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AQUAFEEDS - Efeito dos mananoligossacarídeos na microbiota, produtividade do camarão branco do Pacífico no Equador

AQUAFEEDS - Efeito dos mananoligossacarídeos na microbiota, produtividade do camarão branco do Pacífico no Equador

Data de Publicação: 13 de abril de 2021 15:20:00
Camarão cultivado com ração adicionada de MOS teve sobrevivência 30 por cento maior em condições de produção intensiva

 

( Foto de Darryl Jory)

 

Este estudo avaliou o efeito do mananoligossacarídeo (MOS) na dieta sobre o desempenho da produção de L. vannamei em condições de cultivo intensivo no Equador. Os resultados mostraram que o MOS dietético melhorou a sobrevivência dos camarões em 30 por cento e reduziu significativamente a prevalência de potenciais patógenos oportunistas, como Vibrio 

*Por Oreste Gainza, Ph.D. e Jaime Romero, Ph.D.

Em relação ao manejo de doenças na aquicultura, a prevenção é mais aconselhável do que o tratamento. Uma dessas estratégias é modificar a microbiota intestinal [comunidades ecológicas de microorganismos encontrados dentro e sobre todos os organismos multicelulares] do animal cultivado para promover a colonização de bactérias benéficas e prevenir a colonização de bactérias potencialmente patogênicas.

Os mananoligossacarídeos (MOS) são glicídeos [compostos orgânicos que contêm um carboidrato] obtidos da célula de levedura Saccharomyces cerevisiae. O uso de MOS para bloquear a colonização de patógenos é baseado no conhecimento de que certos polissacarídeos [moléculas grandes feitas de muitos açúcares simples menores] poderiam ser usados ??para bloquear o mecanismo de reconhecimento e adesão de patógenos potenciais a moléculas nas superfícies dos tecidos do hospedeiro (competição para sites de anexo). Essa ação reduziria a adesão dos patógenos ao trato digestivo, deixando-os para serem excretados nas fezes. Isso pode levar à melhoria da integridade e do desempenho da barreira epitelial intestinal.

Não há publicações anteriores usando sequenciamento de última geração (NGS, uma tecnologia para determinar a sequência de DNA ou RNA para estudar a variação genética associada a doenças ou outros fenômenos biológicos) para avaliar os efeitos do MOS na microbiota do camarão branco do Pacífico ( Litopenaeus vannamei ). Vários estudos relataram os efeitos do MOS no desempenho da cultura de crustáceos, incluindo parâmetros como taxas de crescimento, sobrevivência, alterações na morfologia gastrointestinal (GI) e outros. Mas essas investigações anteriores foram conduzidas em condições de laboratório e envolveram apenas bactérias cultiváveis. Essas observações não foram validadas em uma escala de agricultura comercial, limitando a aplicação desses prebióticos. E para crustáceos cultivados como L. vannamei, as informações disponíveis sobre a funcionalidade e estruturação de sua microbiota são muito limitadas.

Este artigo - adaptado e resumido da publicação original [Gainza, O., Romero, J. Efeito dos oligossacarídeos mannan na microbiota e parâmetros de produtividade do camarão Litopenaeus vannamei sob cultivo intensivo no Equador. Sci Rep 10, 2719 (2020)] - relatórios sobre um estudo usando NGS para avaliar os efeitos da inclusão dietética de um prebiótico (MOS) nos parâmetros de produção em condições de cultivo intensivo e na composição da microbiobiota intestinal de L. vannamei no Equador.

Configuração de estudo

O estudo foi realizado na fazenda intensiva de camarão Santa Ana, na província de El Oro, Equador. Aproximadamente 1.780.000 juvenis de L. vannamei (peso médio inicial de 2,2 ± 0,53 gramas) foram distribuídos em quatro tanques de 0,5 hectares sob estufas, cada um com temperatura de água controlada (32 a 34 graus-C), salinidade de 5 ppt e saturação de oxigênio dissolvido acima de 60 por cento. Para minimizar os fatores que poderiam influenciar os resultados do experimento, padronizamos condições como o estágio de maturação do tanque para evitar interferir no camarão cultivado experimentalmente.

Os camarões foram cultivados por 59 dias até atingirem o peso de colheita. Eles foram alimentados quatro vezes por dia com uma ração comercial (Nicovita Classic Camarón; Vitapro, Callao, Peru) com 35 por cento de proteína e 5 por cento de gordura. MOS (Bio-Mos®, Alltech Inc., Nicholasville, KY, US) a 0,5 por cento em peso por peso (p / p) foi adicionado à alimentação por meio da diluição de MOS em água destilada (0,125 g / mL) mais gelatina comercial (0,125 g / mL), pulverizado sobre a ração (0,04 mL / g) em um funil mecânico para homogeneização. O alimento para os dois tanques controle foi preparado com o mesmo protocolo com a adição de gelatina comercial sem MOS. Várias amostras de camarão foram coletadas para diferentes análises laboratoriais.

Para obter informações detalhadas sobre o projeto experimental e protocolos de manejo; procedimentos de amostragem; Extração de DNA e amplificação por PCR; sequenciamento em massa e processamento de dados de alto desempenho; e análises estatísticas, referem-se à publicação original.

Resultados e discussão

Até onde sabemos, este artigo apresenta a primeira descrição da diversidade da microbiota e composição de táxons em L. vannamei sob um tratamento dietético MOS em uma instalação comercial de aqüicultura. Da mesma forma, não há relatórios anteriores baseados em NGS abordando o efeito do MOS na microbiota de L. vannamei.

Esforços de pesquisa relevantes anteriores foram limitados a experimentos em nível de laboratório. Em um desses estudos, os pesquisadores usaram 1.080 camarões distribuídos em 36 tanques de 1 metro cúbico e relataram um aumento de 66 por cento no ganho de peso no grupo tratado com 0,2 por cento de MOS. Em outro estudo com 270 camarões em 18 aquários de 0,128 metros cúbicos com salinidade da água de 38 ppt, os pesquisadores relataram um aumento de 17% na sobrevivência após aumentar o MOS para 0,4%.

Nossos resultados em condições de cultivo comercial intensivo - com 1.780.000 juvenis de L. vannamei em quatro lagoas de 0,5 ha, 5 ppt de salinidade e 0,5 por cento de MOS - contrastam com estudos de laboratório anteriores porque não encontramos diferenças significativas nos parâmetros de crescimento entre os animais suplementados com MOS e o tratamento de controle. No entanto, o aumento na biomassa colhida em tanques que receberam o tratamento MOS de 0,5 por cento resultou de um aumento significativo de 30 por cento na sobrevivência dos camarões.

Estudos anteriores sobre o efeito da inclusão de MOS na microbiota são baseados em medições de contagens de bactérias cultiváveis, e a maioria desses estudos é focada em peixes. Não há trabalho publicado sobre a modulação da microbiota em L. vannamei por MOS dietético. No entanto, relatos em outros crustáceos descreveram reduções nas contagens de Vibrio. Essa redução na colonização do trato digestivo por

 

 

Fig. 1: Resultados para biomassa média colhida (kg) e rendimento (kg / Ha) de L. vannamei em tanques suplementados com mananoligossacarídeos (MOS) e tanques com dieta comercial (Controle)

A promoção de mudanças na composição da microbiota intestinal é um componente-chave do caso de uso do MOS como prebióticos, mas isso precisa de mais pesquisas. A composição da microbiota do camarão sob nossas condições controladas é consistente com pesquisas anteriores com L. vannamei, com Proteobacteria como o filo dominante em nosso estudo e com níveis de abundância relativa entre 28 e 70 por cento. Outros filos que mostraram alta abundância sob condições de controle foram Bacteroidetes (22 por cento) e Actinobacteria (11 por cento).

Fig. 2: Comparação da abundância relativa ao nível do filo. Composição da microbiota do camarão [relativa a unidades taxonômicas operacionais, OTU, composição; OTUs são usados ??para categorizar bactérias diferentes com base nas variações em um gene marcador] está no nível do filo. Comparação entre controle e microbiota de camarão MOS incluindo os 11 filos apresentando a maior abundância. Resumo taxonômico da abundância relativa observada de filos abundantes em todas as amostras divididas por condição de cultura

 

patógenos potenciais levaria a uma melhora na integridade e funcionalidade da barreira intestinal epitelial.

Considerando o impacto da Síndrome da Necrose Hepatopancreática Aguda (AHPNS), uma doença grave do camarão cultivado, na produção de L. vannamei em todo o mundo, nossos resultados mostrando a redução do gênero Vibrio a níveis insignificantes em uma instalação de cultivo comercial são de particular relevância, porque estudos anteriores envolveram apenas ensaios em escala de laboratório. Nosso trabalho sugere que o MOS pode constituir uma ferramenta importante para a prevenção de AHPNS, que continua sendo um dos campos abertos mais interessantes para exploração com base em nossos resultados.

A mudança na microbiota intestinal se reflete na melhora da sobrevivência e nos melhores resultados de produtividade e é consistente com o conceito de que as Actinobactérias produzem metabólitos secundários benéficos para o hospedeiro, como fatores antimicrobianos e promotores de crescimento. Existem inúmeras publicações sobre o uso potencial de Actinobacteria como probióticos, mas todas se concentraram nos gêneros Streptomyces e Lactococcus. Alguns autores têm sugerido que a seleção de probióticos deve favorecer a microbiota específica de cada espécie para proporcionar maior probabilidade de colonização intestinal. Com base em nossos resultados, potenciais probióticos pertencentes aos gêneros Actinomadura , Fodinicola e Agromyces devem ser avaliados quanto à sua abundância e associação com MOS.

No geral, nossos resultados mostraram que a inclusão de MOS aumentou a sobrevivência do camarão L. vannamei em 30 por cento em um ambiente de produção comercial. Além disso, o uso de NGS revelou diferenças quantitativas na microbiota de camarão entre MOS e condições de controle. No tratamento com inclusão de MOS dietético, o filo predominante foi Actinobacteria (28 por cento); enquanto o grupo controle foi dominado pelo filo Proteobacteria (3 por cento).

Sob o tratamento MOS, a prevalência de potenciais patógenos oportunistas no camarão experimental - como Vibrio , Aeromonas , Bergeyella e Shewanella - foi insignificante. Isso pode ser atribuído ao MOS bloqueando a adesão de patógenos às superfícies dos tecidos do hospedeiro. Juntos, esses achados indicam que as melhorias de desempenho (sobrevivência) do MOS dietético podem estar relacionadas ao impacto na microbiota, uma vez que linhagens bacterianas com potencial patogênico para camarões foram excluídas no intestino.

Perspectivas

Nosso estudo é uma primeira abordagem através do NGS para o manejo da modificação da microbiota de L. vannamei  sob condições de cultivo comercial. Em 2010, Daniels et al.  relataram que a ação do MOS estabiliza a composição da microbiota e suprime parcialmente as variações e influxos de novas cepas bacterianas do meio ambiente. Esta declaração é totalmente consistente com os resultados de nossa análise de diversidade e pode ser estendida para dizer que a ação do MOS também controla o influxo de cepas bacterianas com potencial patogenicidade para L. vannamei.

*Os autores e a fonte:

ORESTE GAINZA, PH.D. - Departamento de Acuicultura, Universidad Católica del Norte, Doctorado en Acuicultura, Programa Cooperativo Universidad de Chile, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Universidad Católica del Norte, Larrondo 1281, Coquimbo, Chile

JAIME ROMERO, PH.D. - Autor correspondente
Laboratorio de Biotecnología de Alimentos, Unidad de Alimentos, Instituto de Nutrición y Tecnología de los Alimentos (INTA), Universidad de Chile, El Líbano 5524, Macul, Santiago, Chile

jromero@inta.uchile.cl

Da Global Aquaculture Alliance

https://www.aquaculturealliance.org/

 

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