Evaluación del fotoperiodo y la densidad de cultivo en la expresión genómica relacionada al crecimiento de Salmón Atlántico (salmo salar).

Abstract

Los estudios sobre el crecimiento somático en peces de cultivo bajo el manejo de diversas variables son de especial interés en la industria acuícola. La importancia para la industria es fundamentalmente económica, donde se busca minimizar costos de producción y mejorar la calidad del producto final. Identificar una variable que incida en el crecimiento, le da una herramienta de manejo al centro de cultivo que se puede traducir en un crecimiento más rápido, lo que significará disminuir los tiempos de cultivo y bajar los costos de producción, al disminuir los gastos en alimento, también puede significar la optimización del cultivo, logrando un producto de mayor calidad. En este trabajo de investigación se evaluó el efecto del fotoperiodo de 24 horas, a densidad alta y baja, sobre el crecimiento de juveniles de Salmo salar. El estudio se complementó con análisis moleculares del eje del crecimiento GH/GHR/IGF-1. Se conformaron 4 grupos, por duplicado, se estudiaron dos fotoperiodos (24h y 13:11h) a densidad de cultivo alta (20kg/m3) y baja(9kg/m3). El tiempo total del ensayo fue de 30 días totales. Se registraron los datos biométricos semanalmente. Y para estudiar el efecto del fotoperiodo a nivel molecular, se determinaron los niveles de expresión génica en tejido muscular de IGF-1 y GHR. La expresión de estos genes se realizó por el método de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR), mediante la técnica fluorométrica de PCR en tiempo real (qPCR) y la Transcriptasa Reversa (qPCR-RT). En los estudios de expresión relativa de los genes de interés, encontramos evidencias significativas que el fotoperiodo tiene efectos sobre la expresión de genes relacionados con el crecimiento somático en peces Salmo salar. Se observaron, a tiempo T1 y T2, diferencias significativas en la expresión relativa de los genes GHR y IGF-1 entre grupos LD13:11DB (grupo control) y grupos con fotoperiodo continuo LD24:00 tanto a densidad baja como alta. Al finalizar el periodo de experimentación, tiempo T2 (día 30) los grupos LD24:00 (D1 y D2) presentaron una mayor expresión relativa de receptores GHR y menor expresión del factor IGF-1. No se encontró a tiempo T2 evidencia estadística que indique un efecto de la densidad sobre las expresiones de los genes de interés, entre grupo control LD13:11DB y LD13:11DA. Lo que nos sugiere que las diferencias en la expresión de los genes GHR y IGF-1 al finalizar el experimento (tiempo T2), observada para los grupos con LD24:00 se debería al uso de fotoperiodo de luz continua. A tiempo T1 (día 14) la expresión relativa de IGF-1 fue mayor en grupos con LD24:00 que grupos LD13:11, lo que se invirtió al día 30 (tiempo T2), donde los grupos LD24:00 mostraron menor expresión relativa de IGF-1 que el grupo control (LD13:11DB). Este comportamiento en el tiempo, de la expresión de IGF-1, podría ser explicado como efecto de procesos y mecanismos de respuestas celular, que se observan cuando se trabaja con organismos celulares vivos y dinámicos. Correlacionando los datos biométricos con los de expresión de los genes de interés, podríamos concluir, una vez finalizado nuestro experimento, que la aplicación de fotoperiodo LD24:00 inhibiría el crecimiento en el tejido muscular de los peces, afectando procesos celulares y moleculares a nivel celular, en el tejido muscular de los peces presmolt, lo que tendría efectos sobre la expresión de los genes GHR y IGF-1. El aumento relativo de receptores GHR para los grupos con fotoperiodo LD24:00 podría ser un mecanismo celular compensatorio a la diminución de la expresión de IGF-1 observada. Este trabajo vendría siendo el primer reporte sobre los efectos del fotoperiodo sobre el crecimiento y la expresión de genes GHR y IGF-1 en peces juveniles presmolt S. salar, en un periodo de 30 días de tratamiento, lo cual requerirá de nuevos ensayos para confirmar nuestros resultados.

Studies on somatic growth in farmed fish under the management of various variables are of special interest in the aquaculture industry. The scope for the industry is fundamentally economic, where it seeks to minimize production costs and improve the quality of the final product. Identifying a variable that affects growth gives the farm a management tool that can translate into faster growth, which will mean reducing cultivation times and lowering production costs, by reducing food costs; it can also involve a culture optimization, achieving a higher quality product. In this research we study the effect of the 24-hour photoperiod, at high and low density culture, on the growth of Salmo salar juvenile was evaluated. . The study was complemented with molecular analyzes of the GH/GHR/IGF-1 growth axis. Four groups were formed in duplicate, two photoperiods (24h and 13:11h) were studied at high and low culture density. The time assay was of 30 days. Biometric data was recorded weekly. And to study the effect of photoperiod at the molecular level, the gene expression levels of IGF-1 and GHR in muscle tissue were determined. The expression of these genes was carried out by the method of Polymerase Chain Reaction (PCR), using the real-time PCR fluorometric technique (qPCR) with Reverse Transcriptase (qPCR-RT). In the relative expression studies of our genes of interest, we found significant evidence that photoperiod has effects on the expression of genes linked to the somatic growth in Salmo salar fish. Significant differences in the relative expression of the GHR and IGF-1 genes were observed at time T1 and T2 between the LD13:11DB groups (control group) and groups with continuous photoperiod LD24:00 at both low and high density. At the end of the experimentation period, time T2 (day 30), the LD24:00 groups (D1 and D2) presented a higher relative expression of GHR receptors and lower expression of the IGF-1 factor. No statistical evidence was found for some effect of density on the expressions of the genes of interest, between the control group LD13:11DB and LD13:11DA. This suggests that the differences in the expression of the GHR and IGF-1 genes at the end of the experiment (time T2), observed for the groups with LD24:00, would be due to the use of continuous light photoperiod. At time T1 (day 14) the relative expression of IGF-1 was higher in groups with LD24:00 than groups LD13:11, which was inverted at day 30 (time T2), where the groups LD24:00 showed lower relative expression of IGF-1 than the control group (LD13:11DB). This behavior in time, of the expression of IGF-1, could be explained as an effect of processes and mechanisms of cellular responses, which are observed when working with living and dynamic cellular organisms. By correlating the biometric data with genes expression, we could conclude, that at the end of our experiment, the application of LD24:00 photoperiod would inhibit growth in the muscle tissue of fish, affecting cellular and molecular processes at the cellular level, in the muscle tissue of presmolt fish, which would have effects on the expression of the GHR and IGF-1 genes. The relative increase in GHR receptors for the groups with LD24:00 photoperiod could be a compensatory cellular mechanism for the decrease in IGF-1 expression observed. This work would be the first report on the effects of photoperiod on the growth and expression of GHR and IGF-1 genes in juvenile presmolt of S. salar fish, in a period of 30 days of treatment, which will require new trial studies to confirm our results.