GENÉTICA EN ACUICULTURA

La Acuicultura, a diferencia de la domesticación de animales terrestres, ha surgido en un momento en que la Genética dispone de herramientas muy potentes, que permiten combinar técnicas clásicas y moleculares para optimizar la producción de los cultivos acuáticos. Las especies que se cultivan son muy variadas, incluyendo vertebrados e invertebrados representantes de distintos taxones. Por motivos de diversificación de mercado existe una urgente necesidad de incorporar nuevas especies. Esta situación, junto al estado de desarrollo incipiente de la Acuicultura, sitúa a la Genética en una posición privilegiada para resolver numerosos problemas con los que se enfrenta en esta primera andadura. Los temas tratados en este workshop, recogen de alguna manera esta complejidad de problemas, tanto referidos a cuestiones básicas como aplicadas e involucrando a organismos muy diversos.

En la conferencia que abrió nuestro workshop, el Dr. Luis Cornudella (Centro de Investigación y Desarrollo, CSIC, Barcelona) trató de la diversidad de estrategias que los espermatozoides de distintas especies de invertebrados marinos, utilizan para empaquetar su cromatina, sustituyendo las histonas somáticas por otras específicas de los gametos. Estas estrategias no solo se relacionan con la compactación para transportar el DNA, sino también con la función de la cromatina durante la espermiogénesis y quiescencia final. Los escasos estudios existentes indican, que los genes de estas proteínas se organizan y expresan de forma muy distinta a los de las histonas de las células somáticas y que la sustitución de unas por otras, respondería a un proceso de regulación temporal en la espermátida haploide. Conocer como son, como funcionan, así como la evolución de los genes de las proteínas "sustitutorias", podría aclarar las intrigantes estrategias adoptadas por los gametos animales para transportar el genomio masculino de forma fiel e inalterada al óvulo para la fecundación.

El Dr. Eleftherios Zouros (Institute of Marine Biology of Crete, Greece) nos expuso un tema especialmente interesante y vinculado claramente con la Acuicultura por su aparente implicación con el determinismo del sexo, es el de la transmisión biparental del DNA mitocondrial en los mejillones del género Mytilus. La herencia uniparental de los genomios extranucleares, que parecía uno de los paradigmas universales de la biología, se vino abajo al constatar que en Mytilus la transmisión del DNA mitocondrial es obligatoriamente biparental. Se ha demostrado que existe un tipo de DNA mitocondrial "tipo F" que se transmite tanto a hijos como hijas vía materna y otro, "tipo M" que se transmite solo a los hijos vía paterna. Este patrón, denominado DUI (herencia uniparental doble), garantiza el carácter homoplásmico de las hembras, el heteroplásmico de los machos, y la herencia de cada tipo a través de un solo género.

Este sistema plantea numerosas cuestiones de biología básica, como su evolución. Las filogenias obtenidas comparando los tipos M y F en distintas especies, indican la evolución independiente de ambos, tal como era de esperar según la transmisión. Otro rasgo llamativo es que la molécula M es el DNA mitocondrial de tasa mas alta de evolución y que realmente se transmite a todos los huevos, pero que en una fase muy temprana del desarrollo se eliminan en embriones destinados a hembras. El esclarecimiento de la interacción entre las moléculas M y F, y a su vez la de éstas con otros elementos del genoma nuclear, pueden ser la clave del proceso de determinación del sexo en esta especie de mejillones.

La Dra. L. Sánchez (Fac. de Veterinaria de Lugo. Universidad de Santiago de Compostela) abordó el uso de marcadores genéticos en Acuicultura capaces de detectar polimorfismos, que constituye uno de los campos de mayor demanda por las empresas del sector, debido a sus numerosas aplicaciones, tales como: conocer la organización de los genomios, establecer relaciones filogenéticas, establecer la estructura genética de los stocks reproductores, análisis de parentesco, o finalmente elaborar mapas genéticos de las especies con mayor valor comercial, como salmónidos, lenguado, rodaballo, dorada, etc., para posteriormente asociar los marcadores cromosómicos con caracteres de productividad (QTL’s)

La presentación como comunicaciones orales, de los trabajos del Dr. De la Herrán y colaboradores sobre avances en técnicas de bandeo y localización cromosómica de secuencias repetidas (NOR’s, SINE y LINE, DNA telomérico y DNA centromérico) no solo en metafases mitóticas sino también meióticas, y la de la Dra. M.D. Ochando y colaboradores en la que se pone de manifiesto el análisis de poblaciones naturales del cangrejo de río autóctono mediante aloenzimas y RAPD’s para el estudio de la "salud genética" de una especie en situación crítica de conservación, son claros exponentes de la utilidad de estos marcadores.

El Dr. Miguel A. Toro (Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria, Madrid) y la Dra. M. Carmen Alvarez (Universidad de Málaga), abordaron respectivamente la mejora genética de peces mediante métodos convencionales de Selección Artificial y de la moderna tecnología de la Transgenia. En relación a los primeros cabe mencionar la escasa implantación de programas de selección en Acuicultura, a diferencia de lo ocurrido en otras especies domésticas. La única excepción son los salmónidos donde los beneficios en la mejora del peso comercial son patentes. Una de las posibles razones es la falta de información sobre el comportamiento reproductivo de los stocks fundadores de las poblaciones cultivadas, lo cual sería un requisito esencial para poner en marcha cualquier programa de selección. Otra limitación aparente es la complejidad de las instalaciones requeridas, que no están al alcance de cualquier empresa. Sin embargo los progresos conseguidos en la productividad de salmones, animan a hacer extensivos estos programas a otras especies, ya que en pocas generaciones se podrían conseguir sustanciales beneficios. Además la diseminación del progreso genético desde el centro de selección hacia otras empresas, podría verse favorecido por la enorme capacidad reproductiva de estas especies.

La técnica de la Transgenia ha sido aplicado con éxito a numerosas especies piscícolas, ya que presentan grandes ventajas metodológicas respecto a los mamíferos. El aumento del crecimiento ha sido la motivación inicial, por lo que la mayoría de los genes transferidos son los de la hormona de crecimiento tanto de peces como de mamíferos. También se han hecho ensayos con otros genes destinados a aumentar la resistencia al frío, a metales pesados o a enfermedades.

Los resultados en cuanto a mejorar caracteres productivos han sido un poco decepcionantes, ya que en muchos casos se han obtenido efectos secundarios indeseables. Sin embargo la mayor utilidad de esta técnica es haber podido estudiar el funcionamiento de genes relacionados con la Acuicultura. También se han puesto de manifiesto los motivos que dificultan la obtención de los cambios genéticos deseados. Una vez conocidos los fallos, se están desarrollando herramientas adecuadas para superarlos, a fin de inducir cambios dirigidos y con elementos que aseguren la expresión fidedigna del transgén. Cuando los escollos técnicos se hayan superado, habrá que valorar la eficiencia de las líneas transformadas en condiciones de cultivo, así como los aspectos de impacto medioambiental. Por ello se ha considerado que la tansgenia es una tecnología muy prometedora, que puede ser aplicable en Acuicultura a medio plazo.

Mª Carmen Alvarez Herrerro
Universidad de Málaga
Josefina Méndez Felpeto
Universidad de A Coruña