Biología Reproductiva y Manejo de la

Reproducción de los Salmónidos

Francisco Estay

Género

Oncorhynchus

Oncorhynchus mykiss

(Trucha arco iris)

Oncorhynchus kisuth

(Salmón coho o plateado)

Oncorhynchus nerka

(Salmón rojo)

Oncorhynchus gorbuscha

(Salmón rosado)

Oncorhynchus tshawyscha

(Salmón rey o chinook)

Oncorhynchus masou

(Salmón cereza)

Oncorhynchus keta

(Salmón perro)

Oncorhynchus mykiss

(Trucha arco iris)

Trucha arco iris ( Oncorhynchus mykiss )

Anatomía del aparato reproductor de la hembra

Vista ventral

Anatomía del aparato reproductor de la hembra

Vista lateral

Anatomía del aparato reproductor de la hembra

Vista transversal

Anatomía del aparato reproductor del macho

Determinación del sexo en los salmónidos

Cromosomas, forma organizada del ADN

Determinación del sexo en los salmónidos

Diferenciación del sexo en salmónidos

Desarrollo

gonadal primario

pre-pubertad

Testículo

Ovario

Fotoperíodo, principal modulador de la reproducción

Temperatura del agua actúa en conjunto al fotoperíodo

Temperatura del agua modulador secundario

Cascada de señales

que determinan la

maduración gonadal

Patrones hormonales

durante el ciclo

reproductivo

Los niveles plasmáticos de

hormonas reproductivas

constituyen un indicador del ciclo

reproductivo

Estay, F. ; Díaz, N. y L. Valladares. (1995) “Ovarian morphological changes and plasma

sex steroid profiles in two cultured salmon (Oncorhynchus kisutch and Salmo salar)

broodstock populations in Chile”.

Proceeding of 5th International Symposium of Reproductive Physiology of Fish.

University of Texas, Austin, Texas.July 2-8 . pp 115.

Estay, F. Ronco, A. M. y Cáceres, L. (1996) “Respuesta ovulatoria y niveles séricos de

GtH II alcanzados en hembras de trucha arco iris Oncorhynchus mykiss), inducidas a

ovular con GnRHa D-Ala6 ”.

Archivos de Medicina Veterinaria, XXVIII, Nº2 :73-79.

Estay, F., Neira , R., Díaz, N., Valladares, L. and Torres, A. (1998) “Gametogenesis and

sex steroid profiles in cultured coho salmon (Oncorhynchus kisutch, Walbaum)”

Journal of Experimental Zoology, 280 : 429-438.

Estay, F., Díaz, A., Pedraza, R. Colihueque, N. (2003) “Oogenesis and plasma levels of

sex steroids in cultured females of brown trout (Salmo trutta Linnaeus, 1758)” in Chile.

Journal of Experimental Zoology, 298 : 60-66.

Estay F. ; Colihueque N.R.; and C. Araneda (2012) “Comparison of oogenesis and sex

steroid profiles between twice and once annually spawning rainbow trout females”.

The Scientific World Journal, Article ID 986590 : 7 pages.

Maduración sexual

1) Gametogénesis

3) Conducta

reproductiva

2) Características

sexuales

secundarias

Regulación hipofisiaria

de la maduración

ovocitaria

1) Gametogénesis

El progreso del ciclo reproductivo implica un

sostenido aumento del Indice Gonado Somático (IGS)

Evolución del IGS PSSAD07

Centro Ojos del Caburgua- 2009-2010

0

3

6

9

12

15

18

21

Sep Nov Feb Mar Abr Abr2

IGS

El ovocito y su envoltura folicular

Crecimiento en volumen del ovocito a expensas de la

acumulación de vitelogenina hepática

Inicio de la vitelogénesis

secundaria, con almacenamiento

de vitelo en el ovoplasma

Activa vitelogénesis secundaria, con masiva acumulación

de glóbulos vitelinos, ovocitos app. 1 mm de diámetro

Vitelogénesis secundaria

avanzada

Secuencia de la ovogénesis a través

del ciclo reproductivo gonadal

Célula folicular

micropilar

Ultraestructura

micrópilo

Fertilización en vertebrados superiores

www.acuicultura.uct.cl

Salmónidos :

Esquema estructura del

micrópilo y penetración

de los espermatozoides

durante la fertilización

Corion

Ovocitos recién obtenidos

ahora denominados ovas

Esquema

ovocito recién

obtenido

Esquema de la exocitosis de gránulos corticales hacia el

espacio perivitelino durante la reacción cortical

Microfotografía exocitosis de gránulos

corticales hacia el espacio perivitelino

Fenómenos durante la activación del ovocito

1) Reacción cortical 2) Hidratación espacio perivitelino 3) Formación disco germinal

4) Polimerización del corion 5) Cierre del micróplilo

Ococito recien fertilizado,

ya es una ova

Espacio perivitelino

Se ha iniciado la segmentación ,

se distinguen los blastómeros

Ovas embrionadas

avanzadas : estado de

ojos bien pigmentados

Anatomía del

testículo

Cisto espermático, unidad estructural

básica de la espermatogénesis

Espermatogénesis

Espermiogénesis

Lobulos pletóricos de espermatozoides maduros

listos para ser evacuados y fertilizar

Extracción del semen, macho maduro

Estructura comparativa espermatozoides de peces

Semen trucha, microscopía

óptica 10.000 X, objetivo

inmersión, filtro verde

Modificaciones de la

morfología craneal, un

ejemplo de las

características

sexuales secundarias

2) Características

sexuales

secundarias

Craneo de

macho de

trucha maduro

Modificaciones de la

pigmentación de la

piel un ejemplo de las

características

sexuales secundarias

Adulto prepuber, forma oceánica

Macho maduro, colores nupciales

Hembra madura, colores nupciales

Ejemplos

notables en

salmones

Competencia y

agresividad entre

machos un ejemplo de

conducta reproductiva

3) Conducta reproductiva

Competencia y

agresividad entre

machos un ejemplo de

conducta reproductiva

Migración hacia desovaderos,

otro ejemplo de conducta

reproductiva

Cortejo, apareamiento

y desove, la mas

relevante de las

conductas

reproductivas

Centro de Reproducción y Mejoramiento Genético “Ojos del

Caburgua”, Huililco Ltda., Pucón, IX Región, Chile

Infraestructura orientada a la

producción de ovas del PMG

El plantel de

reproducción : Una

maquinaria biológica

La reproducción de los salmónidos :

Un proceso de alto costo energético

La alimentación de los reproductores es el soporte

fundamental de esta inversión en biomasa “no somática”.

1

2

34

Dieta comercial para reproductores :

Diámetro pellet : 5 a 9 mm

Proteina : 47%

Lipidos: 20%

Humedad : 8%

Vitamina C : 500 mg/kg

Vitamina E 300 mg/kg

Astaxantina 50 mg/kg

Una buena nutrición de los reproductores implica

que la dieta aporte los nutrientes adecuados

Por lo tanto el reproductor es un

“depósito a plazo”

1.- Maximizar la cantidad y calidad de ovas producidas a partir

del stock de reproductores disponibles.

2.- Producir ovas durante un amplio rango estacional para

optimizar el uso de la infraestructura.

3.- Producir ovas que garanticen el más alto

rendimiento productivo.

Objetivos fundamentales de un

plantel de reproducción

Tasa de fertilización vs. Dias post - ovulación

Sobremaduración : Rol clave

Springate and Bromage, 1984

Viabilidad a distintas etapas de desarrollo

vs. días post ovulación

Cada población que comienza su estación

reproductiva, debe comenzar a ser monitoreada

Palpación semanal de los reproductores, manejo

clave para la obtención de ovas de alta calidad

Iván Valdebenito, U. Católica de Temuco

Desove sobremaduro

o de mala calidad

Mayor cantidad de ovas con ruptura

de su membrana plasmática

Mayor salinidad en el fluído

ovárico que las acompaña

Salida de sal desde el

interior del ovoplasma

Neomachos : recurso imprescindible para la

producción de stocks monosexo todo hembra

Neomacho Hembra normal

Fertilización

Todo Hembra

Diagrama mecanismo biológico involucrado en la

obtención de ginogénesis

GinogénesisHerramienta para avanzar hacia el manejo de poblaciones

monosexo

Obtención y preparación del semen para irradiación UV

Irradiación del semen con UV Choque térmico para diploidizar

Incubación

Muestreo y fijación de

las ovas embrionadas en

Ac. Acético para envío a

diagnótico de ploidía

1) Disección de los embriones 2) Aplastado tejidos

3) Tinción con nitrato de plata 4) Evaluación microscópica

Diagnóstico de ploidía de los embriones

1) Haploide : 1 nucléolo

1) Diploide : 2 nucléolo

Diagnostico de la condición de ploidía

de los individuos por Nº de nucléolos

Protocolo tratamientos de reversión hormonal del sexo en alevines todo hembra

Hunter y Donaldson (1978)

17alfa metil testosterona

Alevines en masculinización mediante alimento con hormona masculina

Características del testículo del neomacho

- Forma globosa, a veces con estrangulaciones

- Obturación o ausencia del gonoducto

- Aguda asimetría de tamaño entre testículos

- Gonoducto con fluido gonoductal translúcido

- Algunas veces precencia de ovocitos

Macho verdadero Neomacho

Gonoducto obturado, lleno

de líquido seroso

Testículo neomacho con precencia ovocitos

Dilutor (extender) de Ingram para semen de neomacho

Semen femenino, dilutores, procesamiento

Inducción de triploidía mediante choque térmico

Anestesiado de los reproductores previo al desove

Desove manual de las hembras ovuladas

Distribución del semen de neomacho durante la fertilización

Análisis de algunas variables del semen, como

motilidad y densidad espermática

Recolección de las ovas siempre en forma

estrictamente individual

Fundamental el registro sistemático de las variables biométricas

Procedimientos durante el desove

Longitud

Peso Registro pit tag

Registro del timing o perfil de distribución desoves

Fecha Nº

Desove Hembras

16-02-2007 5

26-02-2007 9

09-03-2007 21

16-03-2007 24

23-03-2007 27

30-03-2007 33

10-04-2007 86

17-04-2007 97

24-04-2007 82

30-04-2007 79

08-05-2007 86

14-05-2007 68

24-05-2007 59

29-05-2007 10

0

20

40

60

80

100

120

16-0

2-07

23-0

2-07

02-0

3-07

09-0

3-07

16-0

3-07

23-0

3-07

30-0

3-07

06-0

4-07

13-0

4-07

20-0

4-07

27-0

4-07

04-0

5-07

11-0

5-07

18-0

5-07

25-0

5-07

Nº

sp

aw

nin

g f

em

ale

s

Activador de Billard D532 (Billard 1977a)

NaCl ……………………5.52 gr.

Glicina………………….3.74 gr.

Tris………………………2.42 gr.

Es fundamental contar con el dilutor-activador

(buffer salino) durante el manejo de la fertilización

Screening sanitario individual de reproductores :

Batalla permanente en el control de los patógenos

Muestreo branquia para análisis ISAv

Muestras individuales de tejidos van

a laboratorio microbiológico

Resultados de laboratorio autorizado por

Sernapesca llegan en 24 hrs

Incubación de las

ovas fertilizadas e

hidratadas

Embriones tempranos (estado gástrula) evidenciados mediante acido

acético durante la estimación de tasa de fertilización (100 UTAs)

Una vez alcanzado el estado de ojos bien pigmentados :

Shoking, limpieza, picking, cuantificación.

Desinfección delas ovas con

ojos con yodósforo (10 min)

previo al despacho

Cuantificación final y embalaje

Embalaje

Traslado de las ovas desde centro de

cultivo a terminal de buses o aeropuerto

Registro básico variables biométricas del

stock en reproducción :

- Fecha desove

- Peso Hembra

- Longitud hembra

- Tasa de fertilización (100 UTA)

- Fecha de shocking (200 UTA)

- Fecundidad total

- Fecundidad relativa

- Diámetro de las ovas

- Tasa de sobrevivencia al estado de ojos

- Nº ojos/hembra

- Fecha despacho (280 UTA)

Correlación Peso de la hembra vs. Fecundidad total

Salmo salar Otoño 2011

y = 1042,3x + 3845,4

R = 0,56

5.000

9.000

13.000

17.000

21.000

3,00 5,00 7,00 9,00 11,00

Peso de la hembra (Kg.)

Nº

Ov

as

ve

rde

s

Correlación Peso de la hembra vs Fecundidad

Relativa Salmo salar Otoño 2011

y = -74,723x + 2132,5

R = - 0,33

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3,00 5,00 7,00 9,00 11,00

Peso de la hembra (kg)

Nº

ovas /kg

hem

bra

El análisis de las bases de datos biométrico-reproductivos, permite

conocer las correlaciones de las variables y simular futuros rendimientos

Fecundidad Total

Diámetro ova

(mm)

Fecundidad relativa

Relaciones biométrico-reproductivas

Estay et al (1997) Reproductive performance of cultured female coho salmon in Chile,

The Progresive Fish Culturist 59 : 36-40

Peso (Kg)

4.200

3.800

3.500

850850

950

1.170

5

4

3

7,29

7,11

6.93

Modificando el fotoperiodo se puede modelar la longitud

del ciclo reproductivo

Ciclo anual fotoperíodo

Hrs. Luz

21 dic

21 jun.

21 dic

Protocolo fotoperíodo para el adelantamiento en 6 meses del fotoperíodo

Período post desove Signos maduración Desove

Alfredo Klempau, U de Concepción

Hrs. Luz

21 dic 21 jun. 21 dic

Implementación del módulo para manejo del fotoperíodo

Raceways cubiertos, expuestos a tratamiento de fotoperíodo

EcografíaValiosa herramienta para monitorear el avance de la madurez sexual

Imagen ecográfica efectua cortes

transversales del cuerpo del pez

A medida que la ovogénesis progresa, los

ovarios crecen en sentido craneo - caudal

La sección transversal de los ovarios disminuye en sentido craneo - caudal

1 2 3

4 5 6