A chave para uma seleção eficiente para o crescimento do camarão branco do Pacífico (Litopenaeus vannamei) é a capacidade de determinar quanto da variação observada é herdável © Shutterstock
O camarão branco do Pacífico (Litopenaeus vannamei) é, de longe, o crustáceo mais cultivado em todo o mundo e também o mais domesticado e geneticamente selecionado. Várias empresas envolvidas na criação dessa espécie estabeleceram campanhas de marketing oferecendo linhas "aprimoradas" de camarão, que normalmente se concentram em dois objetivos: taxa de crescimento e/ou resistência a doenças. Algumas linhagens no mercado são anunciadas como superiores em um aspecto ou outro, e algumas são representadas como apresentando desempenho acima da média tanto para crescimento quanto para resistência.
Nomes que lembram vagamente os produtos que aumentam a virilidade, como "Bolt", "Kong Power" e "Turbo Power" da Homegrown Shrimp, "Fire Power" e "Dragon Power" da American Mariculture e "Kona Bay Strength" da Hendrix Genetics, são fáceis de encontrar ao pesquisar na Internet linhas de camarão de alto desempenho. Muitas empresas de cultivo de camarão com seus próprios incubatórios estão buscando objetivos de criação semelhantes em uma base interna.
Antecedentes
O crescimento é um objetivo bastante simples para qualquer operação de aquicultura, mas, ao avaliarmos o que torna um camarão superior em termos de resistência, precisamos considerar como os camarões são cultivados. Há um interesse crescente no cultivo de RAS em ambientes fechados em alguns países, mas a grande maioria dos camarões cultivados é criada em tanques abertos que são preenchidos e regularmente refrescados com água de superfície dos estuários, baías e rios circundantes. Isso se torna uma consideração importante ao avaliar a resistência a doenças no ambiente de produção, pois, apesar das melhores medidas de biossegurança, a maioria dos patógenos acaba entrando nas operações de cultivo. Pássaros, insetos aquáticos, copépodes, cracas, mexilhões falsos e muitos outros organismos têm sido implicados na disseminação de doenças de camarão de tanque para tanque e de fazenda para fazenda.
Um exemplo recente envolve o parasita intracelular microsporidiano Enterocytozoon hepatopenaei (EHP), que pode limitar seriamente o crescimento do camarão, aumentando os custos da ração e reduzindo a produtividade. O EHP surgiu na Ásia e, posteriormente, chegou às Américas, causando graves perdas econômicas em muitos países produtores de camarão. Trabalhos recentes demonstraram definitivamente que os insetos aquáticos podem infectar os camarões com EHP e vice-versa (Dewangan et al. 2023). A menos que de repente se torne econômico cobrir os viveiros de produção com telas de janela, a criação de resistência ao EHP continuará a ser uma alta prioridade. A biossegurança também é rotineiramente comprometida quando os produtores são forçados a utilizar água não filtrada ou apenas parcialmente filtrada. Os grandes volumes de água necessários para a criação convencional de camarões impedem a filtragem dos próprios patógenos ou até mesmo de muitos organismos portadores de patógenos comuns.
Alguns fornecedores retratam o desenvolvimento de linhas aprimoradas de camarão como análogo ao desenvolvimento da genética comercial de aves. Esse pode ser o caso das taxas de crescimento, mas uma analogia igualmente realista baseada em galinhas pode ser a superioridade dos sobreviventes de quintal em relação às aves criadas industrialmente, pelo menos em ambientes externos com pouco controle sobre o ambiente ou os patógenos que podem ser encontrados.
O camarão branco do Pacífico é mais vulnerável a muitas doenças no início do ciclo de crescimento, tanto no incubatório quanto em tanques abertos, onde, apesar das melhores medidas de biossegurança, os patógenos podem acabar chegando às operações de cultivo © Greg Lutz
Como esses programas contínuos de seleção de camarões são estruturados? Várias abordagens têm mérito, incluindo a seleção por índice, por características múltiplas e em tandem. Muitas operações estão aplicando essencialmente o que é conhecido como seleção em tandem, em que a sobrevivência é selecionada (com a ajuda dos patógenos), seguida por um foco no crescimento. Um fator complicador ao selecionar tanto a resistência quanto o crescimento envolve o controle da densidade. Se um tanque, gaiola ou lagoa cheio de camarões apresentar baixa sobrevivência, a densidade de estocagem será reduzida e o crescimento individual aumentará de acordo. Essa relação tem sido ocasionalmente interpretada como uma correlação genética negativa entre crescimento e resistência a doenças - em camarões e em muitas outras espécies aquáticas - mas resultados mais úteis para programas de seleção podem ser obtidos se os dados de crescimento puderem ser ajustados para efeitos de densidade.
Os atributos genéticos desenvolvidos e expressos em condições controladas são frequentemente obscurecidos em situações reais de cultivo de camarões. Os camarões que foram criados para apresentar crescimento rápido geralmente precisam de uma melhor qualidade da água, nutrição ideal e níveis de oxigênio aprimorados para expressar sua superioridade, de modo que os produtores muitas vezes ficam fazendo comparações de maçãs com laranjas. O truque é desenvolver camarões que possam tolerar as condições existentes nas fazendas (além de taxas de alimentação mais baixas) e ainda assim apresentar um crescimento mais rápido. Algumas pesquisas em andamento estão até mesmo focadas em melhorar as tolerâncias ambientais (Fu e Liu, 2022). Uma compreensão completa do equilíbrio entre a capacidade de assimilação de um viveiro, as taxas de crescimento e sobrevivência dos camarões e as margens de lucro gerais devem ser a base para a adoção de linhagens geneticamente "melhoradas".
De acordo com Lutz, várias linhas de L. vannamei disponíveis comercialmente estão sendo apresentadas como resistentes a estressores e patógenos, mas, em alguns casos, a resistência a uma doença não necessariamente confere resistência a outras. © Greg Lutz
O melhor dos dois mundos?
Uma abordagem que parece estar em voga atualmente, como refletido nas ofertas de variedades "equilibradas" de camarões melhorados, envolve o desenvolvimento de linhas separadas selecionadas para crescimento e resistência e, em seguida, cruzá-las para capturar alguma parte da superioridade de cada uma. Isso também, convenientemente, resulta em animais cruzados que produzem resultados bastante inconsistentes se usados como reprodutores pelos agricultores, o que significa que os criadores de camarão mantêm seus negócios com vendas regulares. Fu et al. (2023) demonstraram os possíveis benefícios dessa abordagem no início deste ano.
O cruzamento de linhas distintas também tem o benefício de redefinir a consanguinidade acumulada. Em meados da década de 2010, foi proposta uma teoria de que a depressão endogâmica resultante da desova de camarões altamente relacionados de linhagens comerciais havia contribuído para surtos de doenças em várias partes do mundo. No entanto, Castillo-Juarez e seus colegas (2018) demonstraram que níveis elevados de consanguinidade pareciam ter efeitos insignificantes, se é que tinham algum, sobre a resistência à doença da necrose hepatopancreática aguda (AHPND). Em 2015, de los Rios-Perez et al. relataram que, em uma ampla gama de níveis de consanguinidade (de 0% a 60,4%), para cada aumento de 10% na consanguinidade, o peso da colheita diminuiu apenas 2,19% e a sobrevivência permaneceu inalterada.
Várias linhas de L. vannamei disponíveis comercialmente estão sendo apresentadas como resistentes a fatores de estresse e patógenos, mas em alguns casos a resistência a uma doença não confere necessariamente resistência a outras. Castillo-Juarez et al. (2018) avaliaram os efeitos do AHPND em uma linha de "resistência" derivada de várias cepas resistentes ao vírus da síndrome da mancha branca (WSSV) do Equador e uma linha de "crescimento" produzida por meio de seleção em um incubatório no México. As herdabilidades (que representam a parte do desempenho superior observado que se espera que seja transmitida à próxima geração) para o tempo de sobrevivência após um desafio com Vibrio causador de AHPND foram baixas, variando de 0,09 a 0,18. No entanto, a sobrevivência observada para a linha de "resistência" foi significativamente maior do que a da linha de "crescimento", sugerindo que a seleção prévia para resistência ao WSSV pode ter melhorado indiretamente a resistência ao AHPND. Isso pode fazer sentido porque a resposta imunológica do camarão e de outros decápodes é bastante inespecífica.
Alguns patógenos de camarão podem ser transmitidos às larvas dentro do incubatório © Greg Lutz
No entanto, Veloso et al. (2011) examinaram os padrões de expressão gênica em duas linhagens de L. vannamei [uma resistente ao vírus da síndrome de taura (TSV) e outra suscetível a ele] após a infecção com o vírus yellowhead (YHV). Embora as respostas transcriptômicas das duas linhagens à infecção pelo YHV tenham sido bastante diferentes, os padrões de mortalidade foram semelhantes, com ambas apresentando 100% de mortalidade três dias após a injeção. Em um estudo separado, após examinar os efeitos do vírus da mionecrose infecciosa (IMNV), TSV e WSSV em uma linhagem específica livre de patógenos (SPF) de L. vannamei, Prochaska et al. (2022) determinaram que a resistência a cada uma das três doenças era de certa forma hereditária, mas a resistência genética a qualquer uma das doenças não era um forte indicador de resistência às outras.
A próxima fase do aprimoramento
A maioria das características de importância comercial na produção de camarões está sob o controle de muitos genes distintos, dos quais apenas alguns podem resultar em superioridade perceptível. Felizmente, a moderna disciplina de seleção genômica permite a análise simultânea de muitas centenas ou até milhares de genes em todo o genoma de um organismo (todo o seu material genético) para desenvolver um perfil geral. Isso permite a realização de estudos de associação de todo o genoma (GWAS) para avaliar as relações entre os perfis genéticos e o desempenho observado. Infelizmente, como a maioria das novas tecnologias, a aquisição do equipamento e do conhecimento especializado necessários para adotar essa abordagem pode ser bastante cara.
A partir de meados dos anos 2000, o sequenciamento de alto rendimento permitiu que os pesquisadores usassem polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) como marcadores para descrever os genes mais importantes para características específicas, como crescimento e resistência a doenças. Os SNPs referem-se simplesmente a locais do cromossomo, associados a regiões de codificação de genes, que apresentam variação em um único bloco de construção de DNA. Santos et al. (2018) identificaram milhares de SNPs específicos que refletiam diferenças em camarões brancos do Pacífico individuais com taxas de crescimento mais altas e mais baixas, e também em camarões saudáveis e não saudáveis expostos ao WSSV. Posteriormente, um grupo de pesquisadores usou um conjunto de mais de 18.000 SNPs para demonstrar a aplicabilidade da seleção genômica para resistência ao WSSV em L. vannamei (Lillehammer et al. 2020). Após uma única geração, a linha selecionada apresentou 51% de sobrevivência, em comparação com 38% de uma linha de controle aleatória. Um chip disponível comercialmente agora permite a análise de cerca de 50.000 locais de SNP no genoma do camarão, muitos dos quais já foram associados a várias características.
Embora os métodos genômicos possibilitem avaliações gerais do controle genético de características importantes, eles também oferecem a oportunidade de ampliar o foco em genes específicos. Recentemente, um grupo de pesquisadores na China identificou SNPs nos genes da proteína quinase C tipo delta e da proteína Rap-2a relacionada ao RAS que foram significativamente associados à taxa de crescimento em duas populações independentes de L. vannamei (Yu et al. 2019). Estudos de acompanhamento identificaram polimorfismos de LvMMD2associados ao peso corporal e uma mutação conhecida como MMD_5 que explicou mais de 10% da variação observada na taxa de crescimento (Wang et al. 2020, Lyu et al. 2021).
Um número de outros estudos foi publicado recentemente sobre o uso de métodos genômicos para abordar a resistência a doenças em camarões, especialmente AHPND, e o uso da seleção genômica oferece muitas novas oportunidades para a melhoria da resistência a doenças em L. vannamei. ShuHui e XiLin (2020) descobriram que a diversidade genética de marcadores de resistência ao estresse era significativamente maior em populações selvagens do que em populações domesticadas, sugerindo que a seleção genômica permitirá a incorporação eficiente de recursos genéticos anteriormente negligenciados em programas de seleção de camarões.
