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ACUAESPE 2016 BIOTECNOLOGIAS Y CULTIVO EN AGUAS CONTINENTALES DEL CAMARON MARINO LITOPENAEUS VANNAMEI Juan QUIMI (2), Cesar SOLANO (1), Jinelka LOPEZ (2), Emmerik MOTTE (2), Virna Cedeño (2), Eric MIALHE (1). INCABIOTEC, 212 Calle Filipinas, Tumbes, PERU; CONCEPTO AZUL, 528b Circunvolución Norte, Guayaquil, ECUADOR
Acuicultura mundial / América latina
2010
En 2010, la composición de la producción acuícola mundial fue: peces de agua dulce (56,4 %, 33,7 M.T), moluscos (23,6 %, 14,2 M.T), crustáceos (9,6 %, 5,7 M.T), peces diádromos (6,0 %, 3,6 M.T), peces marinos (3,1 %, 1,8 M.T) y otros acuáticos animales (1,4 %, 0,8 M.T).
El número de especies registradas por FAO en las estadísticas de producción de acuicultura es de 541 especies en 2010, incluyendo: 327 peces de aleta (5 híbridos), 102 moluscos, 62 crustáceos, 6 de anfibios y reptiles, 9 invertebrados acuáticos y 35 algas. Ecuador Camarón (nativo) Trucha (exótica): impactos ecológicos negativos Tilapia (exótica): impactos ecológicos negativos ........ enorme potencial de especies nativas
Cultivo extensivo del camaron blanco Litopenaeus vannamei (Ecuador) - Alrededor de 200 000 ha de camaroneras.
- En 2010 , la producción del cultivo de camarón ecuatoriano ha sido de 225.000 T (5% de la producción mundial; US $ 1,1 mil millones). - La mayoridad de superficie de piscinas
es explotada por grande empresas con inmensas piscinas y camaroneras.
- El sistema de cultivo es semi-intensivo
(siembra de 8 a 15 animales por m2)
- La productividad es baja (alrededor de 1,1 T /ha/ciclo; máximo 3T/ha/año) - El numero de empleos es bajo
(alrededor de 0,2 / ha)
Sistema de cultivo de camarón intensivo en Asia, Perú, etc. Siembra 50-300 animales por m2 Piscinas pequeñas (500 m2 hasta 1ha) Sistema bifásico con pre-cultivo en raceways Aeración Biofloc y perifiton; Agua salada / dulce Productividad alta (10 hasta 100 T/ha/año; 1 T/100m2) -El numero de empleos es alto
Cultivo intensivo del camaron blanco Litopenaeus vannamei
Cultivo en estanques de 6 m3 tapados con una malla y aireación constante; agua dulce (0,5 a 5‰) con altas densidades (563 post larvas/m3 ; 400 post larvas/ m3) Alimentación con Daphnia magna durante las dos primeras semanas y luego con pellets de balanceado de 35% de proteína, en canastas de alimentación, ad libitum. El factor de conversión alimenticia (FCA) fue de 1:1.1. La temperatura varió entre 22,3 a 31,3°C, el pH entre 7,5 y 8,7, el oxígeno tuvo 4,26 ± 1,43mg/L; los estanques fueron sifonados de detritus cada 3 días, y se hicieron recambios del volumen de agua de acuerdo a un programa. La sobrevivencia en el primer ciclo fue 88,1% con peso final de 8,78 g (4,3 kg / m2/ 10 semanas) (21 kg/m2/año) (210 T/ha/año) La sobrevivencia en el segundo ciclo fue 95,8% con peso final de 7,67g (2,6 kg/m2/10 semanas) (13 kg/m2/año) (130 T/ha/año) .
Cultivo hiper-intensivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei en tanque de agua dulce con condiciones semi-controladas Ortega-Salas y Rendón (2013) México
1000 m2 1000 m2
300 m2
600 m2
Sistema trifásico: A (1 mes), B (1 mes), C1/C2 (2 meses)
Micro-unidades productivas familiares:
Cosecha / mes: 2 x 1000 m2 = 2 a 3 toneladas
Cosecha / año: = 12 a 36 toneladas
A
B C2
C1
Cultivo intensivo en jaulas flotantes
Micro-unidades de cultivo intensivo Biotecnología Agua de mar desinfectada
Agua de pozo filtrada
No hay zooplancton (Reservorios patógenos)
Nuevos probióticos Cepas adaptadas - Al medio ambiente Calidad del agua - Al camarón Alimentación Prevención de bacteriosis y virosis
Reproductores certificados exentos de patogenos Larvas libres de patógenos
Factores de estrés Hypoxia Variaciones de temperatura Variaciones de salinidad Densidad de cultivo
Epidemias en Sudamérica WSSV: 1999 mayoría de países 2004 Brasil IMNV: 2002 Brasil IHHNV: todos los países 1980s NHP: todos los países 1990s
Mortalidad Mayor susceptibilidad a patógenos Reducida tasa de crecimiento
Patógenos endémicos en granjas camaroneras
IMNV
IHHNV NHP
WSSV
Ventajas: - Alta sensibilidad - Alta especificidad - Rapidez
REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)
PCR: Reacción en cadena de la polimerasa
• Método de amplificación de ADN simple, rápido, específico y económico
• Basado en la utilización de una ADN polimerasa con actividad de desplazamiento de cadena (Bst)
• Reacción auto-cíclica a temperatura constante
• 4 primers diferentes específicamente diseñados para reconocer 6 regiones diferentes en el ADN blanco
• Alta eficiencia de amplificación (109-1010 veces en 15-60 min)
Detección de turbidez por pirofosfato de magnesio (visual,
turbidímetros)
Detección con agentes intercalantes (SYBR Green, BET)
Electroforesis
Turbidez Fluorescencia
LAMP: Loop-Mediated isothermal amplification
Epidemiología analítica: Modalidades de transmisión/ prevención
Transmisión vertical Transmisión horizontal intraespecífica
Transmisión horizontal interespecífica
Especies reservorio
Transmisión por contaminación de
huevos Certificación individual de los reproductores para los virus y rickettsias transmitidos verticalmente
Larvas sin virus y rickettsias
Los camarones están en relación más o menos directa con millones de muy diversas bacterias que se presentan en el agua, los sedimentos, el perifitón, etc... Su asociación con bacterias es particularmente importante a considerar en la microbiota, también conocida como microflora o microbioma, correspondiente al conjunto de microorganismos que se encuentran en distintos sitios del cuerpo: cutícula, tracto digestivo, hemolinfa.
Microbiología y microbiota
d) Hemolinfa
.
- Perifiton - Bioflocs Garantizan una mejor supervivencia y productividad
Domesticación de microorganismos beneficiosos
Nuevos probióticos Cepas adaptadas - Al medio ambiente Calidad del agua - Al camarón Alimentación Prevención de bacteriosis y virosis
Bioremediación del agua y valorización de la materia orgánica: perifiton, biofloc
Caracterización bacteriana determinada por el análisis de secuencias 16S ARNr de bacterias aisladas
Las secuencias del ADN ribosómico 16S (ARNr 16S) permiten la identificación de las bacterias, incluyendo las cuales son no cultivables.
El gen codificante para el ARNr 16S consiste de regiones conservadas y variables
Microorganismos cultivables y no cultivables (metagenómica)
20
Secuenciación masiva de ADN genómico (bacterias cultivables y no cultivables) METAGENOMICA DIRIGIDA
Secuenciación de próxima generación
Secuenciación de próxima generación Secuenciación en paralelo (16 000 000)
58%
17%
7%
3%
2%
2%
1% 1% 9%
Metagenomica de Bacterias del Intestino de Camaron
Propionigenium maris
Photobacterium damselae
Vibrio rotiferianus
Vibrio orientalis
Vibrio vulnificus
Vibrio sp. ex25
Candidatus_bacilloplasma spp.
Pseudomonas putida 199_b
Otras Especies < 1% (135 especies)
Diferencias de composición de microbiota de la hemolinfa de camarones enfermos según la técnica de caracterización dependiente de cultivo o Independiente de cultivo (metagenomica)
Po
rcen
taje
(%
)
C e 1C e 2
Po
rce
nta
je (
%)
C s 1C s 2
C s 3
Po
rcen
taje
(%
)
Microbiota de hemolinfa: Caracterización dependiente de co-cultivo Caracterización independiente de cultivo: METAGENOMICA
0%20%40%60%80%
100%
Bacteria Oxidante de Amonio en Agua Salada Nitrospira spp.
Nitrospira sp.
Nitrospina spp.
Nitrospina sp.
Nitrospina gracilis
Nitrosovibrio spp.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
CAD30 CAD60 T1AD30 T1AD60 T2AD30 T2AD60
Generos presentes en Suelos con Agua Dulce despues del Tratamiento
Otros Generfos < 1%SkeletonemaLewinellaDesulfuromonasNitrospiraHolophagaGeobacterPelobacterRubrobacterAnaeromyxobacterThalassiosiraThiohalophilusSulfurovumPlanctomycesSphingobacteriumCytophagaBacillusPirellulaSaccharospirillumPhaeodactylumDehalococcoidesDesulfobacteriumAcidobacteriumThioprofundumDesulfosarcinaAchromatiumAsterionellopsisCyanobacteriumDesulfobulbusPseudomonas
Microbiota: Caracterización dependiente de cultivos: cepas aisladas Hemolinfa de camarones sanos o enfermos
Identificación de cepas características de animales sanos o enfermos
Cepario de cepas nativas potencialmente benéficas: probióticos
MALDI y MICROBIOLOGIA
Acuicultura social del camarón Características: • Disponibilidad en post-larvas sanas • Posibilidad de certificar reproductores para producir larvas sanas • Disponibilidad en alimento balanceado / formulación agua dulce • Disponibilidad en cepas de probioticos /tracto digestivo • Disponibilidad en cepas de periphyton / flock • Posibilidad vender producción a varios pesos (10-25 g) • Posibilidad producción acuaponía / irrigación • Posibilidad de valor agregado (conservas)
• Posibilidad de cultivo en aguas continentales sin riesgo de invasión
Centro de Biotecnologia para el Desarrollo Sostenible (CBDS) Monte Sinaí, Guayaquil Formación en cultivo de camaron en aguas continentales
Educación e investigación en BIOTECNOLOGIA: Componente primordial para el desarrollo de la acuicultura sostenible
Acuicultura sostenible del futuro
GRACIAS