ECOFISIOLOGÍA

"APLICACIÓN DE LA GENÓMICA FUNCIONAL
COMO ESTRATEGIA PARA LA MEJORA CONTINUA
DE LA INDUSTRIA DEL CAMARÓN"

Durante el cultivo de camarón las variables ambientales juegan un rol determinante en la eficiencia del cultivo en términos de supervivencia y calidad de producto. Lo anterior se debe a que el cultivo típicamente se realiza en estanques de tierra que están expuestos a los cambios ambientales relacionados con el clima de la entidad, influyendo directamente sobre la condición fisiológica de los organismos. La temperatura es un factor determinante para organismos poiquilotermos (Bayne, 1976), ya que influye en la velocidad de los procesos fisiológicos, provocando variaciones en el metabolismo y por consiguiente, en las necesidades energéticas, la condición, el estado de salud y el crecimiento. Adicionalmente, a diferencia de otros factores, tiene la capacidad de penetrar barreras físicas y puede tener efectos dramáticos sobre la estructura de macromoléculas (Hickey y Singer, 2004).

El camarón blanco es una especie tropical, que se desarrolla adecuadamente entre los 23 a 34°C teniendo un óptimo a los 27°C (Martinez-Cordova, 1999), fuera de este intervalo se observa mortalidad (Lucien-Brun, 1989). Por otra parte el oxígeno disuelto, es la variable ambiental más limitante para las especies acuáticas, debido a que las reacciones metabólicas aerobias son controladas por su disponibilidad (Boyd y Watten, 1989). En los estanques de cultivo, se ha observado que se alcanza la mínima concentración de oxígeno disuelto cerca del amanecer, debido a la actividad respiratoria de los microorganismos que habitan el estanque además de los camarones(Boyd, 1989). Registros continuos de alta frecuencia de temperatura y de oxígeno disuelto, realizados en estanques de diferentes del noroeste de México, muestran patrones oscilantes de ambas variables, cuyos valores máximos y mínimos ocurren casi simultáneamente Figura 1.

La acción combinada de temperaturas altas sostenidas (por arriba de 33°C) y niveles de oxígeno por debajo de los 3 mg/L, provocan condiciones de estrés, que afectan negativamente en el crecimiento, alimentación, frecuencia de muda y metabolismo. La situación se agrava, si el oxígeno desciende por debajo de los 2 mg/L, cuando los organismos se acercan a su nivel crítico, presentándose mortalidad en el estanque. La mayoría de los estudios realizados sobre los efectos de estos factores han sido bajo condiciones estables y han permitido obtener información sobre los cambios fisiológicos asociados a estas variables, rangos de acción, límites y óptimos para la especie. Sin embargo, poco se conoce sobre los efectos fisiológicos que produce la acción combinada de estos factores y menos aún, cuando los organismos son sometidos de forma oscilante y crónica, de forma similar a la que ocurre en los estanques de cultivo. Por otra parte, son pocos los trabajos que relacionan los cambios compensatorios fisiológicos, con los mecanismos de adaptación genética. Somero (2005), resaltó la importancia de relacionar cambios en la transcripción bajo diferentes esquemas de aclimatación, debido diferencias encontradas entre condiciones de aclimatación constante y con ciclicidad diaria. Previo a la presente investigación Puente-Carreón (2009), realizó un estudio fisiológico para observar los cambios compensatorios que se presentan en juveniles de camarón blanco, cuando son expuestos a temperatura y oxígeno oscilantes. Sin embargo, falta realizar estudios complementarios que permitan asociar los mecanismos de compensación fisiológica hallados con los mecanismos de adaptación genética a corto y largo plazo.

El presente estudio pretende observar los efectos fisiológicos de la tasa respiratoria en relación a las variaciones de temperatura y oxígeno disuelto bajo condiciones estables aguadas y asociarlos con la expresión génica a partir de la obtención de microarreglos en muestras branquias. Adicionalmente observar los cambios en los metabolitos en hemolinfa y con el contenido de reservas energéticas en diferentes tejidos. Se buscará también contrastar lo anterior con los mecanismos de adaptación fisiológica bajo condiciones oscilantes a largo plazo para observar si se presentan cambios en la transcripción del cDNA.

Objetivos:

Validar un microarreglo Eco-VANNAMEI que relacione las respuestas fisiológicas agudas en relación a hipoxia y estrés térmico obtenido a partir de muestras de cDNA de branquia de Penaeus vannamei y compararlo en respuesta crónica ante condiciones oscilantes de oxígeno y temperatura a largo plazo.

1. Determinar los perfiles de expresión de genes de branquia del camarón Penaeus vannamei asociados a las respuestas fisiológicas agudas de hipoxia y estrés térmico, utilizando como base el microarreglo de la primera generación.
2. Validar la expresión anterior por cuantificación por PCR en tiempo real.
3. Comparar el microarreglo de segunda generación de branquias, con las respuestas fisiológicas crónicas ante oxígeno y temperatura oscilante a largo plazo.

Productos:

1. Microarreglo validado Eco-VANNAMEI para hipoxia y estrés térmico.
   
2. Perfiles de expresión de genes asociados con respuestas fisiológicas agudas bajo condiciones de hipoxia y estrés térmico.
3. Perfiles de expresión de genes asociados en respuestas crónicas fisiológicas bajo condiciones oscilantes de oxígeno y temperatura.
   
4. Localización de genes asociados a las respuestas fisiológicas crónicas y agudas ante variaciones de oxígeno y temperatura.
5. Un alumno de licenciatura.
6. Dos talleres nacionales de genómica de camarón.
7. Un registro de patente.
   

Participantes:

Instituciones participantes: