GRUPO DE INVESTIGACIÓN: Genética para la acuicultura y la conservación de recursos biológicos

ACRÓNIMO: ACUIGEN

CÓDIGO GI: GI-1251

DEPARTAMENTO AL QUE PERTENECE: Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física

 

CONTACTO:

Nombre persona de contacto: Paulino Martínez Portela

Correo electrónico: paulino.martinez@usc.es

Teléfono: 982822428

 

DIRECCIÓN

Facultad de Veterinaria, pabellón 4, 2ª planta sup.

Campus Universitario, 27002, Lugo

http://www.acuigen.es/es

http://www.zebrabiores.com/

ACUIGEN- Genética para la acuicultura y la conservación de recursos biológicos

El grupo de investigación ACUIGEN - adscrito al Departamento de Zoología, Genética y Antropología Física de la Universidad de Santiago de Compostela - inicia su trayectoria en el año 1987. Su actividad científica, centrada en el área de la Genética y su aplicación a la acuicultura y la conservación de recursos biológicos, está avalada por las numerosas publicaciones en revistas de impacto internacional, Tesis dirigidas, así como por un elevado número de proyectos públicos autonómicos, nacionales e internacionales en los que Acuigen ha participado. Además, el carácter transversal de la Genética hace posible el apoyo que desde el grupo se presta a otros grupos y áreas de investigación, que se concretan también en su participación en numerosos proyectos y colaboraciones en el ámbito de la producción (vacuno, conejo, castaño) y la conservación de recursos biológicos en especies animales (oso pardo) y vegetales (tejo, árnica).

La actividad investigadora del grupo ha tenido desde su origen una clara proyección hacia la transferencia de tecnología a empresas y administraciones relacionadas inicialmente con la acuicultura y el medioambiente, lo cual se manifiesta en los numerosos contratos de prestación de servicios tecnológicos con empresas y administraciones. Esta colaboración, que se ha extendido a otros sectores productivos relacionados con la explotación agroforestal, ha derivado en la creación, en el año 2012, de una empresa de base tecnológica spin off universitaria: Geneaqua S.L que centra su actividad en proveer servicios de genética a la mejora de la producción acuícola, aunque recientemente también ha diversificado su trabajo hacia otros sectores productivos.

ACUIGEN es responsable de la Plataforma Tecnológica de Secuenciación y Genómica funcional incluida en la Red de Infraestructuras de Apoyo a Investigación y al Desarrollo Tecnológico (RIAIDT) de la Universidade de Santiago de Compostela (Campus de Lugo); miembro del Instituto de Acuicultura de la USC y Grupo de Investigación de Referencia Competitiva (grupos de investigación del SUG que por su producción científica y actividad de I+D constituyen una referencia en el Sistema Gallego de Innovación). En la actualidad ACUIGEN forma parte, junto con otros dieciséis grupos de investigación de la USC, de la Agrupación Estratégica del Sistema Universitario de Galicia “BioReDes-Gestión y producción sostenible de Biorecursos” financiada por la Consellería de Educación, Universidade e F.P. de la Xunta de Galicia.

El grupo tiene una presencia internacional consolidada, tanto por la participación en proyectos europeos -7º Programa Marco, Horizonte 2020, INTERREG, Programa LIFE- como por la participación en numerosos proyectos en Latinoamérica con Universidades de Brasil, Argentina, Chile, Uruguay. Además recibe cada año numerosos investigadores en formación procedentes de países como China, Bangladés, Irán, Brasil, Uruguay, Chile, Argentina, Portugal, Italia etc. Destacar que desde Acuigen se ha organizado el XII International Symposium on Genetics in Aquaculture (ISGA XII, 2015) en Santiago de Compostela, considerado como el principal congreso mundial en la especialidad, que contó con la asistencia de investigadores de más de 40 países de todo el mundo.

Desde la Secretaría General de Pesca del MAGRAMA se ha solicitado el apoyo de los investigadores de este grupo para la coordinación y selección de un Comité Nacional para la elaboración del Cuestionario para la Preparación de los Informes Nacionales para la preparación del Primer Informe Mundial sobre el estado de los recursos genéticos acuáticos para la alimentación y la agricultura (FAO).

ACUIGEN- Genética para la acuicultura y la conservación de recursos biológicos
ACUIGEN- Genética para la acuicultura y la conservación de recursos biológicos

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Las líneas de investigación de ACUIGEN tienen una doble vertiente básica y aplicada, y esta dualidad es parte de la filosofía del grupo, interesado tanto en el estudio de la evolución y la organización de los genomas, como en sus aplicaciones a la genética de la conservación, la mejora de la producción, y en clínica, mediante el uso de organismos modelos biológicos. El desarrollo de estas líneas ha determinado la puesta a punto de nuevas aproximaciones teóricas y metodológicas en el campo de la genética evolutiva, genética cuantitativa y genómica. Desde hace 10 años el grupo viene realizando un importante esfuerzo para incorporar tecnologías genómicas en sus diferentes áreas, estructural (secuenciación NGS, ensamblado de genomas, cartografía genética, genotipado a gran escala RAD-seq y SNP-chips, "runs of homozygosity" -ROH), funcional (microarrays, RNA-seq, metagenómica) y comparada (genomas modelo de peces y otros vertebrados), todas ellas apoyadas en desarrollos bioinformáticos fruto de una intensa colaboración con expertos de la Facultad de Matemáticas de la USC, sin olvidar la formación e incorporación de personal propio para estas tareas. Estos desarrollos están siendo utilizados para: 1) identificar variación adaptativa, huellas de selección y consanguinidad en poblaciones naturales y cultivadas de utilidad para la gestión de recursos y la mejora genética; 2) estudiar la filogenia y estructura genética de organismos acuáticos, estrechamente relacionada con la genética de la conservación; 3) estudiar la arquitectura genética de caracteres productivos e identificar marcadores asociados y perfiles de expresión génica para selección asistida y selección genómica. Ligado a los desarrollos genómicos, se ha establecido un laboratorio de pez cebra para su utilización como modelo en acuicultura, así como para aplicaciones en enfermedades humanas y toxicología.

De forma sintética se citan a continuación las líneas del grupo:

  • Genética poblacional, filogenia y filogeografía
  • Arquitectura y evolución de los genomas
  • Genómica estructural: mapas físicos y genéticos
  • Genómica Funcional: transcriptómica
  • Genómica Comparada estructural y funcional
  • Metagenómica: estudio del microbioma y sus aplicaciones
  • Mejora genética en acuicultura:

    Identificación de QTL (GWAS): selección asistida por marcadores (MAS)
    Identificación de genes candidatos relacionados con caracteres de interés (GAS)

  • Gestión y conservación de recursos genéticos: genómica poblacional
  • Laboratorio de pez cebra: organismo acuático modelo en toxicología y biomedicina

PERSONAL

Investigadores responsables: Paulino Martínez Portela (coordinador), Laura Sánchez Piñón, Ana Viñas Díaz, Carmen Bouza Fernández, Román Vilas Peteiro, Belén Gómez Pardo, Manuel Vera Rodríguez.

Personal de apoyo: Carlos Fernández López, Miguel Hermida Prieto, Juan A. Rubiolo Gaytan, Andrés Blanco Hortas, Lucía Insua Díaz, Susana Sánchez Darriba, María Portela Vázquez, María Villar López, Sonia Gómez Fernández, Mónica A. Otero Obarrio.

Doctorandos: Adrián Casanova Chiclana, Carlos Coppel Pérez-Herrera, Ana Quelle Regaldie, Alvaro J. Arana Díaz, Alba Pensado López, Oscar Aramburu González, Esther Valderrabano Cano, Sara Veiga Rúa, Sabela Fernández, Paula Rodríguez Villamayor, Vanesa Lombao.

RESULTADOS APLICADOS

Herramientas genómicas de aplicación en gestión y producción

Secuenciación y ensamblado de transcriptomas para estudios de genómica funcional en rodaballo, ostra plana, almeja, berberecho y conejo, así como de parásitos responsables de patologías de importancia en producción (Perkinsus, Enteromyxum).

Diseño, construcción y validación de microarrays y aplicación de la tecnología RNA-seq para estudios de expresión génica en rodaballo, ostra plana, almeja, berberecho, conejo y Perkinsus.

Construcción de mapas genéticos para estudio de la arquitectura genética de caracteres productivos en rodaballo, lenguado, berberecho y mejillón.

Secuenciación y ensamblado de genomas completos de eucariotas (rodaballo) y procariotas (Vibrio).

Selección Genética

Diseño y seguimiento de programas de selección genética utilizando como soporte marcadores genéticos en rodaballo, dorada, lubina, lenguado, ostra plana, ganado vacuno.

Diseño de herramientas moleculares para trazabilidad genealógica y análisis de parentesco en rodaballo, lenguado, lubina, dorada, trucha arcoíris, ostra plana, perro, vaca y berberecho.

Diseño de herramientas moleculares para identificación de triploides en rodaballo y trucha arcoiris.

Identificación de genes candidatos y marcadores relacionados con caracteres productivos en rodaballo, coruxo, conejo, ostra plana, almeja y berberecho para su aplicación en selección asistida por marcadores

Patente para la identificación del sexo en rodaballo mediante marcadores para la obtención de poblaciones todo-hembras.

Gestión de Recursos Biológicos

Guías y orientaciones para las políticas de gestión de poblaciones naturales en trucha común, caballito de mar y tejo.

-Aplicaciones del pez cebra como modelo en clínica y toxicología

Evaluaciones toxicológicas de nuevos compuestos utilizando pez cebra como modelo.

Pez cebra como herramienta para xenotransplantes en pacientes con cáncer

PRINCIPALES CAPACIDADES

APLICACIONES GENÓMICAS Y GENÉTICAS EN ACUICULTURA Y CONSERVACIÓN DE RECURSOS:

EVALUACIÓN DE RECURSOS GENÉTICOS Y APOYO EN PLANES DE SELECCIÓN GENÉTICA

• Plataforma tecnológica de la USC: secuenciación, genómica estructural y funcional

- Secuenciación Sanger y análisis de fragmentos de ADN.

- Desarrollo y genotipado de marcadores moleculares (microsatélites, SNPs, RFLPs, AFLPs, RAPDs, RADseq, chips de SNP, AgriSeq).

- Análisis transcriptómico de expresión génica (microarrays, RNAseq, qPCR).

- DNA barcoding en organismos acuáticos.

- Análisis de la microbiota mediante amplicones ribosómicos (metagenómica).

- Bioinformática: Análisis de datos NGS (next generation sequencing), secuenciación de genomas y transcriptomas, y genotipado de marcadores a diferente escala (paneles de decenas, cientos y miles de SNPs).

https://www.usc.gal/es/investigacion/riaidt/secuenciacion/secuenciacion/index.html

• Plataforma de Pez Zebra

- Suministro de embriones

- Xenograft de células tumorales

- Análisis de toxicidad

El Grupo ACUIGEN acumula una experiencia de más de 30 años en el desarrollo y aplicación de herramientas genéticas y genómicas para el sector productivo y para la gestión y conservación de recursos biológicos. A lo largo de este período el grupo ha ido incorporando y formando personal altamente especializado en diferentes tareas, tanto de laboratorio como computacionales, dentro de un organigrama jerarquizado y altamente eficiente. Esto ha hecho posible que el grupo pueda ser considerado como principal referente en la acuicultura española, pero también un referente internacional en Europa e Iberoamérica, donde se ha requerido su presencia en numerosos proyectos tanto en relación con las producciones como con la gestión de recursos biológicos. En este sentido, indicar también que las distintas administraciones del estado español han requerido su colaboración para distintos proyectos relacionados con la gestión de recursos biológicos. La importante proyección hacia el mundo empresarial ha determinado la fundación de una spin-off propia de base tecnológica, Gene-Aqua, para una gestión más eficiente de los servicios y búsqueda de nuevas áreas de negocio y colaboración.

EQUIPOS SINGULARES ESPECIALMENTE RELEVANTES

- Laboratorio de Secuenciación y Análisis de Fragmentos: Secuenciador automático ABI3730xl, Estación robotizada BIOMEK3000, 9 termocicladores, 2 termocicladores de gradiente, RT-PCR, Bioanalizador 2100, Nanodrop ND-1000, Fluorímetro QuantiFluor-ST, 2 centrífugas refrigeradas de alta velocidad, 2 hornos de hibridación, Escáner , Horno y cámaras de hibridación para microarrays Agilent Technologies, Autoclave, Neveras y Congeladores de -80ºC, -40ºC y -20ºC, Cámara refrigerada de 4ºC.

- Laboratorio de cultivos celulares: Cámara de flujo laminar, 2 incubadores de CO2 y estufas.

- Laboratorio de microscopía: Microscopio Confocal LEICA DMi8, TCS SPE (UNST13-1E-2571, Ministerio de Economía y Competitividad), Microscopio Nikon AZ100, Estereomicroscopio Leica S6D, Estereomicroscopio Nikon C-LEDS, Microscopio invertido Nikon TMS de luz visible, Microscopio invertido Leica DMi1 Basic Stand outfit, Sistema de fotomicrografía digital.

- Laboratorio ensayos pez cebra: Microinyector eléctrico, Micromanipulador 3D MM-3 Narishige.

- Animalario (AE-LU-003) que consta de 2 sistemas independientes de acuarios de pez cebra, con una capacidad aproximada para 1.500 peces.

 

 

ACUIGEN- Genética para la acuicultura y la conservación de recursos biológicos
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