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Detección de agentes patógenos en el ambiente de cultivo del camarón blanco del Pacífico (Penaeus vannamei) a través de la secuenciación masiva de nueva generación
Detection of pathogens in the culture environment of Pacific white shrimp (Penaeus vannamei) through next-generation sequencing
Mriya Michele Celeste López Galicia
ROBERTO CRUZ FLORES
LAURENCE STEPHANIE MERCIER
Acceso Abierto
Atribución
Técnica de detección, agente patógeno, camarón, secuenciación de masiva de nueva generación, ADN ambiental
Detection technique, pathogen agent, shrimp, next-generation sequencing, environmental ADN
El camarón blanco del Pacífico (Penaeus vannamei) es una especie acuícola de alto valor económico en México y a nivel global. Las elevadas tasas de producción, prácticas inapropiadas de cultivo y algunos factores ambientales influyen en la aparición y diseminación de enfermedades que afectan la crianza de este crustáceo. Las técnicas moleculares, como PCR y qPCR, se utilizan para la identificación de agentes patógenos. Estas técnicas facilitan la detección y cuantificación de un agente infeccioso a partir de una muestra que contiene sus ácidos nucleicos. Sin embargo, los cultivos camaronícolas pueden ser infectados por más de un patógeno y estas técnicas moleculares no están diseñadas para identificar simultáneamente a todos los patógenos presentes en una muestra. Recientemente, la tecnología de secuenciación masiva de nueva generación (NGS, por sus siglas en inglés) ha captado la atención de los patólogos, debido a que facilitan la obtención de los genomas de toda una comunidad microbiana a partir de una muestra de ADN o ARN ambiental (agua, sedimento, etc.). La NGS tiene un alto potencial como herramienta para la identificación de agentes patógenos. El objetivo de este proyecto fue evaluar la utilidad de la NGS para identificar ADN de agentes patógenos asociados con el camarón P. vannamei, a partir de muestras de agua y sedimento colectadas en los estanques de cultivo de dos granjas camaronícolas del Noroeste de México. Se identificó por PCR convencional al virus de la necrosis infecciosa hipodérmica y hematopoyética (IHHNV), Baculovirus penaei (BP), Monodon baculovirus (MB), virus de los decápodos 1 (DIV1), a Candidatus Hepatobacter penaei causante de la necrosis hepatopancreática (NHP) y, a Vibrio parahaemolyticus causante de la necrosis aguda del hepatopáncreas (AHPND). La identidad de estos patógenos fue corroborada por Secuenciación Sanger. Mediante NGS se confirmó la presencia de AHPND. Se especula que las concentraciones bajas de ADN obtenidas de agua y sedimento en combinación con la utilización de reactivos para la amplificación genómica total pudieron haber inferido en los resultados. Sin embargo, el presente trabajo es el primero en utilizar un protocolo universal de PCR convencional para la detección de múltiples patógenos en comparación con NGS.
The Pacific white shrimp (Penaeus vannamei) is an aquaculture species of high economic value in Mexico and globally. High production rates, inappropriate farming practices, and various environmental factors contribute to the emergence and spread of different diseases that affect the cultivation of this crustacean. Molecular techniques, such as PCR and real-time qPCR, are conventionally used for the diagnosis of pathogenic agents. These techniques facilitate the identification and quantification of an infectious agent from a sample containing its nucleic acids. However, shrimp farms can be infected by more than one microorganism, and these molecular techniques are not designed to simultaneously identify all the pathogenic agents present in a sample. Recently, next-generation sequencing (NGS) technology has caught the attention of pathologists because it enables the acquisition of whole microbial community genomes from environmental DNA or RNA samples (water, sediment, etc.). NGS has significant potential as a tool for pathogen detection. The objective of this project was to evaluate the sensitivity of next-generation sequencing for identifying DNA pathogens infecting P. vannamei shrimp, based on water and sediment samples collected from the cultivation ponds of two shrimp farms in Northwest Mexico. By conventional PCR we detected the infectious hypodermal and hematopoyetic necrosis virus (IHHNV), decapod iridescent virus 1 (DIV1), Baculovirus penaei (BP), Monodon baculovirus (MB), Candidatus Hepatobacter penaei, the causative agent of acute hepatopancreatic necrosis (NHP-B) and Vibrio parahaemolyticus, the causative agent of acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND). The identity of these pathogens was confirmed by Sanger sequencing. Using NGS, only the presence of AHPND could be confirmed. It is speculated that the low DNA concentrations obtained from water and sediment samples, combined with the use of reagents for whole genomic amplification, may have limited the results of NGS. However, this study is the first to use a universal conventional PCR protocol for the detection of multiple pathogens.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
López Galicia, M.M.C. 2024. Detección de agentes patógenos en el ambiente de cultivo del camarón blanco del Pacífico (Penaeus vannamei) a través de la secuenciación masiva de nueva generación. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 75 pp.
OCEANOGRAFÍA ACUICULTURA MARINA
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