En abril de 2019, la revista científica Reviews in Aquaculture publicó un artículo de Jean P. Lhorente, Marcelo Araneda, Roberto Neira y José M. Yáñez titulado “Advances in genetic improvement for salmon and trout aquaculture: the Chilean situation and prospects” (“Avances en el mejoramiento genético de la acuicultura de salmón y trucha: la situación y las perspectivas de Chile”).

En el estudio, los chilenos comienzan subrayando que la mejora genética es clave para el desarrollo de una industria acuícola más eficiente. Recuerdan que para 2010 existían 104 programas de reproducción para especies hidrobiológicas en el mundo, la mayoría de ellos para peces. Por lo general, los objetivos de reproducción incluyen rasgos como la tasa de crecimiento, la resistencia a las enfermedades, la maduración y la calidad del producto.

“La resistencia a patógenos específicos ha sido uno de los principales objetivos de la investigación y el desarrollo en los programas de mejoramiento genético de los salmónidos en Chile y en todo el mundo. En Chile, la selección de rasgos se ha realizado mediante la aplicación de índices de selección, y las nuevas tecnologías como la secuenciación y el genotipado de la próxima generación han ayudado a desentrañar la base genética y mejorar los métodos de evaluación genética de rasgos económicamente importantes”, destaca la investigación de Lhorente, Araneda, Neira y Yáñez.

Es así como su trabajo tiene como objetivo fundamental revisar los avances en el mejoramiento genético de la acuicultura de salmón y trucha con énfasis en la experiencia chilena. “Nos centramos en la implementación de programas de mejoramiento en el país, la definición de los objetivos de mejoramiento, los resultados sobre los parámetros genéticos y la respuesta a la selección e incorporación de la genómica. También se abordan los desafíos y oportunidades futuras relacionadas con las interacciones genotipo por medio ambiente, el cambio climático y la investigación y el desarrollo, además de la demostración del beneficio económico de los programas de mejoramiento”, afirma la investigación.

Edición genética

La edición de genes ofrece oportunidades para resolver problemas que actualmente obstaculizan el desarrollo sustentable de la industria acuícola. Por ejemplo, en el cultivo de salmón Atlántico (Salmo salar) existen dos grandes cuellos de botella.

Uno de ellos es el impacto genético sobre los peces silvestres de los ejemplares que se escapan de los centros, que es considerado el efecto negativo más a largo plazo en el medio ambiente. En segundo lugar, y el problema más agudo actual, es el piojo de mar, que está causando una alta letalidad en los salmónidos silvestres debido a las altas concentraciones del parásito en el mar debido a la producción de salmones en las balsas-jaula.

Y también hay desafíos de sustentabilidad asociados con un mayor uso de ingredientes de origen vegetal como sustitutos de los insumos marinos en los alimentos para peces. “Esta transición se produce a expensas del contenido de Omega-3, tanto en el alimento para peces como en el filete de pescado de los individuos cultivados”, subraya Anna Wargelius del Instituto de Investigación Marina Bergen-Noruega (IMR, por su sigla en inglés), quien precisa que la reducción del bienestar animal representa otro obstáculo, y se necesitan peces robustos para evitar fenotipos asociados con el estrés, como cataratas, deformidades de los huesos y las aletas, madurez precoz y mayor susceptibilidad a las enfermedades.

“La edición genética podría resolver algunos de estos problemas, ya que los rasgos genéticos pueden alterarse positivamente para alcanzar un fenotipo de interés como, por ejemplo, la resistencia a enfermedades y el aumento de la producción de Omega-3”, sostiene Anna Wargelius en una investigación científica denominada “Application of genome  editing in aquatic farm animal: Atlantic salmon” (Usos de la edición genética en la producción de animales acuáticos: salmón Atlántico).

SRS y cáligus

La Piscirickettsiosis o Septicemia Rickettsial Salmonídea (SRS), causada por la bacteria intracelular Piscirickettsia salmonis, y la caligidosis, producida por el ectoparásito Caligus rogercresseyi, son enfermedades que generan grandes pérdidas económicas en la industria del salmón de Chile. Y el cultivo selectivo para la resistencia a patógenos ha sido propuesta como una herramienta alternativa para el control de ese tipo de patologías.

Es así como Liane Bassini, Jean Paul Lhorente, Marcela Oyarzún, Rama Bangera, José Manuel Yáñez y Roberto Neira, quienes se desempeñan en las siguientes entidades: Facultad de Ciencias Veterinarias y Pecuarias de la Universidad de Chile (UChile), Facultad de Ciencias Agronómicas de la UChile, Programa Cooperativo de Doctorado en Acuicultura (UChile, Universidad Católica de Valparaíso y Universidad Católica del Norte), Benchmark Genetics Chile, Aquainnovo S.A., Akvaforsk Genetics y del Núcleo Milenio INVASAL, elaboraron un artículo titulado “Parámetros genéticos para la resistencia de Piscirickettsia salmonis, la susceptibilidad del piojo de mar (Caligus rogercresseyi) y el peso de cosecha de la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss)”, el cual fue publicado en la revista científica Aquaculture.

“Se utilizó un modelo lineal con múltiples rasgos para estimar (co) los componentes de la varianza para SRS_DD, CAL y HW. Se usó un modelo animal de umbral de probit de rasgo único para estimar los componentes de varianza para SRS_BS en la escala subyacente. Se utilizaron modelos animales bivariados lineales para estimar las correlaciones genéticas entre SRS_BS en la escala observada y todos los demás rasgos”, se detalló en la investigación que precisó que las heredabilidades para SRS_DD, CAL y HW fueron 0.45 ± 0.06, 0.08 ± 0.02 y 0.35 ± 0.06, respectivamente.

Por su parte, las heredabilidades para SRS_BS fueron 0.28 ± 0.03 y 0.38 ± 0.05 en la escala subyacente y observada, respectivamente; y la correlación genética entre SRS_DD y CAL y entre SRS_BS y CAL fue de 0.39 ± 0.14 y −0.34 ± 0.15, respectivamente.

“Todas las demás correlaciones genéticas evaluadas no fueron significativas. Concluimos que existe una variación genética aditiva significativa para la resistencia de P. salmonis y la susceptibilidad de C. rogercresseyi, lo que indica que es posible mejorar genéticamente estos rasgos en la trucha arcoíris. Además, existe una correlación genética desfavorable entre la resistencia de P. salmonis y la susceptibilidad de C. rogercresseyi, y una correlación genética nula entre el crecimiento y estos rasgos. Estos resultados sugieren que la resistencia a P. salmonis o C. rogercresseyi puede mejorarse simultáneamente con el peso de cosecha. Sin embargo, la selección simultánea para la resistencia de P. salmonis y C. rogercresseyi debe explicar la relación genética desfavorable entre ambos rasgos en esta población reproductora de truchas arcoíris”, se concluyó en el documento.

Enfermedad de las branquias

Solomon Antwi Boison, Bjarne Gjerde, Borghild Hillestad, Shokouh Makvandi-Nejad y Hooman K. Moghadam, del Departamento de Cultivo y Genética de Nofima, Departamento de Genética de SalmoBreed AS y del Departamento de Salud Animal del Instituto Noruego de Veterinaria -las tres instituciones con base en Noruega-, elaboraron el artículo científico titulado “Análisis genómico y transcriptómico de la resistencia a la enfermedad amebiana de las branquias (AGD, por su sigla en inglés) en salmón Atlántico (Salmo salar L.)”, en donde comienzan subrayando que esta patología es sinónimo de grandes pérdidas económicas para la industria salmonicultora y representa una amenaza importante para el bienestar animal.

“Análisis previos han demostrado que la resistencia contra esta enfermedad tiene un componente genético hereditario moderado, aunque los genes y las vías genéticas que contribuyen a este proceso aún no se han dilucidado. En este estudio, entonces, para identificar los mecanismos genéticos de la resistencia a la AGD, primero investigamos las firmas moleculares de la infección por AGD en el salmón Atlántico a través de un modelo de desafío, donde comparamos los perfiles de transcriptoma de los ejemplares infectados. Luego realizamos un análisis de asociación de todo el genoma con 1.333 peces probados y desafiados para mapear las regiones genómicas de resistencia a AGD, respaldadas por los resultados de los datos de transcriptómica. Además, investigamos el potencial de incorporar los resultados del análisis de la expresión génica en la predicción genómica para mejorar la precisión del diagnóstico”, detallan los científicos.

Los datos sugieren que miles de genes han modificado su expresión después de la infección, con un aumento significativo en la transcripción de genes con propiedades funcionales en la adhesión celular y una brusca disminución en la abundancia de varios componentes de los genes del sistema inmunológico. “A partir del análisis de asociación de todo el genoma, se detectó que las regiones QTL en los cromosomas ssa04, ssa09 y ssa13 estaban relacionadas con la resistencia a la AGD. En particular, encontramos que la región QTL en ssa04 alberga miembros de la familia del gen de la cadherina. Estos genes juegan un papel crítico en el reconocimiento de objetivos y la adhesión celular”, puntualizan los investigadores en el artículo científico.