Efectos de la administración del probiótico Shewanella putrefaciens Pdp11 bioencapsulado en alimento vivo en el cultivo larvario y destete del lenguado senegalés Solea senegalensis (Kaup, 1858)
Resumen
En acuicultura cada vez está más aceptado el efecto que tiene sobre los futuros ejemplares el modo como se desarrolló su cultivo larvario y más en particular su metamorfosis. Así se ha demostrado como un adecuado régimen de alimentación durante las primeras etapas de vida influye tanto sobre el crecimiento y la supervivencia de las larvas como sobre la calidad de los alevines y juveniles del futuro.
El desarrollo de herramientas respetuosas con el medio ambiente para la mejora de la producción acuícola es una de las líneas prioritarias en la Estrategia para el Desarrollo Sostenible de la Acuicultura Española. Una de las mismas es el empleo de probióticos que no son más que bacterias beneficiosas que modifican la microbiota del hospedador o del medio que le rodea asegurando un uso mejorado del alimento o aumentando su valor nutricional, favoreciendo la respuesta del hospedador frente a enfermedades o mejorando la calidad del ambiente.
El lenguado senegalés Solea senegalensis es una de las especies más prometedoras para la acuicultura española debido a que se encuentra en pleno proceso de despegue industrial. De hecho, es la especie piscícola cuya producción ha registrado el mayor aumento en los últimos 5 años (de 204 ton en 2010 a 664 ton en 2015, +225%). Sin embargo, existen una serie de factores que están retrasando su consolidación industrial como son la obtención de producciones predecibles y con una alta calidad homogénea. La alta dispersión de tamaños, la presencia de deformidades esqueléticas y la aparición de patologías a lo largo del cultivo son en la actualidad los principales problemas a resolver en las etapas larvaria y de engorde. Así la estabilización de la calidad del agua y de la microbiota, dependientes de la calidad del alimento y del protocolo empleado, son cruciales para lograr superar con éxito el cultivo del lenguado senegalés en sus primeras etapas de vida.
La cepa probiótica Shewanella putrefaciens Pdp11 aislada a partir de mucus de ejemplares de dorada sana y seleccionada por sus propiedades in vitro en el Departamento de Microbiología de la Universidad de Málaga había dado muy buenos resultados en la etapa de engorde del lenguado senegalés incorporada en pienso y aún no había sido probada en las primeras etapas de vida de ésta especie. Con el objetivo de valorar su efecto administrada bioencapsulada en dieta viva (rotífero y/o Artemia) sobre diferentes parámetros de producción y calidad durante el cultivo larvario y destete del lenguado senegalés se desarrolló la tesis titulada “Efectos de la administración del probiótico Shewanella putrefaciens Pdp11 bioencapsulado en alimento vivo en el cultivo larvario y destete del lenguado senegalés Solea senegalensis (Kaup, 1858)”.
El trabajo que fue defendido por la doctoranda Carmen Lobo García de Cortázar el 13 de enero de 2015 en la Universidad de Cantabria (UC), y obtuvo una calificación de sobresaliente cum laude, demuestra que S. putrefaciens Pdp11 bioencapsulada en dieta viva modula la microbiota digestiva de los ejemplares produciendo efectos beneficiosos para el lenguado a diferentes niveles dependiendo del protocolo de administración utilizado conforme a los cuatro experimentos realizados.
Así en el primer experimento de la tesis la administración de S. putrefaciens Pdp11 a lo largo de toda la etapa Artemia (10-86 días posteriores a la eclosión -dpe-) moduló la microbiota digestiva de los ejemplares detectándose la presencia de la cepa probiótica superado el destete (90 dpe). Asímismo, la cepa probiótica incrementó el contenido proteico de la dieta viva y también el de los alevines de S. senegalensis. Dicha mejora nutritiva junto con el aumento de la relación DHA/EPA a día 90 de cultivo promovieron un mayor crecimiento y una menor dispersión de tamaños en los ejemplares de lenguado senegalés desde la metamorfosis hasta superado el destete.
En el segundo experimento de la tesis se acortó el periodo de administración de S. putrefaciens Pdp11 bioencapsulada en Artemia a 20 días (10-30 dpe). Se estudió el comportamiento del cultivo, la evolución de la composición nutritiva (proteínas, lípidos y perfil de ácidos grasos) de S. senegalensis en las primeras etapas de vida (23, 56, 87 y 119 dpe) y su relación con la de la Artemia enriquecida suministrada. Los resultados obtenidos mostraron como la administración de la cepa probiótica empleando Artemia como vector (10-30 dpe), promueve el crecimiento de S. senegalensis y modula el contenido total de lípidos y los perfiles de ácidos grasos, efecto que persiste a lo largo de las primeras etapas de desarrollo (23-119 dpe) fortaleciendo a los ejemplares. Además, en este ensayo se observó una mejora nutritiva en la Artemia enriquecida relacionada con la administración de S. putrefaciens Pdp11 y con su capacidad para sintetizar el ácido graso esencial eicosapentaenoico (EPA, 20:5n-3).
En el tercer experimento de la tesis se comprobó como un pulso corto de S. putrefaciens Pdp11 (10-30 dpe) bioencapsulada en Artemia produce una modulación en la microbiota que conduce a la estimulación de los enzimas proteolíticos y consecuentemente a la mejora de la composición corporal y el crecimiento de las larvas y los alevines de S. senegalensis. Asímismo la administración probiótica aumenta la homogeneidad de tamaños en los ejemplares desde la metamorfosis hasta el final del destete y promueve la colonización de la microbiota digestiva por bacterias beneficiosas, disminuyendo al mismo tiempo la presencia de bacterias patógenas. Paralelamente a la realización de este ensayo fueron detectadas 9 actividades enzimáticas específicas en S. putrefaciens Pdp11.
Finalmente, en el último experimento de la tesis se compararon dos protocolos de administración de S. putrefaciens Pdp11 bioencapsulada en dieta viva (2-21 dpe y 10-21 dpe). Se comprobó cómo S. putrefaciens Pdp11 administrada desde la primera alimentación exógena (2-21 dpe) modula la microbiota digestiva promoviendo un adelanto y una mayor sincronización de la metamorfosis, una más rápida reabsorción de la vejiga natatoria, una menor dispersión de tallas y un aumento en el crecimiento de los ejemplares desde esta etapa hasta finalizado el destete. Asimismo, asociada a la administración probiótica (2-21 dpe) se detectó un aumento de la absorción de lípidos en los ejemplares, responsable del mejor estado oxidativo y respuesta frente al estrés detectado. El acortamiento del pulso de S. putrefaciens Pdp11 (10-21 dpe) si bien modula la microbiota digestiva y estimula un adelanto en el desarrollo de los ejemplares, no parece suficiente para lograr los mismos efectos positivos que cuando la administración probiótica se hace en un pulso más largo. Además, otro posible beneficio detectado en éste ensayo fue la menor presencia de deformidades esqueléticas en los ejemplares que recibieron S. putrefaciens Pdp11. La investigación por ahora ha dado lugar a 4 publicaciones científicas, 17 Comunicaciones en Congresos Internacionales (una de las cuales recibió un premio por su calidad científica) y 4 Comunicaciones en Congresos Nacionales contando además con una solicitud de patente de invención que en la actualidad está en fase de tramitación.
El trabajo que fue codirigido por los profesores Juan Carlos Canteras y Xabier Moreno-Ventas de la UC, se desarrolló en la Planta de Cultivo de peces El Bocal perteneciente al Instituto Español de Oceanografía (IEO) de Santander. Su realización fue posible gracias a 5 proyectos de financiación pública: 4 nacionales, (2 de la Comisión de Ciencia y Tecnología y 2 de la Junta Asesora de Cultivos Marinos cofinanciados por el IEO) y uno regional de la Comunidad Autónoma de Cantabria cofinanciado asimismo por el IEO. Asimismo, dada la cantidad de parámetros estudiados, la investigación fue el resultado de un trabajo coordinado e interdisciplinar entre centros de investigación de España (Universidades de Cádiz, Cantabria, Málaga, Almería y La Laguna, IEO de Canarias, Gijón, Málaga y Santander, Centro de Investigaciones Marinas de la Xunta de Galicia, Instituto de Investigación y Departamento de Anatomía Patológica del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla de Santander) y de Portugal (Universidad del Algarve) contando asimismo con el asesoramiento de empresas del sector como Tinamenor S.L., Biomar y Skretting
S.L.
Todos los hallazgos de esta tesis, de gran importancia para el desarrollo del cultivo de S. senegalensis justifican la realización en el futuro de investigaciones enfocadas a la aplicación industrial de S. putrefaciens Pdp11 en la larvicultura del lenguado senegalés.
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Enlace al documento completo: https://repositorio.unican.es/xmlui/handle/10902/5983
Tapia-Paniagua, S.T., Díaz-Rosales, P., León-Rubio, J.M., García de la Banda, I., Lobo, C., Alarcón, F.J., Chabrillón, M., Rosas-Ledesma, P., Varela, J.L., Ruiz-Jarabo, I., Mancera, J.M. (2012). Use of the probiotic Shewanella putrefaciens Pdp11 on the culture of Senegalese sole (Solea senegalensis , Kaup 1858) and gilthead seabream (Sparus aurata, L.). Aquaculture International 20(6),1025-1039.
Tapia-Paniagua, S.T., Lobo C., Moreno-Ventas, X., García de la Banda, I., Moriñigo, M.A., Balebona, M.C. (2014). Probiotic supplementation influences the diversity of the intestinal microbiota during early stages of farmed Senegalese sole (Solea senegalensis, Kaup 1858). Marine Biotechnology 16(6), 716- 728.
Lobo, C., Tapia-Paniagua, S.T., Moreno-Ventas, X., Alarcón, F.J., Rodriguez, C., Balebona, M.C., Moriñigo, M.A., García de la Banda, I. (2014) Benefits of probiotic administration on growth and performance along metamorphosis and weaning of Senegalese sole (Solea senegalensis). Aquaculture 433, 183- 195.
Lobo, C., Moreno-Ventas, X., Tapia-Paniagua, S.T., Rodríguez, C., Moriñigo, M.A., García de la Banda, I. (2014). Dietary probiotic supplementation (Shewanella putrefaciens Pdp11) modulates gut microbiota and promotes growth and condition in Senegalese sole larviculture. Fish Physiology and Biochemistry 40(1), 295-309.
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