Avaliação de parâmetros genéticos para resistência à Streptococcus agalactiae e correlação com o ganho de peso na fase juvenil em tilápia (Oreochromis niloticus)

Abstract

A Tilápia do Nilo é uma das principais espécies de produção de aquicultura continental, sendo o principal peixe cultivados no Brasil. Surtos de estreptococose, associados a infecção por Streptococcus agalactiae, têm sido relatados em fazendas comerciais de peixes em todo o mundo e na maioria das vezes causam altas taxas de mortalidade. Streptococcus agalactiae é uma bactéria gram-positiva que possui diferentes sorotipos (diferenciados pela especificidade dos polissacarídeos capsulares), além de diferentes variantes genéticas, que podem ser restritas de acordo com a região geográfica. Por essa razão, as vacinas não são totalmente eficazes, enquanto o melhoramento genético é uma alternativa viável e sustentável para produzir animais resistentes a esta bactéria. O objetivo deste estudo foi realizar um desafio experimental contra S. agalactiae (sorotipo Ib, tipo de sequência não tipável), usando uma cepa circulante em pisciculturas da região Centro-Sudeste no Brasil, para estimar componentes de variância genética e herdabilidade para resistência em tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) de uma população experimental do Brasil. Além disso, estimar os parâmetros genéticos para o ganho de peso na fase juvenil a partir de um desafio de crescimento com duração de 60 dias. O peso corporal (BW) do peixe ao final do período de avaliação de crescimento foi, em média, 78,7 g (± 51,7g) e o ganho médio diário (ADG) foi de 0,72 g (± 0.45). Para o desafio bacteriano, foram desafiados 775 peixes a infecção por S. Agalactiae. Cerca de 712 peixes morreram durante o período de avaliação, correspondendo a uma mortalidade acumulativa total de 91,87 %. O tempo de morte (TD) e sobrevivência (SS) (considerando animais resistentes aqueles que sobreviveram após o dia 5, aplicando um limiar ajustado para 50% da mortalidade) variaram consideravelmente entre as famílias, o que indicou uma alta variação fenotípica relacionada à resistência contra S. agalactiae. Os resultados mostraram valores de herdabilidade baixos a moderados para resistência as características nessa população de tilápia do nilo, estimada em 0,24 (± 0.09) para TD e 0,27 (± 0,09) para SS. A herdabilidade para ADG foi considerada moderada a alta, com valor de 0,40 (± 0,09). Correlações fenotípicas entre as características de resistência S. agalactiae e ADG foram positivos e baixos, com valores de 0,16 (SS/ADG) e 0,18 (TD/ADG). As correlações genéticas do ADG com as duas características de resistência foram baixas (próximas de zero). As correlações fenotípicas e genéticas entre TD e SS foram elevadas e positivas (0,72 e 0,52, respectivamente). A presença de variação genética significativa para resistência contra S. agalactiae, indica que essa característica está sob controle genético moderado e o melhoramento genético é plausível, portanto, viável e complementar ao controle da doença na aquicultura.

Nile Tilapia is the most farmed tropical fish species globally, being the main fish produced in Brazilian aquaculture. Outbreak of streptococcal, associated with Streptococcus agalactiae infection, has been reported on commercial fish farms worldwide and it often results in high mortality rates. Streptococcus agalactiae is a gram-positive bacterium that has different serotypes (specificity in its capsular polysaccharide), in addition to different genetic variants, which can be restricted according to the geographic region. For this reason, vaccines are not fully effective, while genetic improvement can be a viable and sustainable alternative to produce resistant animals against this pathogen. The objective of this study was to estimate components of genetic variance and heritability for resistance in Nile tilapia Oreochromis niloticus from an experimental population in Brazil, through a disease challenge against S. agalactiae (serotype Ib, sequence type non-typable), using a circulating strain in fish farms of the Central-Southeast region in Brazil. Moreover, we also evaluated the quantitative genetic parameters in relation to weight gain in the juvenile phase tested in a growth challenge for 60 days. Body weight (BW) of the fish at the end of the growth evaluation period was on average 78.7 g (± 51.7g) and the average daily gain (ADG) was 0.72 g (± 0.45). About the bacterial challenge, of the 775 fish challenged by S. agalactiae, 712 died during the period of evaluation, corresponding to a total cumulative mortality of 91.87 %. Time of death (TD) and survival (SS) (considering resistant animals those surviving after day 5, i.e., threshold for 50% of mortality) varied considerably among families, which indicated a high phenotypic variation related to resistance against S. agalactiae. The results showed low to moderate heritability values for resistance traits in this Nile tilapia population, estimated at 0.24 (± 0.09) for TD and 0.27 (± 0.09) for SS. Heritability for ADG was considered moderate to high, with a value of 0.40 (± 0.09). Phenotypic correlations between the traits of resistance S. agalactiae and ADG were positive and low, with values of 0.16 (SS/ADG) and 0.18 (TD/ADG). The genetic correlations of ADG with the two resistance traits were low (close to zero). Phenotypic and genetic correlations between TD and SS were high and positive (0.72 and 0.52, respectively). The presence of significant genetic variation for resistance against S. agalactiae in this experimental Nile tilapia indicates that this trait is under moderate genetic control and genetic improvement is plausible, therefore, a viable and complementary alternative to control this disease in aquaculture.