como huevos embrionados y alevines monosex, triploides, caviar de huevas de trucha, entre otros”, explica Tabata.

Conclusión

La ginogénesis por choque térmico abre las puertas a avances significativos en la acuicultura de la trucha arco iris. Al crear líneas genéticamente uniformes con características deseables, los productores pueden optimizar la eficiencia de la producción y la calidad del producto. Esta investigación allana el camino para una mayor exploración de técnicas ginogenéticas en otras especies de peces, revolucionando potencialmente la industria de la acuicultura.

AquaPLUS facilita la vida del productor

La herramienta TrutaPLUS evita la endogamia (de animales emparentados) que puede generar crías con problemas genéticos y también identifica los criadores más adecuados, que generan crías con mejor rendimiento. El estudio pionero también generó información sobre la estructura genética de la trucha arco iris en Brasil. La tecnología fue desarrollada con recursos de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Distrito Federal (FAP-DF) y de la propia Embrapa.

La herramienta permite obtener soluciones sencillas, de bajo costo, prácticas e innovadoras, capaces de promover la cualificación, gestión y mejora genética de las especies, como ocurre desde el lanzamiento de la plataforma AquaPLUS, que reúne herramientas relacionadas con la genética para el análisis de poblaciones y reproductores de especies acuícolas.

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A través de los servicios disponibles en la plataforma, es posible conocer si las matrices de especies acuícolas tienen algún grado de parentesco entre sí. También revela si son puros o híbridos (resultado del cruce con otra especie), permitiendo así orientar el cruce tanto para la producción de alevines de engorde como para la reposición, intercambio y comercio de germoplasma procedente de matrices y, en consecuencia, para la reducción de las pérdidas de productividad.

TrutaPLUS es el quinto producto disponible de AquaPLUS, que ya brindaba servicios para tambaqui (Colossoma macropomum): TambaPLUS Parentesco y TambaPLUS Pureza; para camarón vannamei (Litopenaeus vannamei): VannaPLUS, y para tilapia (Oreochromis niloticus): TilaPLUS.

Contacto
Alexandre Rodrigues Caetano
Embrapa Recursos Geneticos e Biotecnologia Parque Estacao Biologica, Final Av. W/5 Norte Brasilia-DF, C.P. 02372, 70770-917 Brasil.
Email: alexandre.caetano@embrapa.br

Referencia (acceso abierto)
Tabata, Y. A., Foresti, F., Hattori, R. S., Yoshinaga, T. T., Butzge, A. J., Araújo Júnior, N. T. D., Ianella, P., & Caetano, A. R. (2024). Generation and genetic analysis of a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) clonal line produced by gynogenesis. Aquaculture Reports, 36, 102032. https://doi.org/10.1016/j.aqrep.2024.102032