Por:
Rajesh Joshi1 [email protected]
Anders Skaarud1 [email protected]
Anne Vik Mariussen1 [email protected]
1 GenoMar Genetics Group, Noruega
Nos últimos 30 anos, o cultivo de tilápia cresceu significativamente, passando de 400 mil toneladas, no início de 1990, para cerca de 7 milhões de toneladas em 2021. A tilápia é hoje a espécie de peixe mais amplamente cultivada na aquicultura, desempenhando um papel importante na segurança alimentar e na geração de renda e emprego, principalmente, em zonas rurais da Ásia, América Latina e África.
Por trás desse impressionante desenvolvimento também há uma crescente demanda pela tilápia cultivada, uma expansão das áreas de produção e uso de novos manejos de criação. De todas as tecnologias disponíveis, a genética e a reprodução direcionada estão entre as que mais contribuem para o aumento da produtividade. Atualmente, as linhagens de tilápia cultivadas superam em muito o desempenho de seus ancestrais selvagens, e o melhoramento genético vem apresentando ganhos acumulativos que contribuem para uma indústria mais sustentável e lucrativa.
Atenta a tudo, a GenoMar Genetics Group está na vanguarda deste desenvolvimento, investindo, inovando e gerenciando de forma consistente programas de melhoramento genético de tilápia, disseminando o progresso genético para os aquicultores. Como resultado, mais de 500 milhões de peixes das linhagens GenoMar, Aquabel e AquaAmerica são distribuídos anualmente a clientes na Ásia e na América Latina, um número que está crescendo rapidamente ano após ano.
Em 2021, estamos comemorando 30 anos do nosso programa de melhoramento genético de tilápia e preparamos uma série de artigos para divulgar esta importante conquista. Neste primeiro artigo, focamos nos programas de melhoramento, na evolução e no futuro de nossos objetivos de seleção. Um segundo artigo terá como foco os tradicionais e os novos métodos de seleção.
Programas de melhoramento para
diferentes condições de cultivo
Um programa de seleção é um conjunto estruturado de atividades destinadas a gerar melhoramento genético em uma determinada população vegetal ou animal.
A GenoMar gerencia três programas de melhoramento independentes usando as linhagens de seleção GenoMar, Aquabel e AquaAmérica, como referência. Ao trabalhar com diferentes linhas de seleção, que se diferenciam na origem, especialização geográfica e características de seleção, somos capazes de manter a diversidade genética e a flexibilidade para desenvolver produtos diferenciados que se adaptem às necessidades de cada mercado.
Essas linhas de seleção são mantidas em instalações especialmente projetadas chamadas de “núcleos de reprodução”, que garantem um status elevado de biosseguridade e saúde animal. A seleção ocorre em um número relativamente pequeno de peixes, utilizando múltiplas fontes de informações coletadas em experimentos realizados no núcleo, em laboratório e em condições industriais. O intervalo entre gerações é reduzido e, atualmente, dura de 6 a 9 meses, permitindo a seleção de mais de uma geração por ano. O progresso genético obtido no núcleo de reprodução é disseminado por meio de um esquema piramidal com “multiplicação de gerações” para que os genes favoráveis dos indivíduos com melhor desempenho genético possam ser “disseminados” em bilhões de peixes cultivados nas pisciculturas (Figura 1).
Objetivos de uma seleção sustentável
O cultivo de tilápias cumpre uma importante função na produção de proteína animal para consumo humano. Assim, o objetivo principal de um programa de melhoramento genético de tilápias é produzir peixes que possuam as seguintes características:
- Crescimento rápido para alcançar o peso de abate o mais breve possível, reduzindo os custos e riscos de produção;
- Ótima conformidade morfológica que proporciona um animal de melhor rendimento e qualidade de filé;
- Maior sobrevivência e bem-estar animal em diferentes sistemas de produção (capacidade adaptativa) para diminuir as perdas, reduzir o uso de medicamentos e maximizar a biomassa, aumentando a lucratividade na despesca;
- Reduzir o fator de conversão alimentar (FCA) e, consequentemente, o custo de alimentação, que é responsável por 50-80% do custo de produção, dependendo do sistema.
De metas restritas a amplas metas de seleção – de um único produto a um portfólio de produtos diferenciados
A GenoMar foi pioneira em incluir novos critérios de seleção de interesse comercial nos programas de melhoramento de tilápia. Exemplos dessas inovações são o rendimento de filé e a resistência a doenças específicas (Figura 2). Nossa presença global nos dá uma posição única para uma ampla variedade de testes de Genética x Meio Ambiente para crescimento e sobrevivência.
Primeiras 16 gerações: seleção para crescimento
Após o bem-sucedido estabelecimento e aquisição do programa de melhoramento GIFT, o objetivo da seleção continuou a se concentrar na melhoria das taxas de crescimento. Portanto, durante as primeiras 16 gerações, o crescimento rápido foi a única característica para o critério de seleção. A combinação de alta variabilidade genética, alta herdabilidade e o fato de que o crescimento é fácil de medir em um grande número de animais candidatos à seleção, gerou uma base sólida para o rápido progresso genético e transformou a GenoMar na principal referência mundial para indústria de tilápias com linhagens de rápido crescimento.
A maneira como medimos o crescimento, entretanto, mudou ao longo do tempo para capturar a complexidade dos sistemas de produção e das exigências do mercado. Assim, atualmente, nosso crescimento é um índice multifacetado no qual as informações dos tanques-rede e viveiros são coletadas em vários locais ao redor do mundo. Várias informações de relevância são consideradas para selecionar os peixes que alcançarão diferentes mercados, que absorvam animais com peso médio reduzido (mercado asiático) ou que tem preferência por animais maiores (mercado ocidental).
Seleção para várias características
a partir da geração 17 da Genomar
Novas características como, rendimento de filé, robustez e resistência a doenças específicas, foram introduzidas sucessivamente a partir da geração 17 para responder às necessidades da indústria. O objetivo principal foi equilibrar a seleção para adicionar outras características que proporcionassem maior robustez ao animal, obtendo indivíduos com maiores níveis de resistência a situações de estresses e maior adaptabilidade às mudanças climáticas. A característica de crescimento, ainda importante e relevante, tem sido ponderada em torno de 40-50% no índice de seleção, entregando ganhos médios de 7.1 pontos percentuais por geração (Figura 3).
Por que precisamos de uma seleção genética ampla?
No núcleo de reprodução, os indivíduos com melhor desempenho são selecionados como os pais da próxima geração, produzindo assim o ganho genético na população. Para identificar os melhores peixes, os candidatos a reprodução são classificados do melhor ao pior, e os indivíduos mais bem classificados são então selecionados. O peixe que é o melhor para uma característica, pode não ser o melhor para outra, isso vai depender da atuação e relação dos genes (correlação genética). Portanto, se estivermos selecionando uma característica com baixa correlação (próxima a zero), pode não haver melhoria em outra característica, ou até mesmo prejudicar caso a correlação genética entre essas características seja negativa.
Por exemplo, em tilápia, a correlação genética existente entre o crescimento e o rendimento de filé foi relatada em torno de zero ou mesmo ligeiramente negativa. Portanto, selecionar apenas para crescimento não resultará em um aumento no rendimento de filé, podendo, inclusive, diminuir ligeiramente o rendimento de filé da população selecionada. Da mesma forma, a correlação genética para crescimento, robustez e resistência a doenças específicas são relatadas com valores negativos a zero. Consequentemente, a utilização de uma seleção ampla, ponderando todas essas características, se torna necessária para melhorar o desempenho dos peixes quanto a características produtivas e funcionais.
Rendimento do Filé
Há uma crescente demanda no mercado de tilápias para o processamento industrial de filé e lombos. Nesse mercado, o rendimento do filé é uma característica relevante com grandes impactos na lucratividade dos frigoríficos. Pensando nisso, começamos a seleção para rendimento de filé (proporção do peso do filé sobre o peso da carcaça inteira) a partir da geração 17 e, desde então, tem sido uma característica permanente de nosso programa de melhoramento (Figura 4). Infelizmente, o progresso genético no rendimento do filé é um processo lento porque a herdabilidade para essa característica é baixa e, as informações sobre o rendimento do filé só podem ser obtidas em parentes, já que para obter essa informação é necessário sacrificar o animal.
Robustez e tolerância a doenças
Como consequência do aumento da intensificação, degradação da qualidade da água e eventos relacionados ao clima, a mortalidade está se tornando um dos principais problemas para os produtores de tilápia em todo o mundo. Antigos e novos patógenos estão causando surtos de doenças e perdas em peixes. Portanto, robustez e sobrevivência contra doenças específicas se tornaram também objetivos importantes na seleção e ganharam relevância nos programas de melhoramento da tilápia GenoMar.
A robustez é medida como a sobrevivência geral dos candidatos da seleção durante o período de cultivo, e essa característica foi incluída nos programas de seleção a partir de 2010. Como o ambiente de cultivo de alta biosseguridade não representa a realidade comercial, a GenoMar está gradualmente incluindo dados de sobrevivência obtidos em diferentes ambientes de produção. Desta forma, é possível contabilizar as interações Genética x Meio Ambiente e aumentar a precisão da seleção para sobrevivência.
Resistência específica contra Streptococcus agalactiae, o principal agente causador de estreptococose, foi implementado como objetivo de seleção nos programas de melhoramento da GenoMar e da Aquabel em 2016 e 2017, respectivamente. Desde então, para cada geração, representantes de todas as famílias são desafiados experimentalmente com S. agalactiae para documentar a variação genética na resistência à doença com o objetivo de classificar as famílias de acordo com a sobrevivência. Esses testes mostram uma variabilidade clara e consistente na mortalidade entre as famílias variando de 4 a 75% e essa variabilidade formou a base para a seleção de famílias com melhor sobrevivência. Além disso, os geneticistas da GenoMar estão determinando os componentes genéticos subjacentes associados às diferenças na mortalidade, usando a tecnologia da seleção genômica.
Impacto da seleção por streptococcose
Em 2020, após três gerações de seleção para resistência à estreptococose e vários estudos de validação em laboratório, tilápias selecionadas e não selecionadas para resistência à estreptococose, foram cultivadas juntas em tanques-rede em uma piscicultura comercial. O objetivo desse teste foi avaliar os diferentes grupos em condições de surtos naturais ocorrentes na escala industrial dessa doença. Aos 135 dias após a transferência para os tanques-rede, a mortalidade acumulada foi em média 29,6% para os peixes selecionados e 43,4% para os peixes não selecionados (Figura 5). Este resultado está em conformidade com os testes de validação laboratorial e demonstra todo o potencial que o melhoramento genético pode proporcionar para produzir um animal com maior sobrevivência quando expostos a condições adversas a esse tipo de doença.
Além da resistência contra estreptococose, a resistência específica contra columnaris (Flavobacterium) e francisela (franciselose) também estão em processo de serem incorporadas nos programas de melhoramento.
Metas passadas, presentes e futuras
A partir de um único foco no crescimento, o objetivo de seleção nos programas modernos de melhoramento de tilápia mudou em escopo e complexidade para responder às mudanças da indústria e necessidades dos aquicultores, além de promover o bem-estar animal. Os critérios de seleção para a tilápia de hoje se equilibram entre as características produtivas e funcionais para fornecer genótipos que possam oferecer um bom desempenho em diferentes ambientes de produção e condições climáticas.
Para oferecer produtos de maior valor agregado e assim dar suporte a uma indústria de tilápia mais lucrativa e sustentável em todo o mundo, focaremos, nos próximos anos, as seguintes áreas:
– Expansão do programa de testes de Genética x Ambiente para capturar uma gama mais ampla de ambientes e sistemas;
– Incorporar testes de resistência a doenças específicas para outros patógenos de interesse;
– Uso de metodologias confiáveis para avaliação da composição e rendimento de carcaça de forma mais precisa.
REFERÊNCIAS
As referências bibliográficas estão disponíveis mediante solicitação aos autores.
Este artigo foi publicado originalmente na Aqua Culture Asia Pacific.
