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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1834/3416

Title: Evaluación del potencial reproductivo de camarón blanco Litopenaeus vannamei en condiciones de domesticación
Authors: Ceballos, B.P.
Theses advisor: Racotta, I.
ASFA Terms: Shrimp culture
Reproduction
Issue Date: 2003
Abstract: La expansión de la industria camaronícola depende de un adecuado conocimiento del proceso de reproducción que permita desarrollar programas de domesticación. El potencial reproductivo de los camarones domesticados al ser transferidos a condiciones de maduración depende, en buena parte, de la condición previa en la que se encuentran. Los indicadores más importantes relacionados con esta condición y que se analizan en el presente trabajo en relación a la edad y el tamaño de los camarones son: el grado de desarrollo ovárico y testicular, la calidad espermática y los niveles de reservas energéticas en Litopenaeus vannamei. Adicionalmente, se evaluó la posibilidad de establecer criterios predictivos de un óptimo potencial reproductivo en machos. En primer lugar, se analizó la organización longitudinal y transversal de los ovarios de L. vannamei durante la maduración en cinco zonas del ovario. Tanto el análisis cuantitativo como el cualitativo revelaron que únicamente la zona localizada sobre el primer segmento abdominal (PSA) fue claramente diferente de las otras zonas. Sin embargo, cuando se eliminó la zona PSA y se agruparon los datos en regiones cefalotorácica y abdominal, se encontraron varias diferencias que indicaron un desarrollo vitelogénico ligeramente más avanzado en la región cefalotorácica. Por lo tanto, el desarrollo homogéneo de los ovarios durante la maduración gonádica que generalmente se asume en camarones penéidos, podría tener algunas limitaciones si se requiere un análisis detallado del desarrollo de los ovocitos. Estos resultados condujeron a utilizar organismos distintos para el análisis de composición bioquímica y características histológicas del ovario en lugar de usar el mismo organismo dividiendo la gónada. La siguiente etapa de la investigación se diseñó para examinar la influencia de la edad y el tamaño sobre el desarrollo gonádico y la condición fisiológica de hembras y machos mediante las comparaciones entre camarones de 6, 8, 10 y 12 meses de edad, y entre organismos de 12 meses de edad con tamaños significativamente diferentes, inducidos por diferentes condiciones de cultivo. Las hembras de 12 meses de edad presentaron valores significativamente mayores de peso del ovario, índice gonadosomático y diámetro de ovocitos más desarrollados que las hembras de menor edad y fueron las únicas que presentaron ovocitos vitelogénicos. Por otro lado, hubo un aumento significativo tanto de proteínas como de lípidos en relación con la edad, lo cual se debe muy probablemente al grado de madurez. Al corregir por el peso del organismo mediante un ANCOVA, estos efectos fueron independientes del tamaño, excepto para el peso del ovario, por lo cual los resultados apuntan a que la maduración depende de la edad de la hembra más que del tamaño. Sin embargo, al comparar hembras de 12 meses pero de distinto tamaño, se observó que las más grandes presentaron un mayor desarrollo gonádico que las pequeñas, aunque esto se debió principalmente a las condiciones de cultivo diferenciales bajo las cuales estuvieron los organismos. Con lo anterior, se justifica la selección de hembras de un año para fines de reproducción, aunque es importante considerar las condiciones de cultivo bajo las cuales se obtengan los reproductores. El potencial reproductivo de los machos, medido en términos del peso del testículo y del espermatóforo, así como de calidad espermática fue mayor para los camarones de 12 meses de edad en comparación con los más jóvenes. Al eliminar la influencia del peso del macho con el uso de ANCOVA, se siguió observando el mismo efecto, indicando que el efecto de la edad fue independiente del peso del camarón. Sin embargo, cuando las diferencias en tamaño fueron muy marcadas entre organismos de una misma edad, estas variables fueron diferentes entre organismos grandes y pequeños. En este caso, el uso de ANCOVA indicó que las diferencias se debieron, en la mayoría de los casos, al tamaño de los organismos y solo para la cuenta espermática hubo un efecto adicional de la condición de cultivo. Por lo tanto, se recomienda el uso de machos de 12 meses de edad para ayudar al mejoramiento de la producción de semilla, ya que se trata de machos totalmente maduros con una alta calidad espermática. Sin embargo, también es importante considerar las condiciones de cultivo bajo las cuales se obtengan los reproductores. Adicionalmente, se encontró una disminución en los niveles de carbohidratos en vaso deferente, ámpula terminal y espermatóforo en relación con la edad, que concuerda con la maduración del tracto reproductivo. Esto indica que el metabolismo anaerobio podría representar una importante fuente de energía para los espermatozoides, tal como se ha descrito para otras especies de crustáceos. Un último aspecto de la presente investigación se enfocó en analizar la calidad espermática a través de regeneraciones consecutivas del espermatóforo. Para ello, se comparó la calidad espermática al inicio del experimento (valores iniciales) con las variaciones en la calidad espermática resultante de regeneraciones consecutivas del espermatóforo. Adicionalmente, se evaluaron posibles criterios predictivos de una calidad espermática óptima basados en criterios morfológicos. La calidad espermática inicial en términos de conteo de espermatozoides y porcentajes de espermatozoides normales y muertos fue menor que en los espermatóforos regenerados. Esto indica que no hay una disminución de la calidad espermática después de regeneraciones consecutivas y que el espermatóforo inicial de los machos debería ser extraído cuando se coloquen en estanques de maduración ya que esto incrementa la calidad espermática. La evaluación de la calidad espermática en estos espermatóforos iniciales permitiría, además, aplicar criterios predictivos de calidad espermática en regeneraciones posteriores, dado que se obtuvieron varias correlaciones significativas en la calidad espermática entre los espermatóforos iniciales y los regenerados.
Expansion of the shrimp culture industry depends on knowledge of the reproduction process, which helps in the development of domestication programs. The reproductive potential of domesticated shrimp transferred t maturation conditions depends, to a great extent, on their previous maturation development. In this work, indicators of this development were analyzed in relation to age and size including: degree of ovarian and testicular development, sperm quality, and levels of energetic reserves. Additionally, the possibility of establishing predictive criteria of the reproductive potential in males was evaluated. First, longitudinal and transversal organization of ovaries of L. vannamei during maturation were analyzed in five zones along the length of the ovary. Quantitative and qualitative analyses revealed that only the zone located above the first abdominal segment (FAS) was significantly different from the other zones. However, when the FAS zone was eliminated and data grouped into cephalothoracic and abdominal regions, several differences were found that indicated a slightly more advanced vitellogenic development in the cephalothoracic region. Therefore, homogeneous development of ovaries during maturation generally assumed in penaeid shrimps may be biased in detailed analyses of oocyte development. In view of these results, it was concluded that different organisms should be used for biochemical and histological analyses of ovaries, instead of using the same female and dividing the gonad for each analysis. Next, the influence of age and size on gonad development and physiological condition of females and males was analyzed in 6, 8, 10, and 12-month-old shrimp, and in 12-month-old shrimp of different sizes as a result of different culture conditions. The 12-month-old females had significantly bigger ovaries, higher gonadosomatic indexes and oocyte diameters than younger females, and were the only females with vitellogenic oocytes. Protein and lipid levels in the ovary were significantly affected by age. When using ANCOVA to eliminate the influence of total body weight, these effects were independent of size, except for ovary weight. These results indicate that the maturation process is determined by age more than female weight. However, when comparing 12-month-old females of different size, the larger females had a more advanced gonadic development than the smaller ones, but by correcting these results for female weight, it was determined that the gonadic development was a result of the different culture conditions under which they were grown. Selection of one-year-old females for reproductive purposes is thus justified; however it is important to consider the culture conditions under which spawners will be grown. The male reproductive potential, measured in terms of testis and spermatophore weights and sperm quality, was higher for 12-month-old shrimp than in younger males. When the influence of male weight was eliminated by the use of ANCOVA, the same effect was still observed, indicating that the age effect was independent of shrimp weight. However, when size differences between males of the same age were achieved by different culture conditions, it was found that these variables were different between large and small specimens. In this case, the use of ANCOVA revealed that the differences were due, in the majority of the cases, to the size of the specimens. Only for sperm count, an additional effect of culture conditions was observed. Thus, the use of 12-month-old males is recommended to improve seed production, because at this age, they are totally mature and have higher sperm quality. However, it is also important to consider the culture conditions under which the males will be grown because they can affect sperm count. Additionally, a decrease in carbohydrate levels in the vas deferens, terminal ampoules, and spermatophore, in relation to age was found, in parallel to the age-related maturation of the reproductive tract. This suggests that anaerobic metabolism may represent an important source of energy for spermatozoids, as had been described for other crustacean species. A final aspect of the research focused on analyzing sperm quality through consecutive regenerations of the spermatophore. Sperm quality at the beginning of the experiment (initial values) was compared with the sperm quality obtained after consecutive spermatophore regenerations. Additionally, possible criteria of an optimal sperm quality, based on morphological criteria, were evaluated. The initial sperm quality, in terms of sperm count and percentages of normal and dead sperm, was lower than in the regenerated spermatophores. These results indicate that sperm quality did not decrease after consecutive regenerations and that the initial spermatophore should be expelled from males when stocking in maturation tanks to increase sperm quality. In addition, evaluation of sperm quality in the initial spermatophores is associated with sperm quality in posterior regenerations, as shown by several significant correlations in the sperm quality between initial and regenerated spermatophores. This provides a predictive criterion of sperm quality.
URI: http://hdl.handle.net/1834/3416
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