Descubrimiento y validación de biomarcadores de expresión génica candidatos para la smoltificación en múltiples especies y ecotipos de salmónidos del Pacífico

Resumen La supervivencia marina temprana de los salmones juveniles está íntimamente asociada a su condición fisiológica durante la smoltificación y la entrada al océano. La smoltificación (transformación de alevín a smolt) es un proceso de desarrollo que permite a los salmones adquirir tolerancia al agua de mar en preparación para la vida marina. Tradicionalmente, este proceso de desarrollo se ha monitoreado utilizando la actividad de Na+/K+-ATPasa (NKA) en branquias o hormonas plasmáticas, pero la expresión génica en branquias ofrece la posibilidad de otro método. Aquí, describimos el descubrimiento de genes candidatos a partir de tejido branquial para la evaluación de la smoltificación utilizando comparaciones de estudios de microarreglos con un enfoque particular en las similitudes entre los conjuntos de datos de trucha arcoíris anádroma y salmón rojo, así como una comparación bibliográfica que abarca más especies. Se utilizó un subconjunto de 37 genes candidatos, principalmente de los análisis de microarreglos, para el diseño de ensayos de PCR cuantitativa TaqMan y sus patrones de expresión fueron validados utilizando muestras de branquias de cuatro grupos, representando tres especies y dos ecotipos: salmón Coho, salmón rojo, salmón Chinook tipo corriente y salmón Chinook tipo océano. Los mejores biomarcadores de smoltificación, medidos por cambios consistentes en estos cuatro grupos, fueron genes involucrados en la regulación de iones, transporte de oxígeno e inmunidad. Los patrones de expresión génica de smoltificación (usando los 10 mejores biomarcadores) fueron confirmados por correlaciones significativas con la actividad de NKA y se asociaron con cambios en el brillo corporal, oscuridad de la aleta caudal y longitud del pedúnculo caudal. Incorporamos los patrones de expresión génica de pruebas de pre-smolt, smolt y de-smolt de transferencias de agua de mar agudas de un estudio complementario para desarrollar un modelo preliminar de clasificación de tolerancia al agua de mar para el salmón Chinook tipo océano. Este trabajo demuestra el potencial de los biomarcadores de expresión génica para evaluar la smoltificación y clasificar a los juveniles como pre-smolt, smolt o de-smolt.