Los estudios de microbiomas de los sistemas de recirculación de acuicultura (RAS), basados en la secuenciación de genes de ARNr 16S de próxima generación, son un enfoque poderoso y cada vez más utilizado para predecir procesos que influyen en la calidad del agua y la salud de los peces. Para RAS que utilizan agua de mar (RAS marino, 35 ‰), los microbiomas fecales se exploraron recientemente en el salmón Chinook (Steiner et al., 2021). Sin embargo, los estudios minuciosos del microbioma a partir de RAS marinos que producen salmón a gran escala son escasos.
En este escenario, investigadores del Departamento de Ciencias Biológicas, de la Universidad de Bergen y del Instituto Veterinario Noruego, estudiaron el rendimiento de un cultivo iniciador comercial enriquecido en un RAS marino que produce post-smolt. Los científicos analizaron las comunidades microbianas de 100 muestras, recolectadas mensualmente durante un año, de los portadores del biofiltros, de la pared del estanque, del agua de producción y de la piel de los peces.
Antes de la operación, los portadores de biopelícula del biofiltro se inocularon con un cultivo inicial comercial desarrollado a partir de agua salobre. El estudio definió un total de 139 unidades taxonómicas operativas (OTU) en el cultivo iniciador, de las cuales los miembros clasificados de Rhodobacterales, Bacteroidetes, Alteromonadales y Planctomycetes fueron, en gran parte, los primeros colonizadores de los portadores de biofiltros.
Entre los resultados del estudio, el artículo destaca que las OTU colonizadoras tempranas que dominaron los portadores de biopelículas del biofiltro (> 5% de abundancia relativa) estuvieron presentes de manera estable a lo largo del tiempo, pero el desarrollo pasó lentamente de unas pocas OTU, con una abundancia relativa muy alta, a varias dominantes con una abundancia relativa más baja.
“Las unidades taxonómicas operativas no asociadas con el cultivo inicial se hicieron prominentes en los portadores de biopelículas del biofiltro solo hacia el final del período de prueba. Estos se denominaron OTU ambientales”, explicaron los investigadores.
“Comparando los dos OTU cuantitativamente en una proporción, donde los recuentos se basaron en todas las OTU de la muestra, la proporción de OTU del cultivo iniciador:OTU ambientales, fueron 1,2 y 0,9, en el primer y último momento de muestreo para los portadores de biopelícula de biofiltro. En consecuencia, para todas las OTU definidas en los sitios de muestreo, la proporción cambió de 0,8 a 0,6 durante el experimento” señalaron los investigadores noruegos.
En tanto, el estudio remarcó que la maduración del biofiltro, con respecto a la nitrificación, tomó mucho tiempo, y la cepa de Nitrospira en el cultivo iniciador no se adaptó a las salinidades marinas.
“El segundo paso del proceso de nitrificación no se estableció correctamente antes de que la salinidad en el RAS se redujera a <25 ‰. Esto fue 15 meses después de la primera siembra de peces en el RAS”, revelaron los investigadores.
En consecuencia, este largo tiempo de maduración del biofiltro representó un período de alto riesgo de acumulación de nitrito en el agua de producción y reducción del bienestar de los peces. “No se comprende completamente por qué los tiempos de maduración del biofiltro parecen ser más largos en agua de mar que en agua dulce, pero en nuestro caso (documento en preparación) el establecimiento de Nitrospira podría estar relacionado con un período con baja salinidad (<25 ‰) en combinación con la actividad de un micropredador de Myxococcales dentro de la biopelícula del biofiltro”, explicaron los científicos.
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