Em parceria com a Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF), o Instituto de Pesca da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (IP-Apta), da Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SAA) de São Paulo, finalizou um trabalho de duas décadas que resultou na comprovação da geração de uma linhagem clonal de truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) por meio da técnica de ginogênese induzida. A pesquisa está detalhada em um artigo científico publicado na revista Aquaculture Reports. 

De acordo com Alexandre Rodrigues Caetano, um dos pesquisadores da Embrapa que colaborou na elaboração do artigo, a ginogênese é um tipo de clonagem natural que pode ser induzida no laboratório. “O método foi desenvolvido na década de 1960 e consiste na manipulação do desenvolvimento embrionário por meio de choques térmicos ou de pressão. Nesse processo, ocorre o desenvolvimento do embrião sem a contribuição genética do macho”, explica o pesquisador.

Para se obter essa clonagem induzida, os espermatozoides do macho são geneticamente inativados por meio de irradiação ultravioleta. Após a fertilização do óvulo (haploide) da fêmea com esse material, aplica-se um choque térmico no embrião para impedir a primeira divisão celular, tornando esse embrião diploide. A partir daí, ele se desenvolverá com o material genético exclusivamente materno, gerando assim um indivíduo homozigoto completo, que submetido a uma reprodução ginogenética subsequente vai produzir uma linhagem de clones.

“Essa técnica gera linhagens de clones de truta arco-íris que podem ser usadas em certos estudos avançados de imunologia, sanidade animal e nutrição, nos quais é interessante ter animais com materiais genéticos iguais”, explica Caetano. Ele destaca que também é possível desenvolver duas linhagens de clones com características específicas e cruzá-las com o objetivo de gerar peixes que vão para a engorda com mais produtividade. Ou seja, uma prole idêntica com características selecionadas.

Publicação

O objetivo da pesquisa, de acordo com o pesquisador, foi avaliar a eficiência de protocolos-padrão de choque térmico na produção de clones de truta arco-íris, utilizando fêmeas de uma linhagem adaptada localmente no Brasil. O IP-Apta-SAA realizou todo o trabalho de obtenção das linhagens clonais de truta arco-íris, repetindo o processo de ginogênese por nove gerações consecutivas, mas foi a participação da Embrapa que viabilizou a publicação da pesquisa pela comprovação molecular da linhagem clonal.

“No ano passado, fizemos a análise de vários materiais de truta arco-íris no País utilizando a ferramenta TrutaPLUS, que é mais uma ferramenta oferecida pela Plataforma AquaPLUS da Embrapa. Entre eles, estava a linhagem clonal desenvolvida pelo IP-Apta-SAA, que foi analisada com marcadores SNP. Com isso, conseguimos confirmar que a linhagem obtida por meio da ginogênese induzida trata-se realmente de uma linhagem clonal, condição essencial para a publicação do artigo científico”, assinala Caetano.

Núcleo de Pesquisa

A pesquisadora aposentada Yara Aiko Tabata, do Núcleo Regional de Pesquisa em Salmonicultura Dr. Ascânio de Faria, do IP-Apta-SAA, que fica em Campos do Jordão (SP), é uma das responsáveis pelo desenvolvimento da linhagem clonal de truta arco-íris e uma das autoras do artigo publicado na Aquaculture Reports.

De acordo com ela, o Núcleo tem o objetivo de promover o desenvolvimento da truticultura, por meio da pesquisa e da difusão tecnológica. “Parte dos resultados dessas pesquisas é transferida aos truticultores na forma de produtos e processos, como os ovos embrionados e alevinos monossexados, triploides, caviar de ovas de trutas, entre outros”, explica Tabata.

Para dar suporte a essas atividades, segundo ela, a unidade mantém diferentes linhagens de trutas que permitem ampliar a oferta de material experimental e, consequentemente, as áreas de pesquisas que podem ser conduzidas. 

“Contudo, a geração e a manutenção dessas linhagens não são suficientes para garantir de forma plena a qualidade dos produtos e processos que são disponibilizados aos interessados, sendo fundamental a validação dos mesmos, com uso de ferramentas adequadas para cada procedimento”, esclarece a pesquisadora lembrando que, nesse sentido, a contribuição da Embrapa tem sido estratégica na análise genética aplicada nos principais estoques de trutas do Núcleo.

Análises

“Utilizando a ferramenta TrutaPLUS, da Embrapa, foram analisadas as principais linhagens da Estação, cujos resultados estão apresentados em dois  artigos científicos publicados na revista Aquaculture Reports, intitulados ‘Population structure and genetic diversity of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) broodstocks from Brazil using SNP markers’ e ‘Generation and genetic analysis of a rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) clonal line produced by gynogenesis’ [o artigo mais recente]”, finaliza a pesquisadora da Estação. 

Além de Tabata e Caetano, o último artigo pulicado têm como autores os pesquisadores Fausto Foresti, da UNESP; Ricardo Shohei Hattori, Tulio Teruo Yoshinaga e Arno Juliano Butzge, do Núcleo Regional de Pesquisa em Salmonicultura; Patrícia Ianella, da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia; e o aluno Noeliton Teixeira de Araújo Júnior, do Programa de Pós-Graduação em Ciências Animais da Universidade de Brasília.

Ginogênese e androgênese

A ginogênese é uma forma de reprodução com herança materna exclusiva, que pode ser induzida artificialmente em algumas espécies por meio da estimulação do desenvolvimento do óvulo com fertilização por espermatozoides geneticamente inativados. A aplicação subsequente de choques físicos ou químicos para interferir nos mecanismos iniciais de divisão celular é usada para restaurar a diploidia no zigoto (Thorgaard, 1992).

Por outro lado, na androgênese, os óvulos são irradiados com radiação gama antes da fertilização com espermatozoides normais, seguido pela supressão da primeira clivagem (Young et al. 1996), resultando em indivíduos homozigotos completos. A ginogênese e a androgênese induzidas artificialmente têm sido usadas para produzir linhagens clonais de diversas espécies de peixes (Franek et al., 2020).

A natureza geneticamente idêntica dos clones oferece vantagens potenciais para a realização de experimentos de pesquisa em diversas áreas onde a padronização do material biológico é desejável (Thorgaard et al., 2002). Os primeiros experimentos para induzir artificialmente a ginogênese em peixes datam do final da década de 1960 (Purdom, 1969) e talvez até antes (Romashov et al., 1961).

AquaPLUS

A ferramenta TrutaPLUS evita cruzamentos consanguíneos (de animais aparentados) que podem gerar proles com problemas genéticos e ainda identifica os reprodutores mais adequados, que geram descendentes com melhor desempenho. O estudo pioneiro também gerou informações sobre a estrutura genética da truta arco-íris no Brasil. A tecnologia foi desenvolvida com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF) e da própria Embrapa.

A ferramenta permite obter soluções simples, de baixo custo, práticas e inovadoras, capazes de promover a qualificação, o manejo e melhoramento genético da espécie, a exemplo do que vem ocorrendo desde o lançamento da plataforma AquaPLUS, que reúne ferramentas relacionadas a análises genéticas de matrizes e reprodutores de espécies aquícolas.

Por meio dos serviços disponibilizados na plataforma, é possível saber se as matrizes de espécies aquícolas possuem algum grau de parentesco entre si. Também revela se elas são puras ou híbridas (fruto de cruzamento com outra espécie), permitindo, assim, o direcionamento de cruzamento tanto para a produção de alevinos para engorda quanto para reposição, troca e comércio de germoplasma de matrizes e, consequentemente, para a redução de perdas de produtividade.

O TrutaPLUS é o quinto produto disponível na AquaPLUS, que já disponibilizava serviços para tambaqui (Colossoma macropomum): TambaPLUS Parentesco e TambaPLUS Pureza; para o camarão vannamei (Litopenaeus vannamei): VannaPLUS, e para a tilápia (Oreochromis niloticus): TilaPLUS.