Instituto de Ciencias Marinas de Andalucía (ICMAN) www.icman.csic.es

Potencialidades del ICMAN en la investigación acuícola

Manuel YúferaProf. Investigación del CSICVicedirector ICMAN

El Grupo e Instalaciones:Personal (Grupo RNM-181 Acuicultura Marina):5 Investigadores5 Técnicos2 Postdoc + 2 Doctorandos

Laboratorios e Instalaciones para:- Experimentación con peces- Estudios histológicos- Estudios moleculares- Servicio de análisis- Colección de cepas de rotíferos y microalgas

Objetivo principal: proveer el conocimiento necesario y poner a punto técnicas para laproducción de juveniles de alta calidad y de forma sostenible de peces de interés comercial.

Que hacemos: Estudio de los aspectos fisiológicos fundamentales y aplicados del desarrollointegral de los peces, desde el ciclo reproductor hasta la obtención de juveniles de alta calidad,tanto en especies consolidadas como en nuevas especies con alto potencial acuícola,utilizando una investigación multidisciplinar con técnicas bioquímicas, histológicas,bioenergéticas, y de biología celular y molecular, incluyendo las aproximaciones genómicas.

Proyectos en los últimos 5 años:

Del Plan Nacional:

Influencia de suplementos antioxidantes en la calidad de semen de peces: efectos en la criopreservaciónseminal y en la progenie. (AGL2011-28810ACU). IP: E Cabrita/C Sarasquete

Evaluación de los ritmos diarios de alimentación y digestion en larvas de peces marinos en cultivo.Mejora de los protocolos de alimentación. (AGL2011-23722). IP: M Yúfera

Implicaciones del sistema activina/inhibina en la regulación del desarrollo gonadal en la lubina europea(Dicentrarchus labrax). (AGL2010-17774). IP: AM García-López

Patologías esqueléticas en peces y regeneración ósea: infuencia del receptor de aril hidrocarburo -ahr-,esteroides sexuales/e2 y xenobióticos lipofílicos (AGL2010-15951). IP: JB Ortiz-Delgado

Marcadores celulares y moleculares del estado de salud y calidad nutricional de peces: efectos de lavitamina A y de los lípidos en el desarrollo del esqueleto y problemas pigmentarios (AGL2008-03897-C04-04). IP: JB Ortiz-Delgado

Mejora del aprovechamiento del alimento en primeras edades de peces marinos: funcionalidad del tubodigestivo y valoración de la utilización de macronutrientes. (AGL2007-64450-C02-01/ACU). IP: M Yúfera

Proyectos en los últimos 5 años (cont):

Improvement of aquaculture production by the use of biotechnological tools - Aquagenomics.CSD2007-00002 - Consolider-Ingenio 2010. IP: A Figueras/B Novoa

The use of fish primordial germ cells (PGCs) for the assembly of genetic resource banks and for thereproduction management in Aquaculture – PGCFISH. (AGL2008 02172/ACU). IP: E Cabrita.

Establecimiento de una metodología de reproducción artificial para la obtención de puestas decalidad en el parracho (Scophthalmus rhombus). Aspectos fisiológicos. PN Recursos y Tecnologíasagrarias TRT2006-00011-C02-02. IP: G Martínez-Rodríguez.

De planes de las CCAA:

Desarrollo y aplicación de marcadores genéticos, moleculares y celulares a la reproducción,diferenciación sexual y filogenia. (P07-RNM-03074). IP: C Sarasquete

Alimentos inertes para cría larvaria de peces marinos: optimización del contenido en péptidos,aminoácidos y fosfolípidos. Proyectos de Excelencia Junta de Andalucía 2006 (P06-AGR-01697)

Alteraciones en el material genético de espermatozoides: estudio de las consecuencias sobre laprogenie en peces (LE365A11-2). Junta de Castilla y León (LE365A11-2). IP: P Herraez.

Proyectos en los últimos 5 años (cont):

De Convocatorias Europeas:

Breaking frontiers for the use of plant-derived feeds in fish farming through nutritionalprogramming in fish farming - FishPROG – EU-FP7-PEOPLE-2012-IIF (GA number 326245).IP: M Yúfera.

Advance research iniciatives for nutrition and aquaculture – ARRAINA -EU-FP7-KBBE-2011-5 (contract 288925). IP: S Kaushik (J Pérez)

Implementation of natural spawning for marine fish species in culture: improving the qualityof offspring and animal welfare – PROSPAWN. EU-FP7 (Research for SME s-232305) IP: EVikingstad (E Mañanos)

Sustainable extensive and semi-intensive coastal aquaculture in Southern Europe –SEACASE- EU-FP6-2005-SSP5A (STREP contract 044483). IP: MT Dinis (M Yúfera)

RedesLARVANET - Critical success factors for fish larvae production in European aquaculture: a

multidisciplinary network. (RTD Cost Action FA0801) IP: A Tandler (M Yúfera-MS Izquierdo)

Proyectos en los últimos 5 años (cont):

Proyectos de apoyo tecnológico y Convenios específicos con empresas:

WEANTUNA – Developing a weaning- diet and protocol for bluefin tuna. ICMAN –Futuna Blue España – Sparos Lda (Eurostars E!7994) 2013-2015. Responsable ICMAN:M Yúfera

Proyecto de optimización del proceso de maduración y desove del mugílido Chelonlabrosus. Proyecto de apoyo tecnológico: Ministerio de Educación, Cultura y Deporte(BOE 258, 26 octubre 2011). Responsable ICMAN: G Martínez-Rodríguez

Desarrollo de protocolos para el cultivo integral del pez Garra rufa (Familia Cyprimidae)ICMAN - AQUATIC BIOTECHNOLOGY S.L. 2012-2013. Responsable ICMAN: F Prat

Cultivo de salmón en jaulas. ICMAN-North West Food, SL. 2010-2011. ResponsableICMAN: C Sarasquete

Cultivo integral de Marphysa sanguinea: reproducción, desarrollo larvario ycrecimiento. ICMAN-Comercial Cebos para la Pesca S.L. 2009-2011. ResponsableICMAN: C Sarasquete

Temas y técnicas para Acuicultura:

Estudio de Bases Fisiológicas (a nivel celular, molecular y de organismo), Optimización Zootécnica y Transferencia Tecnológica en:

Reproducción, conservación recursos acuáticos, criobiología

Ontogenia, crecimiento, nutrición de peces: juveniles saludables

Patologías (infecciosa, nutricional, ambiental), en peces cultivados (dorada, lubina, lenguado, etc.). Desarrollo de biomarcadores celulares y moleculares

Fundamentos biológicos para el cultivo de otras especies de interés para la diversificación (lenguado, seriola, hurta , sargo, mugílidos, atún…)

Peces como organismos modelo en experimentación integral (pez sapo, pez cebra)

Cultivo en marismas y esteros

Línea: Reproducción

Avanzar en el conocimiento de mecanismos fisiológicos, celulares ymoleculares que controlan la gametogénesis en peces, con el objetivo deobtener puestas reproducibles, controlar la pubertad, producir gametos decalidad y desarrollar técnicas efectivas de criopreservación de gametos.

Desarrollo de bancos de semen y células germinales

Aislamiento y conservación PGCs, Células Testiculares indiferenciadasTGCs y Espermatogonias-SPGs Crioconservación-Germoplasma

Caracterización y calidad de semen

C.A.S.A.

Línea: Reproducción

Estudio de la gametogénesis yControl de reproducción

1.- Calidad de huevo: formación yprocesamiento del vitelo

2.- Control de los estados iniciales dela gametogenesis (genes de la familiaTGF-β): Herramienta para el control dela pubertad

Línea: Larvas y juveniles de peces

Ontogenia, crecimiento, alimentación y nutrición, zootecnia. Desarrollointegral del cultivo larvario hasta juvenil (principalmente en dorada ylenguado

4 dpe

1 dpe GGSB

E

G

NAI

PI

Age (days after hatching)

0 5 10 15 20 25 30 35

Dry

Wei

ght (

µg)

10

100

1000

Rotifer + Art naupliiMA-55 MA-62

Línea: Larvas y juveniles de peces

Alimentación y nutrición, fisiología digestiva: Diseño y formulación demicrodietas y protocolos de alimentación

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1 6 12 18 24

Act

ivity

*mg-

1

Time

Trypsin activity

10 DPH

18 DPH

30 DPH

60 DPH

Age (days after hatching)

2 4 6 8 10 12 14 16

Dry

wei

ght (

µg)

0

20

40

60

80

100

120

RotifersMA from 8 DAHMA from first feeding

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

Rel

ativ

e ex

pres

sion

Clock gene 12-12

60 DPH

30 DPH

18 DPH

10 DPH

Línea: Patología y desarrollo de biomarcadores

Patologías (infecciosa, nutricional, ambiental), en peces cultivados (dorada,lubina, lenguado, etc.). Desarrollo de biomarcadores celulares y moleculares

Biomarcadores celulares y moleculares:

- Maduración y puesta, expresión génica de hormonas

- Funcionalidad digestiva larvaria- Desarrollo de tiroides e hipófisis- Malpigmentación y malformaciones esqueléticas y desordenes nutricionales - Diagnosis y prevención de enfermedades infecciosas y ambientales

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Línea: Otras especies

Establecimiento de los fundamentos biológicos para el cultivo de otrasespecies de interés para la diversificación (seriola, hurta, sargo, corvina,mugílidos, atún…)

Corvina (Argyrosomus regius)

Desarrollo del atún rojoLiseta (Chelon labrosus)

Garra rufa

Línea: Organismos modelos

Peces como organismos modelo en experimentación integral (pezsapo, pez cebra)

Expresión in situ del gen dmrt1 en testículo (a) y ovario (b, c, d)

Sz

Sc II

Sc I

St

Sg

CS

Ov III

Ov II

Ov I

B

Og

CMM

ba

c d

Todo los temas descritos anteriormente se benefician de nuestra labor yexperiencia en histología, histoquímica, biología molecular y genómica

Nuestra Línea: Herramientas moleculares y genómicas

Expressión génica de genesDesarrollo de genotecas específicasTranscriptómicaEstudios con microarrays

0

100

200

300

400

0

5

10

15

20

1 6 12 18 24

Rel

ativ

e ex

pres

sion

# R

otife

rs

Time (h)GUT CONTENT GENE EXPRESSION ENZIME ACTIVITY

DARKNESSLIGHT

Evaluación de productividad en estanques de tierra y esterosDesarrollo de policultivos integrados

Línea: Cultivo de peces en marismas y esteros

E.NUEVOSparus aurata zapatilla

Sparus aurata dorada

Anguilla anguilla

Solea senegalensis

Dicentrarchus labrax

Dicentrarchus punctatus

Mugil cephalus

Chelon labrosus

Chelon labrosus

Liza ramada

Liza aurata

Liza saliens

Diplodus sargus sargus

Atherina boyeri

Diplodus annularis

Diplodus vulgaris

Spondyliosoma cantharus

Sarpa salpa

Gobius paganellus + G. niger

Pomatoschistus microps

Total Weight Fished

Total Weight Fished (Kg)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Sparus aurata-Sparus aurata

Anguilla anguillaSolea senegalensis

Dicentrarchus labraxDicentrarchus punctatus

Mugil cephalusChelon labrosus-Chelon labrosus

Liza ramadaLiza aurataLiza saliens

Diplodus sargus sargusAtherina boyeri

Diplodus annularisDiplodus vulgaris

Spondyliosoma cantharusSarpa salpa

Gobius paganellusPomatoschistus microps

Sardina pilchardusEngraulis encrasicolus

Symphodus quinquemaculatusHalobatrachus didactylus

Fundulus heteroclitus

Pond 1 (small) Pond 2 (large)

Foto: Arias

Gracias por su Atención

Resumiendo:

Transferencia científico-técnica en producción de juveniles de peces

Transferencia de personal especializado en estas disciplinas (Postdocs)