Prebiotic, probiotic, and symbiotic‑supplemented diet for marine shrimp farming

O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de suplemento prebiótico, probiótico e simbiótico, na dieta de camarões marinhos (Litopenaeus vannamei) e seus efeitos sobre o crescimento, a microbiota intestinal, a resposta imune e a resistência ao desafio experimental com Vibrio alginolyticus. Foram utilizados quatro tratamentos: prebiótico inulina; probiótico Lactobacillus plantarum; simbiótico Lactobacillus plantarum + inulina; e controle. Os camarões foram distribuídos em 16 tanques de dez mil litros de água, povoados com 200 camarões cada, cultivados por seis semanas. Avaliaram-se a microbiologia do trato intestinal dos camarões e a reposta imune, antes e após o desafio com V. alginolyticus. A concentração de Vibrio spp. no trato digestório foi menor em camarões alimentados com dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico, enquanto a concentração de bactérias acidoláticas foi superior somente nos camarões alimentados com probiótico e simbiótico. O título aglutinante do soro contra V. alginolyticus aumentou no grupo probiótico e simbiótico, antes da infecção, e foi maior em todos os tratamentos após infecção com V. alginolyticus, em comparação ao controle. Não foi observada diferença entre os tratamentos quanto aos demais parâmetros avaliados. As dietas probióticas, prebióticas e simbióticas alteram a microbiota intestinal e aumentam o título aglutinante do soro contra V. alginolyticus; contudo, não alteram a resistência ao desafio nem o crescimento dos camarões.The objective of this work was to evaluate the use of prebiotic, probiotic, and symbiotic supplements, in the diet of shrimp (Litopenaeus vannamei), and their effects on growth, intestinal microbiota, immune response, and resistance to experimental challenge with Vibrio alginolyticus. Four treatments were used: prebiotic (inulin); probiotic (Lactobacillus plantarum); symbiotic (Lactobacillus plantarum + inulin); and a control. Shrimp were distributed in 16 tanks with ten thousand liters of water, stocked with 200 shrimp each, cultivated for six weeks. Microbiology of the intestinal tract and the immune response of shrimp were evaluated before and after the challenge with V. alginolyticus. The concentration of Vibrio spp. in the digestive tract was lower in shrimp fed prebiotic, probiotic, and symbiotic‑supplemented diet, while concentration of lactic acid bacteria was higher only in shrimp fed probiotic and symbiotic‑supplemented diet. The title of agglutinating serum against V. alginolyticus increased in shrimp fed the probiotic and symbiotic‑supplemented diet prior to infection, and was higher in all treatments after infection with V. alginolyticus, in comparison to the control. No difference was observed between treatments for the remaining parameters. Probiotic, prebiotic, and symbiotic diets change intestinal microbiota, and increase the agglutinating serum title against V. alginolyticus; however, they change neither the shrimp resistance to challenge by V. alginolyticus nor shrimp growth

Utilização de bactérias nitrificantes no cultivo do camarão-branco-dopacífico em sistema superintensivo de flocos microbianos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2020.O objetivo deste estudo foi avaliar diferentes estratégias de preparo de água: heterotrófica, quimioautotrófica e madura no sistema de bioflocos na fase de berçário e na fase de engorda do camarão-branco-do-Pacífico (Litopenaeus vannamei). Os experimentos tiveram duração de 35 dias cada. Foram utilizadas pós-larvas de camarões com 0,08±0,02 g, estocados em doze tanques de 300 L a uma densidade de 2000 camarões m-3 no experimento de berçário. Para o experimento de engorda foram utilizados camarões juvenis com 3,46±0,02 g, estocados em doze tanques de 300 L a uma densidade de 350 camarões m-3. Os parâmetros analisados foram desempenho zootécnico, parâmetros físico-químicos da água, volume de sólidos produzido, análise microbiológica da água, análise centesimal do floco (proteína, carboidrato, fibra e cinzas), análise metagenômica e microscopia eletrônica de varredura. As estratégias de preparação de água para a criação de camarão avaliadas neste estudo incluíram: i) Tratamento heterotrófico, onde a água recebeu adição de carboidrato (açúcar e melaço) como fonte de carbono; ii) tratamento quimioutotrófico, onde sais de amônio e nitrito foram adicionados à água; e iii) Tratamento maduro, realizado através da adição de uma quantidade significativa de água (30%) contendo bioflocos maduro de outro sistema BFT já estabelecido. Nos dois experimentos os tratamentos maduros e quimioautotróficos conseguiram manter os compostos nitrogenado tóxicos como a amônia e o nitrito em baixos níveis, sem a necessidade de adição de carboidratos. Por outro lado, o sistema heterotrófico apresentou picos de amônia e nitrito durante o período experimental que foram controlados com adição de carboidrato. O sistema quimiorautotrófico exibiu uma menor abundância de bactérias da família Vibrionaceae no início do experimento de berçário, em comparação com os tratamentos heterotróficos e maduros. A combinação de baixa abundância de Vibrionaceae e boa qualidade da água comparada ao sistema heterotrófico resultou em melhor desempenho do crescimento do camarão nesse tratamento na fase de berçário. A produção de lodo no sistema heterotrófico foi maior no experimento de berçário e também o maior volume de SS e TSS no experimento de engorda em comparação aos demais sistemas. Porém, o tratamento heterotrófico apresentou maior conteúdo proteico na análise centesimal do floco nos dois experimentos, conferindo um desempenho zootécnico do camarão melhor do que os outros tratamentos. Os resultados da análise metagenômica mostraram que a comunidade microbiana associada ao sistema foi representada por 10 filos, sendo as Proteobacteria e as Bacteroidetes os filos mais abundantes no início e no final do experimento. Nossos estudos sugerem que diferentes estratégias para a preparação da água afetaram a diversidade e variedade de microrganismos presentes no sistema bioflocos, resultando em uma comunidade bacteriana rica que pode ajudar a controlar a qualidade da água e servir como fonte de proteína microbiana.Abstract: The objective of this work was to assess different water preparation strategies: heterotrophic, chemoautotrophic and mature in nursery and rearing phases in BFT system of Pacific white shrimp (Litopenaeus vannamei). Both experiments lasted for 35 days. Post-larvae shrimp (0.08±0.02 g) stocked in twelve 300 L tanks at a stocking density of 2000 shrimp m-3 in nursery phase and in rearing phase with juvenile 3.46±0.02 g shrimps stocked in twelve 300 L tanks at a stocking density of 350 shrimp m-3. The parameters analyzed were shrimp performance, water quality, amount of sludge, microbiological parameters of the water, floc analysis (crude protein, carbohydrate, crude fiber and ash), metagenomic analysis and scanning electron microscopy. The water preparation strategies for shrimp rearing that were evaluated in this study included: i) Heterotrophic treatment, where the water received sugar or molasses as a carbon source; ii) Chemoautotroph treatment, where ammonium and nitrite salts were added to the water; and iii) Mature treatment, which was created by the addition of a significant amount (30%) of water containing mature biofloc from another established BFT system. In both experiments mature and chemoautotrophic treatments, the nitrification process was able to keep toxic nitrogen compounds (ammonia and nitrite) at low levels without the addition of carbohydrates. In contrast, heterotrophic system showed peaks of ammonia and nitrite during the rearing cycle. The chemoautotrophic system exhibited a lower abundance of bacteria from the family Vibrionaceae in the beginning of the experiment compared to the heterotrophic and mature treatments. The combination of low Vibrionaceae abundance and better water quality than heterotrophic treatment resulted in improved growth performance in this treatment. The sludge production in the heterotrophic system was higher in nursery phase and also the higher SS and TSS volume in rearing phase compared to the other systems. However, the heterotrophic treatment presented higher protein content in floc analysis in both experiments, giving a better shrimp performance than the other treatments. The metagenomic analysis results showed that microbial community associated to Biofloc system is represented by 10 phyla. Proteobacteria and Bacteroidetes were also abundant phyla at the beginning and end of the experiment. Our study suggests that different strategy for water preparation affected the diversity and variety of microorganisms present in the biofloc system results in a rich bacterial community that can help control water quality and serve as a source of microbial protein

Flocos microbianos como fonte de bactérias probióticas para o cultivo de Litopenaeus vannamei

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2014.Objetivou-se isolar e identificar bactérias do gênero Bacillus sp. oriundas do sistema de cultivo superintensivo com flocos microbianos de Litopenaeus vannamei e avaliar seu potencial nos parâmetros de qualidade de água, zootécnicos e imunológicos quando adicionados na água e em dietas práticas. Os Bacillus spp. isolados foram avaliados in vitro quanto a capacidade de inibir patógenos, atividade antagonista e produção de protease. In vivo, os Bacillus spp. foram adicionados na água para avaliar a formação e manutenção de flocos microbianos no cultivo de pós-larvas e depois foram incorporados em dietas formuladas, afim de verificar o desempenho zootécnico e parâmetros hemato-imunológicos do L. vannamei durante 42 dias. Foram isoladas quatro bactérias do sistema superintensivo de flocos microbianos (Bacillus thuringiensis CPQBA 571-12 DRM 06, Bacillus licheniformis CPQBA 571-12 DRM 07, Bacillus licheniformis CPQBA 571-12 DRM 08 e Bacillus cereus CPQBA 571-12 DRM 09). O Bacillus licheniformis CPQBA 571-12 DRM 07 foi o único isolado que apresentou característica inibitória in vitro frente ao patógeno V. alginolyticus com halo de inibição de 20 mm de diâmetro. Todos os isolados foram capazes de produzir protease e não apresentaram atividade antagonista entre eles. Para o ensaio de formação e manutenção de agregados microbianos gerados no sistema superintensivo de cultivo de pós-larvas foi observada diferença significativa (p=0,017) na contagem microbiológica da água no sétimo dia de ensaio, onde a contagem total de Vibrio spp. na água foi inferior nos grupos tratados com Bacillus spp. (1×104 UFC.mL-1) e com o produto comercial Comambio (1×104 UFC.mL-1) do que no controle, não houve diferença estatística na contagem total de bactérias heterotróficas viáveis (p=0,62). Já no ensaio de engorda a suplementação com Bacillus spp. não afetou o desempenho zootécnico dos camarões. Entretanto nos parâmetros imunológicos houve diferença significativa (p<0,05), as cepas de Bacillus spp. foram capazes de aumentar a contagem total de hemócitos, o título aglutinante do soro, as proteínas totais no soro e diminuir a atividade da fenoloxidase (PO) da hemolinfa. Também foi observado um aumento (p<0,05) na produção intracelular de ânion superóxido estimulados pela laminarina (ß-1,3 glicanas) e PMA (Phorbol myristate acetate) comparados ao basal. Conclui-se que as bactérias Gram-positivas, Bacillus spp. isoladas dos bioflocos microbianos, são importantes para o cultivo de L. vannamei e para a manutenção da saúde e crescimento, podendo ser utilizadas como probiótico ou como biocontroladoras em águas de sistemas de cultivos superintensivos.<br

Dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico no cultivo de camarões marinhos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de suplemento prebiótico, probiótico e simbiótico, na dieta de camarões marinhos (Litopenaeus vannamei) e seus efeitos sobre o crescimento, a microbiota intestinal, a resposta imune e a resistência ao desafio experimental com Vibrio alginolyticus. Foram utilizados quatro tratamentos: prebiótico inulina; probiótico Lactobacillus plantarum; simbiótico Lactobacillus plantarum + inulina; e controle. Os camarões foram distribuídos em 16 tanques de dez mil litros de água, povoados com 200 camarões cada, cultivados por seis semanas. Avaliaram-se a microbiologia do trato intestinal dos camarões e a reposta imune, antes e após o desafio com V. alginolyticus. A concentração de Vibrio spp. no trato digestório foi menor em camarões alimentados com dieta suplementada com prebiótico, probiótico e simbiótico, enquanto a concentração de bactérias acidoláticas foi superior somente nos camarões alimentados com probiótico e simbiótico. O título aglutinante do soro contra V. alginolyticus aumentou no grupo probiótico e simbiótico, antes da infecção, e foi maior em todos os tratamentos após infecção com V. alginolyticus, em comparação ao controle. Não foi observada diferença entre os tratamentos quanto aos demais parâmetros avaliados. As dietas probióticas, prebióticas e simbióticas alteram a microbiota intestinal e aumentam o título aglutinante do soro contra V. alginolyticus; contudo, não alteram a resistência ao desafio nem o crescimento dos camarões