Hugo H. Montaldo

Facultad de Medicina Veterinaria y ZootecniaUniversidad Nacional Autónoma de México

montaldo@unam.mx

Efectos de origen y de consanguinidad en la resistencia de Litopenaeus vannamei a las enfermedades de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND) y de la

mancha blanca (WSD)Origin and inbreeding effects on Litopenaeus vannamei resistance to acute

hepatopancreatic necrosis (AHPND) and white spot (WSD) diseases

Efectos de origen y de consanguinidad en la resistencia de Litopenaeus vannamei a las enfermedades de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND) y de la

mancha blanca (WSD)Origin and inbreeding effects on Litopenaeus vannamei resistance to acute

hepatopancreatic necrosis (AHPND) and white spot (WSD) diseases

Introducción / Introduction

• Enfermedad de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND)

• Enfermedad de la mancha blanca (WSD / WSSV) • Están entre las más importantes que afectan Litopenaeus vannamei a nivel

mundial / Worldwide distribution

• Las diferencias genéticas entre y dentro de poblaciones pueden ser utilizadas para hacer mejoramiento genético para resistencia• Cruzamientos / Crossbreeding

• Reemplazar poblaciones / population replacement • Producir animales cruzados para obtener heterosis y complementariedad / heterosis and

complementarity in crossbreeding systems• Reducir consanguinidad en la población commercial / Reduce inbreeding in commercial

populations

Porqué usar diferencias genéticas para controlar enfermedades en Litopenaeus vannamei? / Why using genetic differences in disease control?

• No hay inmunidad adquirida en camarones, no hay uso de vacunación / No vaccines

• No se puede evitar la presencia del patógeno / Pathogen presence

• Menos uso de biológicos, medicamentos y químicos / Less use of biologicals, drugs and chemicals

• Parte de sistemas integrados de control que incluyen medidas sanitarias como en plantas / Integration of genetic and other health strategies

• ¿Menor generación de resistencia? / Less resistance development?

Efectos de cruzamiento / Crossbreeding effects

• A pesar de la importante recuperación de los volúmenes de producción en México desde 2015, y datos anecdóticos, no hay mucha evidencia científica para medir la contribución del cambio genético en la productividad, porque se efectuaron también cambios en el manejo / There is no much scientific evidence on the contribution of this genetic replacement to disease control, since changes in management and disease control measures were also made during this period

• No hay información sobre los efectos genéticos de cruzamiento o la major estrategia de mejoramiento / No information on crossbreeding genetic effects or on the best improvement strategy

Producción de camarón cultivado en AL

Efectos de cruzamiento / Crossbreeding effects

• Objetivos• Estimar los resultados de distintas estrategias de cruzamiento / Predict results

of different crossbreeding strategies

• Modelos de cruzamiento para optimizar el uso de la información / Crossbreeding models to optimize the information use

• (1) Características medidas en desafíos experimentales para AHPND y WSD / Measured traits for challenge tests• Tiempo de supervivencia y tasa de supervivencia

• (2) Características medidas en estanques tipo comercial en el campo• Tasa de supervivencia

Efectos de cruzamiento / Crossbreeding effects

• Datos de desafíos experimentales y de campo obtenidos en 2015, 2016 and 2017 / Experimental challenge and field data

• Grupos genéticos- Cruzas de dos líneas: una de Resistencia a WSD de Ecuador (RES) y otra de Crecimiento (GRO) de México / Genetic groups involving crossing two genetic lines: a resistance to WDS from Ecuador (RES), and a high growth (GRO)

• En el contexto del desarrollo de una nueva línea adaptada a las nuevas condiciones de presencia de AHPND y WSD para la empresa Maricultura del Pacífico para Sonora y Sinaloa / Whitin the framework of a new line development for a Mexican hatchery for new disease prevalent conditions in Northwest Mexico

Material and methods• Para los desafíos de AHPND las postlarvas fueron expuestas por inmersión

usando un cultivo de una cepa Mexicana de Vibrio parahaemolyticus (M0904) / For the AHPND challenges, the postlarvae were exposed by immersion using a Vibrio parahaemolyticus strain (M0904) culture

• Para los desafíos de WSD, los organismos fueron alimentados con fragmentos de músculo de animales muertos por infección de WSSV / For the WSD challenge, organisms were given ground muscle fragments per os from dead WSSV-infected shrimp.

Promedios para tiempo de supervivencia al desafío, edad (días) y peso (g), duración de la

prueba de desafío (horas), número de familias y de organismos para el estudio de efectos

de cruzamiento

Característica Año (n) familias / (n)

organismos

Tiempo de

supervivencia

(horas)

Edad (días) Peso (g) Duración

(horas)

AHPND 2015 169/4808 22.0 ± 23.7 75.9 ± 1.3 2.6 ± 0.9 74

2016 184/6163 62.2 ± 38.4 82.8 ± 1.3 1.5 ± 0.7 97

WSD 2014 140/3966 108.6 ± 41.9 85.6 ± 6.4 4.0 ± 1.1 192

2015 169/5792 41.3 ± 36.1 89.9 ± 1.3 4.3 ± 1.4 144

2016 184/5940 61.7 ± 18.8 92.6 ± 1.2 2.3 ± 1.0 100

Promedios para edad a la siembra, tasa de supervivencia, peso a la cosecha a los 130

días de edad y producción de biomasa de estanques en los datos usados para el estudio

de efectos de cruzamientoAño Estanque NSEM Densidad

de

siembra

(org/m2)

Media de edad

a la siembra

(días)

Media de

TASUP (%)

Media de

PC130 (g)

Media de

BIOMA (g)

2014 SIN2– 3017 83.0 130.9 ± 6.6 -- 18.0 ± 3.1 --

2015 SIN1+ 8225 16.7 128.8 ± 1.3 30.7 ± 46.1 20.3 ± 3.7 6.2 ± 9.6

SIN2– 3387 80.0 129.0 ± 1.3 69.0 ± 46.3 18.9 ± 4.6 13.0 ± 9.5

2016 SON1+ 7536 14.7 134.5 ± 1.2 33.1 ± 47.1 14.4 ± 3.6 4.7 ± 7.0

SIN1+ 6246 14.7 134.5 ± 1.2 15.6 ± 36.3 12.7 ± 3.1 2.0 ± 4.8

SIN2– 6252 146 134.3 ± 1.2 86.2 ± 34.5 10.8 ± 3.1 9.3 ± 4.7NSEM = Número de organismos sembrados

• Características (variables) estudiadas / Studied traits (variables) • (1) Características medidas en desafíos experimentales para AHPND y WSD /

Measured traits in challenge tests• Tiempo de supervivencia / Survival time (TIA y TIW)

• Tasa de supervivencia / Survival rate (TSA y TSW)

• (2) Características medidas en estanques tipo comercial en el campo / Measured traits on field ponds• Tasa de supervivencia en estanque 75-130 días / Pond survival rate (TSE)

• Peso a la cosecha a 130 días / Harvest weight (PC130)

• Producción de biomasa por camarón sembrado / Biomass production (BIOM)

• Se usaron modelos lineales para los análisis estadísticos / Linear models were used in the statistical analyses

Resultados/ Results

• La línea RES presentó mayor resistencia en desafíos a WSD y mayor producción de biomasa en estanques con infección / RES line hadmore survival in challenges and more biomass production in infectedponds

• Los desafíos para WAS predijeron en forma precisa el ordenamiento de los grupos genéticos en estanques infectados / WAS challengespredicted well the ranking of genetic groups in infected ponds

• En estanques infectados sólo hubo heterosis positiva para peso, pero su magnitud fue pequeña y no influyó en la producción de biomasa / In infected ponds there was positive heterosis, but its practicalimportance was limited

Cruzamientos / CrossbreedingConclusiones / Conclusions

• Para supervivencia y producción de biomasa, la heterosis en estanques con infección infectados fue negativa / For survival and biomass Production, heterosis in infected ponds was negative

• Se encontraron efectos muy grandes de interacción grupo genético x estatus de infección del estanque, para la producción de biomasa / A very large genetic group x infection status interaction was found forbiomass production

• La mejor estrategia es utilizar línea RES pura para minimizar el riesgo de pérdidas económicas/ Best strategy is to use pureline RES to minimize economic risk

Cruzamientos / CrossbreedingConclusiones / Conclusions

En caso de tener mas interés / In case of further interest…

Efectos de origen y de consanguinidad en la resistencia de Litopenaeus vannamei a las enfermedades de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND) y de la

mancha blanca (WSD)Origin and inbreeding effects on Litopenaeus vannamei resistance to acute

hepatopancreatic necrosis (AHPND) and white spot (WSD) diseases

Efectos de consanguinidad / Inbreeding effects

• Después de la aparición de AHPND en Asia, se ha sugerido que niveles de consanguinidad relativamente altos causados por el apareamiento generalizado de animales altamente relacionados (hermanos) de líneas comerciales únicas con un "bloqueo genético" pueden haber tenido un papel importante en los brotes de AHPND y WSD / Following the emergence of AHPND in Asia, has been suggested that relatively high inbreeding levels caused by the widespread mating of highly related (full-sib) animals from single commercial lines with a “genetic lock” may have had a major role in the outbreaks of AHPND and WSD

• Hay todavía poca información sobre los efectos de consanguinidad en AHPND y WSD / Little information on inbreeding effects on AHPND and WSD is available

• Objetivo / Objective:

• Comparar camarones consanguíneos y no-consanguíneos para resistencia a AHPND y WSD / Compare inbred and non-inbred shrimp for AHPND and WSD resistance in experimental challenge data and field data

• Tiempo de sobrevivencia en desafíos / Survival time in challenges

• Sobrevivencia en estanques / Survival rate in ponds

• Peso a la cosecha / Harvest weight

• Producción de biomasa / Biomass production

Material y métodos• En 2015 y 2016 se produjeron animales consanguíneos para evaluar

el efecto del apareamiento entre hermanos. Se formaron dos grupos:

• Consanguíneos F - 25%

• No consanguíneos F ~ 0-4% /

• In 2015 and 2016 inbred animals were produced to compare the effect of inbreeding by mating full-sib. Two groups were formed:

• Inbred F ~ 25%

• Non-inbred F ~ 0-4%

Material y métodos2015 (Sólo línea RES)

• Número de camarones consanguíneos sembrados en los desafíos fueron 112 a 129 y no consanguíneos, de 1671 a 1977

• Número de camarones consanguíneos sembrados por estanque fueron de 80 a 198 y no consanguíneos, de 1160 a 2870

2016 (RES, F2 y GRO)

• Número de camarones consanguíneos sembrados en los desafíos por grupogenético, 288 a 304 y no consanguíneos, de 1065 a 2182

• Número de camarones consanguíneos sembrados por grupo genético y estanque de 262 a 401 y no consanguíneos, de 1159 a 2807

Resultados

Conclusiones / Conclusions• Se encontraron efectos negativos de consanguinidad para desafíos de

WSD y AHPND en 2015 / Negative effects associated with inbreeding were found in WSD and AHPND challenges in 2015

• Se encontraron efectos negativos importantes en estanquesinfectados en 2015, pero no en 2016 / Negative effects of inbreeding on survival rate was found in an infected pond in 2015, but not in 2016

• La consanguinidad no afectó la supervivencia en estanques no infectados / Inbreeding effects does not affect survival in non-infected ponds

Conclusiones / Conclusions• Los efectos negativos en peso fueron relativamente pequeños y

similares a través de estanques infectados (+) y no infectados (-) / Negative effects on weight were relatively small and across (+) and (-) ponds

• Los efectos en la producción de biomasa fueron relativamentepequeños / Effects on biomass production were relatively small

• Por supuesto la consanguinidad debe ser controlada y la diversidadgenética mantenida en las poblaciones núcleo por varias razonesdistintas de sus efectos en la susceptibilidad a las enfermedades / Of course, inbreeding should be controlled and genetic diversity maintained for several reasons apart from their possible effects on disease susceptibility

Conclusiones / Conclusions

AGRADECIMIENTOS

Maricultura del Pacífico

Universidad Autónoma Metropolitana

CIAD Mazatlán

Erika Gallaga-Maldonado Estudiante de doctorado UNAM

Cámara Nacional de Acuacultura, Ecuador