Una investigación del Earlham Institute permitió identificar genes candidatos que podrían ayudar a los peces a tolerar aguas más cálidas y saladas, lo que podría proporcionar un recurso vital para guiar los programas de reproducción selectiva en la piscicultura de agua dulce.
A medida que la calidad y la disponibilidad del agua se reducen debido a las temperaturas globales más altas, el nuevo descubrimiento se puede utilizar para criar peces más resistentes y salvaguardar una fuente clave de alimentos para millones de personas.
La tilapia del Nilo, Oreochromis niloticus, se cultiva ampliamente en la piscicultura de agua dulce y proporciona nutrientes y proteínas esenciales. Su uso en acuicultura se ha incrementado dramáticamente, en gran parte debido a su adaptabilidad a diferentes condiciones de agua y sistemas de producción.
Sin embargo, las elevadas temperaturas globales tendrán un impacto significativo en los recursos acuáticos de agua dulce; en este sentido, las piscifactorías y los piscicultores necesitan con urgencia líneas genéticas que puedan prosperar a mayores temperaturas y salinidades del agua.
Para abordar este problemas, los científicos del Earlham Institute, University of Stirling, y la University of East Anglia han explorado el genoma de la tilapia para localizar cambios ventajosos en el genoma que son responsables de una mayor tolerancia a las condiciones cambiantes del agua.
Tejido de las branquias
Los científicos examinaron tejido extraído de las branquias, un importante órgano osmorregulador en los peces, y generaron datos de secuencias de ADN y ARN para estudiar la actividad, regulación y función de diferentes genes.
Posteriormente, los investigadores identificaron diferencias genéticas en las regiones reguladoras de genes en la tilapia del Nilo y otras 27 especies de tilapia.
La hipótesis de los científicos fue que las diferencias entre la tilapia del Nilo, y las especies de tilapia adaptadas a aguas salinas probablemente surgieron para controlar los genes involucrados en la adaptación a diferentes entornos acuáticos.
El equipo de investigadores optimizó un enfoque de secuenciación del genoma que revela la actividad de los posibles sitios de unión del factor de transcripción y los interruptores genéticos para activar y desactivar la expresión.
El enfoque de los científicos identificó regiones del genoma que creen que son responsables de controlar la actividad de ciertos genes osmorreguladores, que a su vez influyen en la función de las branquias y en cómo responde el pez a las condiciones cambiantes del agua.
Genes relevantes
Identificaron una serie de genes relevantes para los rasgos que ayudan a la tilapia a tolerar agua más salada y también a aclimatarse al agua dulce. Estos incluían genes involucrados en el metabolismo y los procesos generales responsables de reaccionar a los cambios ambientales para mantener el equilibrio.
El Dr Tarang Mehta, autor del estudio y científico investigador postdoctoral en el Earlham Institute, manifestó: “Los piscicultores necesitan desesperadamente recursos genómicos para informar sus programas de mejoramiento, de modo que los rasgos que ofrecen una mayor resiliencia puedan seleccionarse de manera rápida y precisa”.
“Al caracterizar los genes responsables de estos rasgos deseables, ahora podemos compartir estos nuevos recursos con los piscicultores de agua dulce para ayudar a guiar los programas de reproducción selectiva”.
Por su parte, el Dr. Wilfried Haerty, autor del estudio y líder del grupo en el Earlham Institute, dijo: “Identificamos regiones del genoma de la tilapia del Nilo a las que podemos apuntar para ayudar a reproducir peces con una mayor tolerancia a la salinidad, algo que lamentablemente se ha vuelto cada vez más importante a medida que nuestros recursos de agua dulce se están degradando”.
“Los próximos pasos son utilizar enfoques genómicos similares para encontrar genes y sus reguladores asociados con otras características de interés para la acuicultura, como el crecimiento y la resistencia a enfermedades”.
El aporte del Genomics Pipelines Group del Earlham Institute fue fundamental en la generación de datos, incluida la preparación de bibliotecas de RNA-Seq, la agrupación y la secuenciación.
La investigación fue financiada por el Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), parte de UK Research and Innovation.
Referencia ( abierto)
Tarang K. Mehta, Angela Man, Adam Ciezarek, Keith Ranson, David Penman, Federica Di-Palma, Wilfried Haerty. 2023. Chromatin accessibility in gill tissue identifies candidate genes and loci associated with aquaculture relevant traits in tilapia. Genomics, Volume 115, Issue 4, 2023, 110633, ISSN 0888-7543,
https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2023.110633.
Editor de la revista digital AquaHoy. Biólogo Acuicultor titulado por la Universidad Nacional del Santa (UNS) y Máster en Gestión de la Ciencia y la Innovación por la Universidad Politécnica de Valencia, con diplomados en Innovación Empresarial y Gestión de la Innovación. Posee amplia experiencia en el sector acuícola y pesquero, habiendo liderado la Unidad de Innovación en Pesca del Programa Nacional de Innovación en Pesca y Acuicultura (PNIPA). Ha sido consultor senior en vigilancia tecnológica, formulador y asesor de proyectos de innovación, y docente en la UNS. Es miembro del Colegio de Biólogos del Perú y ha sido reconocido por la World Aquaculture Society (WAS) en 2016 por su aporte a la acuicultura.
