Resumo
Desde 1992, o Vírus da Síndrome da Mancha Branca (WSSV) vem causando problemas para o desenvolvimento da carcinicultura em todo o mundo. Dentre as alternativas para o combate a esse vírus está a utilização de duplas fitas de RNA (dsRNAs) para bloquear a expressão dos genes virais através do mecanismo de RNA interferente (RNAi) presente em eucariontes. A produção e entrega dessas moléculas aos animais pode ser realizada in vitro (através de kits comerciais) ou in vivo (como por exemplo, através de bactérias gram-negativas como Escherichia coli). O uso de kits encarece o tratamento e E. coli tem potencial patogênico. Assim, a utilização bactérias probióticas como bioreatores de dsRNAs pode ser uma alternativa interessante. Dessa forma, esta dissertação teve como objetivo validar o potencial da cepa probiótica Bacillus subtilis manipulada para produção das dsRNAs, na proteção do camarão Litopenaeus vannamei contra o WSSV. Para isso, foi otimizada a produção dessas moléculas com o acréscimo de nutrientes aos meios de cultura. As dsRNAs foram extraídas e purificadas do probiótico e validadas quanto à sua capacidade de ativar o sistema RNAi nos hemócitos. Adicionalmente o probiótico vivo foi administrado na dieta dos animais e avaliado quanto à sua capacidade de ativar o sistema RNAi e, também, quanto à sua capacidade de proteger o camarão contra o WSSV. Os resultados mostraram que o enriquecimento dos meios de cultura aumentou significativamente (p<0,05) a produção das dsRNAs pelo probiótico. Tanto as dsRNAs purificadas injetadas nos camarões quanto o próprio probiótico administrado na dieta foram capazes de ativar o sistema RNAi, como evidenciado pelo aumento da expressão dos genes relacionados sid1 e argonauta2. Também, foi observado que o pré-tratamento por 15 dias com o probiótico é suficiente para ativar o sistema RNAi. Quando expostos ao vírus, os camarões tratados com o probiótico geneticamente modificado tiveram uma redução significativa (p<0,05) na carga viral, o que resultou em uma sobrevivência de 34%. Não foram observadas inclusões virais nas brânquias, cutícula e epitélio gástrico dos sobreviventes. Este estudo demonstra, pela primeira vez, que uma cepa probiótica geneticamente modificada para ativar o sistema RNAi contra um gene específico do WSSV é capaz de reduzir a carga viral e aumentar a sobrevivência do camarão.
Since 1992, the White Spot Syndrome Virus (WSSV) has been causing problems for the development of shrimp farming worldwide. Among the alternatives to control this virus is the use of double-stranded RNAs (dsRNAs) to block the expression of viral genes through the mechanism of RNA interference (RNAi) present in eukaryotes. The production and delivery of these molecules can be achieved in vitro through commercial kits or in vivo through gram-negative bacteria like Escherichia coli. The use of kits makes treatment more expensive and E. coli has a pathogenic potential. Thus, the use of probiotic bacteria as bioreactors of dsRNAs can be an interesting alternative. This dissertation aimed to validate the potential of a probiotic strain of Bacillus subtilis manipulated for the production of dsRNAs, in the protection of the shrimp Litopenaeus vannamei against WSSV. For this, the production of these molecules was optimized with the addition of nutrients to the culture media. The dsRNAs were extracted and purified from the probiotic and validated for their ability to activate the RNAi system in the hemocytes. In addition, the live probiotic was administered to the animals' diet and assessed for its ability to activate the RNAi system and also for its ability to protect shrimp against WSSV. The results showed that enrichment of the culture media significantly (p<0,05) increased the production of dsRNAs by the probiotic. Both the purified dsRNAs injected into the shrimp and the probiotic administered in the diet were able to activate the RNAi system, as evidenced by the increased expression of the related genes sid1 and argonaute2. Also, it was observed that the pretreatment for 15 days with the probiotic is sufficient to activate the RNAi system. When exposed to the virus, shrimp treated with the genetically modified probiotic had a significant (p<0,05) reduction in viral load, which resulted in a 34% survival. No viral inclusions were observed in the gills, cuticle and gastric epithelium of the survivors. This study demonstrates, for the first time, that a probiotic strain genetically modified to activate the RNAi system against a specific WSSV gene is capable of reducing viral load and increasing shrimp survival.
Resumo
Knowing the reproductive physiology of the prawn Macrobrachium acanthurus in relation to controlled factors, such as processed food and temperature variations, would help to develop culture techniques, assuring its survival. Aiming at the finding some data on this subject, females of M. acanthurus were submitted to the effect of three temperatures (20, 25 and 30oC) and three types of food (lipidic, proteic and commercial). Following this procedure, the effects of haemolymph glucose, total protein and total lipid levels on ovarian maturation as well as in the moulting stages were analyzed. Results showed that nutrient levels usually increased as the animals reached D stage and the temperature increased. The nutrient levels also increased as animals reached stage III of ovarian maturation. Glucose and total protein levels increased with increasing temperature, while total lipid levels diminished at 30oC. Lipid food produced an increase in the haemolymph glucose and total proteins, while lipid and commercial food produced an increase in total lipids. In spite of that, results showed no significant differences among moulting stages and ovarian maturation, when measured at the same temperature.KEYWORDS: glucose; haemolymph; physiology; total lipid; total protein.
O conhecimento da fisiologia reprodutiva do camarão Macrobrachium acanthurus em relação a fatores controlados, como alimentos processados e variações de temperaturas, ajudaria a desenvolver técnicas de cultivo, garantindo sua sobrevivência. Com o objetivo de contribuir para esse conhecimento, fêmeas de M. acanthurus foram submetidas ao efeito das temperaturas de 20, 25 e 30oC e de três alimentos (lipídico, protéico e comercial). Em seguida, os efeitos nos níveis de glicose, proteínas totais e lipídios totais na hemolinfa, tanto na maturação ovariana como nos estágios de muda, foram analisados. Os resultados mostraram que, nos estágios de muda, os níveis dos nutrientes na hemolinfa, em geral, aumentaram conforme os animais chegam ao estágio de muda D, com o aumento da temperatura. Nos estádios de maturação ovariana, os nutrientes na hemolinfa aumentaram conforme se aproximavam ao estádio III. Os níveis de glicose e proteínas totais aumentaram com o incremento da temperatura, enquanto que os níveis de lipídios totais diminuíram a 30oC. Dentre os alimentos, o lipídico induziu ao aumento de glicose e proteínas totais na hemolinfa e os alimentos comercial e protéico induziram ao aumento de lipídios totais.PALAVRAS-CHAVE: fisiologia; glicose; hemolinfa; lipídios total; proteína total.
Resumo
The reproductive behavior of fresh water Anostracan has not been massively studied by the carcinology specialized literature, regarding especially the Dendrocephalus brasiliensis Pesta, 1921, about which there are abundant studies only on the geographical distribution of that Anostracan. The objective of this research was to investigate the reproductive behavior of this Anostracan in different periods (dry and rainy). For this, mature individuals of both sexes were used. They were collected in four ponds of the Fish Farming Station of Paulo Afonso (FFSPA), by monthly capture in each pond, within the period from December 2004 to November 2005. The reproduction type was observed by placing some females in aquariums with males and placing the other ones individually, starting from the nauplii phase, where they stayed for 15 days (reproductive age). The individuals" sexual proportion was calculated by the relative frequencies of males and of females, every month, for the whole collection period. At 10 days cysts production is possible and the number of produced cysts is related to the size of the female. The ratio male:female in the studied period was of 1 male to 1.07 female. The proportion male:female was 51.75% female to 48.25% male along the year. The observation of the reproductive behavior showed the reproduction is sexed.KEYWORDS: crustacean; fresh water; reproduction; Thamn
O comportamento reprodutivo de anostráceos de água doce tem sido pouco divulgado na literatura especializada em carcinologia, especificamente em relação ao Dendrocephlaus brasiliensis Pesta, 1921, havendo apenas dados abundantes sobre a distribuição geográfica desse anostráceo dulciaquícola. O objetivo deste trabalho foi conhecer o comportamento reprodutivo desse Anostraca, em diferentes períodos (seco e chuvoso). Para isto, foram utilizados indivíduos maduros de ambos os sexos coletados em quatro viveiros da Estação de Piscicultura de Paulo Afonso (EPPA), por meio de captura mensal em cada viveiro, durante o período de dezembro de 2004 a novembro de 2005. O tipo de reprodução foi observado através da colocação em aquários, de algumas fêmeas juntas com machos e outras individualmente, a partir da fase de náuplios, onde permaneceram por 15 dias (idade reprodutiva). A proporção sexual dos indivíduos foi calculada através das frequências relativas de machos e de fêmeas, a cada mês, para todo o período de coleta. Aos 10 dias é possível produção de cistos e o número desses está relacionado ao tamanho da fêmea. A relação macho:fêmea no período de estudo foi de 1 macho para 1,07 fêmea. A proporção macho:fêmeas foi de 51,75% de fêmea para 48,25% de machos ao longo do ano. Foi observado, por meio do comportamento reprodutivo, tratar-se de reprodução sexuada.PALAVRAS-CHAVE: água doce; cr
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A tecnologia de bioflocos (BFT) é apontada como uma alternativa para o cultivo sustentável do camarão marinho Litopenaeus vannamei. Porém, existem dúvidas quanto ao seu retorno financeiro, no curto e no longo período de tempo, como também incertezas relacionadas à probabilidade de perdas diante de variações futuras nos principais índices econômicos e de desempenho zootécnico. Assim, objetivou-se com os estudos avaliar aspectos relacionados à viabilidade econômica, ao risco e a eficiência dos sistemas BFT e convencional em fazenda de criação de camarão do litoral sul do estado de Pernambuco. Para a obtenção das informações necessárias para as análises, utilizaram-se três viveiros (625 m2 cada) forrados com polietileno de alta densidade (PEAD) operando nos moldes do sistema BFT e informações do sistema convencional da mesma fazenda. Na análise de investimento, os indicadores foram favoráveis para ambos os sistemas, com maior expressividade do valor presente líquido (VPL) para o BFT (R$ 353.591,00) e taxa interna de retorno (TIR) 4,5 vezes maior para o convencional (131,86%). Porém, através de simulações pelo Método de Monte Carlo (MMC), verificou-se risco apenas no sistema BFT, com probabilidade de 7, 10 e 15% quando submetido à taxa de desconto de 10, 13 e 16%, respectivamente. Ao avaliar os ciclos produtivos da fazenda ao longo de 2013 e 2014, por meio da análise envoltória de dados (DEA), detectaram-se apenas quatro produções (7,0%) eficientes tecnicamente. Ao comparar os sistemas produtivos, verificou-se diferença significativa nos escores médios de eficiência técnica destes. Em relação às operações dos ciclos produtivos, foi constatada uma maior influência do manejo na ineficiência do sistema convencional, enquanto a escala produtiva foi o fator a influenciar na redução do escore médio de eficiência técnica do sistema BFT. Os resultados dos estudos permitirão o aperfeiçoamento do cultivo do camarão L. vannamei, além de dar maior segurança para o investimento no sistema BFT pelos produtores da região Nordeste do Brasil. Ambos os sistemas de produção de camarão representam importantes alternativas de investimento para o setor rural brasileiro, confirmado pelos resultados favoráveis de rentabilidade e viabilidade.
Biofloc Technology (BFT) is considered an alternative, sustainable culture system of the marine shrimp Litopenaeus vannamei. However, there are doubts about its financial return in the short and long period of time, as well as uncertainties regarding losses caused by variations in major economic items and shrimp performance. The Thesis evaluated the economic viability, risk and the efficiency of BFT in comparison to a conventional system of a shrimp farm located in the State of Pernambuco, Brazil. Data for the BFT and conventional farming systems were obtained from 9 production cycles in three 625 m2 ponds lined with HDPE and 12 production cycles in the farms conventional ponds, respectively. Viability indicators were favorable for both systems, with greater expressiveness of net present value (NPV) for the BFT (R$ 353,591.00) and internal rate of return (IRR) 4.5 times greater for the conventional (131.86%). When used the Monte Carlo Method (MMC) it was found to BFT system the failure probability of 7%, 10% and 15% when combined with a discount rate of 10%, 13% and 16% respectively. According the Data Envelopment Analysis (DEA) four productions cycles (7.0%) were classified as technically efficient on the farm over the years 2013 and 2014. There was significant difference in the average technical efficiency scores of production systems. There was greater influence of management on the conventional system efficiency, while the production scale was the factor to influence the reduction of the average technical efficiency score of BFT system. The works provide useful information to improve the L. vannamei culture and give greater security to the investment in the BFT system by producers in the Northeast region of Brazil. Both culture systems represent important investment alternatives for the rural sector of Brazil, confirmed by the favorable results of profitability and viability.
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The reproductive behavior of fresh water Anostracan has not been massively studied by the carcinology specialized literature, regarding especially the Dendrocephalus brasiliensis Pesta, 1921, about which there are abundant studies only on the geographical distribution of that Anostracan. The objective of this research was to investigate the reproductive behavior of this Anostracan in different periods (dry and rainy). For this, mature individuals of both sexes were used. They were collected in four ponds of the Fish Farming Station of Paulo Afonso (FFSPA), by monthly capture in each pond, within the period from December 2004 to November 2005. The reproduction type was observed by placing some females in aquariums with males and placing the other ones individually, starting from the nauplii phase, where they stayed for 15 days (reproductive age). The individuals" sexual proportion was calculated by the relative frequencies of males and of females, every month, for the whole collection period. At 10 days cysts production is possible and the number of produced cysts is related to the size of the female. The ratio male:female in the studied period was of 1 male to 1.07 female. The proportion male:female was 51.75% female to 48.25% male along the year. The observation of the reproductive behavior showed the reproduction is sexed.KEYWORDS: crustacean; fresh water; reproduction; Thamn
O comportamento reprodutivo de anostráceos de água doce tem sido pouco divulgado na literatura especializada em carcinologia, especificamente em relação ao Dendrocephlaus brasiliensis Pesta, 1921, havendo apenas dados abundantes sobre a distribuição geográfica desse anostráceo dulciaquícola. O objetivo deste trabalho foi conhecer o comportamento reprodutivo desse Anostraca, em diferentes períodos (seco e chuvoso). Para isto, foram utilizados indivíduos maduros de ambos os sexos coletados em quatro viveiros da Estação de Piscicultura de Paulo Afonso (EPPA), por meio de captura mensal em cada viveiro, durante o período de dezembro de 2004 a novembro de 2005. O tipo de reprodução foi observado através da colocação em aquários, de algumas fêmeas juntas com machos e outras individualmente, a partir da fase de náuplios, onde permaneceram por 15 dias (idade reprodutiva). A proporção sexual dos indivíduos foi calculada através das frequências relativas de machos e de fêmeas, a cada mês, para todo o período de coleta. Aos 10 dias é possível produção de cistos e o número desses está relacionado ao tamanho da fêmea. A relação macho:fêmea no período de estudo foi de 1 macho para 1,07 fêmea. A proporção macho:fêmeas foi de 51,75% de fêmea para 48,25% de machos ao longo do ano. Foi observado, por meio do comportamento reprodutivo, tratar-se de reprodução sexuada.PALAVRAS-CHAVE: água doce; cr
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Knowing the reproductive physiology of the prawn Macrobrachium acanthurus in relation to controlled factors, such as processed food and temperature variations, would help to develop culture techniques, assuring its survival. Aiming at the finding some data on this subject, females of M. acanthurus were submitted to the effect of three temperatures (20, 25 and 30oC) and three types of food (lipidic, proteic and commercial). Following this procedure, the effects of haemolymph glucose, total protein and total lipid levels on ovarian maturation as well as in the moulting stages were analyzed. Results showed that nutrient levels usually increased as the animals reached D stage and the temperature increased. The nutrient levels also increased as animals reached stage III of ovarian maturation. Glucose and total protein levels increased with increasing temperature, while total lipid levels diminished at 30oC. Lipid food produced an increase in the haemolymph glucose and total proteins, while lipid and commercial food produced an increase in total lipids. In spite of that, results showed no significant differences among moulting stages and ovarian maturation, when measured at the same temperature.KEYWORDS: glucose; haemolymph; physiology; total lipid; total protein.
O conhecimento da fisiologia reprodutiva do camarão Macrobrachium acanthurus em relação a fatores controlados, como alimentos processados e variações de temperaturas, ajudaria a desenvolver técnicas de cultivo, garantindo sua sobrevivência. Com o objetivo de contribuir para esse conhecimento, fêmeas de M. acanthurus foram submetidas ao efeito das temperaturas de 20, 25 e 30oC e de três alimentos (lipídico, protéico e comercial). Em seguida, os efeitos nos níveis de glicose, proteínas totais e lipídios totais na hemolinfa, tanto na maturação ovariana como nos estágios de muda, foram analisados. Os resultados mostraram que, nos estágios de muda, os níveis dos nutrientes na hemolinfa, em geral, aumentaram conforme os animais chegam ao estágio de muda D, com o aumento da temperatura. Nos estádios de maturação ovariana, os nutrientes na hemolinfa aumentaram conforme se aproximavam ao estádio III. Os níveis de glicose e proteínas totais aumentaram com o incremento da temperatura, enquanto que os níveis de lipídios totais diminuíram a 30oC. Dentre os alimentos, o lipídico induziu ao aumento de glicose e proteínas totais na hemolinfa e os alimentos comercial e protéico induziram ao aumento de lipídios totais.PALAVRAS-CHAVE: fisiologia; glicose; hemolinfa; lipídios total; proteína total.