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Asociacion de floraciones de algas nocivas y Vibrio spp. en areas de pesca y acuicultura de bivalvos de moluscos en las bahias de Sechura y Pisco, Peru.

Harmful algal blooms and Vibrio spp. association in fishing and marine farming areas of mollusk bivalves in Sechura and Pisco bays, Peru

Introduccion

Las mareas rojas son fenomenos naturales que se producen como resultado de interacciones fisicas, quimicas y biologicas. Se han senalado las interacciones como la combinacion de vientos, surgencias, frentes de densidad, concentraciones de nutrientes o alteraciones antropogenicas (Alonso & Ochoa 2004, Buschmann 2005, Pitcher et al. 1998, Ryan et al. 2009, Kudela et al. 2005). La intensidad y distribucion geografica de las floraciones algales causadas por dinoflagelados y diatomeas han aumentado en las ultimas decadas, asociadas a cambios climaticos locales o globales (Wells et al. 2015, Klais et al. 2011, Hinder et al 2012, Edwards et al. 2006, Reguera 2002, Hallegraeff 1993); asi como tambien el incremento de los reportes de casos de intoxicacion humana y graves perdidas economicas en la industria pesquera (Brooks et al. 2016, Sanseverino et al. 2016, Berdalet et al. 2015, Ferrante et al. 2013, Anderson et al. 2002, Anderson et al. 2000). Ademas, el estres antropogenico produce cambios que aumentan la diversidad de comunidades bacterianas marinas y la variabilidad temporal (Davidson et al. 2014, Anderson et al. 2008, Nogales et al. 2011).

Durante las floraciones de algas tambien es comun encontrar bacterias en el genero Vibrio, reportandose posibles interacciones entre las algas y las bacterias (Seong & Jeong 2011), por ejemplo se mencionana efectos alguicidas de las bacterias sobre dinoflagelados (Li et al. 2015, Wang et al. 2010) y otras interacciones comunitarias (Thomas et al. 2014). Esto indica que las floraciones de algas pueden tener consecuencias adversas incluyendo efectos sobre la dinamica de comunidades de bacterias como las especies de Vibrio (Imai et al. 2006). Ademas, los vibrios estan ampliamente distribuidos en aguas costeras e incluyen especies patogenas y no patogenas (Eiler et al. 2006).

La presencia de Vibrio spp. y su posible asociacion con las floraciones de algas puede ser una amenaza para la maricultura y las actividades pesqueras, asi como tambien para la salud humana. Por estos motivos, en este trabajo se determino la presencia de Vibrio en el agua de mar durante eventos de floracion de algas y en periodos normales, en dos de las areas de cultivo mas importantes para los moluscos bivalvos (bahias Sechura y Pisco) en Peru, para investigar la posible relacion entre estas especies.

Material y metodos

La bahia de Sechura esta situada entre los 5[grados]18'46"-5[grados]50'33"S (Fig. 1a) y la Bahia de Pisco entre 13[grados]39'35.1"-13[grados]49'19.6"S (Fig. 1b). Las muestras de agua y plancton fueron recolectadas en frascos esteriles durante las floraciones algales nocivas y no nocivas sucedidas entre 2010-2014. Inmediatamente despues del muestreo, las muestras de agua para analisis microbiologicos se almacenaron en un recipiente aislado a 4 [grados]C. Las muestras de plancton se conservaron en formalina neutralizada, segun lo recomendado por Throndsen (1978). La determinacion taxonomica del fitoplancton se realizo mediante procedimientos de Hustedt (1930), Cupp (1943), Hendey (1964), Sournia (1967) Schiller (1971), Sundstrom (1986), Heimdal (1993) y Steidinger y Tangen (1996) segun lo recomendado por Delgado et al 2015.

El aislamiento de Vibrio se realizo con un enriquecimiento selectivo de las muestras, sembrando volumenes iguales de Agua Peptonada Alcalina (APA) 2X (pH 8.5) y agua de mar y se incubo a 30 [grados]C por 18-24 horas. Posteriormente se sembro por el metodo de estriado en placas con Agar TCBS (tiosulfato, citrato, sales biliares, sacarosa), luego se selecciono de cada placa una colonia sacarosa positiva y/o sacarosa negativas de manera que se asegure la pureza de las cepas caracteristicas de las especies de Vibrio. Se realizo la identificacion bioquimica tradicional segun Llop et al. (2001) (sacarosa, oxidasa, Lisina, ornitina, lactosa, indol, manitol, Cloruro de Sodio al 0, 1, 6, 7 y 10%). La identificacion utilizando el sistema API[R] 20 NE Microbial Identification Kit, siguiendo el procedimiento indicado por el fabricante Biomerieux S. A. 2009/11 y el software API WEB.

En las cepas Vibrioparahaemolyticus aisladas de agua de mar, para estudiar los factores de virulencia se utilizo el protocolo de PCR para detectar el gen toxR (Kim et al., 1999) y para la deteccion de los genes de tdh y trh (Tada et al., 1992).

Resultados

Parametros Fisicoquimicos.--Las mareas rojas en la costa peruana son muy frecuentes en primavera y verano, coincidiendo con la intensidad de afloramiento. Este proceso se caracteriza por el movimiento a la superficie de aguas frias ricas en nutrientes, con salinidades relativamente bajas menores de 35.0 ups, donde las algas microscopicas y otros fitoplancton crecen abundantemente (Zuta & Guillen 1970, Graco et al. 2007).

En el periodo evaluado, las caracteristicas fisicoquimicas de la bahia de Sechura fueron similares a la bahia de Pisco (temperatura, salinidad y pH) (Tabla 1). Sin embargo, resalta la elevada variabilidad en la concentracion de oxigeno disuelto que se observo en la bahia de Pisco, con registros de valores saturados relacionados a floraciones algales y los valores hipoxicos cercanos a la anoxia (0.07 mg O2/L), que se observan en periodos posteriores estas floraciones.

Las especies dominantes en las floraciones de algales (mareas rojas) fueron:

En Sechura, Grupo Pseudo-nitzschia seriata y el dinoflagelado Protoperidinium depressum, en temperaturas entre 21.8 y 25.3 [grados]C.

En Pisco, Akashiwo sanguinea, el ciliado Messodinium rubrum, y el dinoflagelado tecado Prorocentrum minimun, fueron los dominantes de mayor frecuencia; sin embargo destaca Cochlodiniumpolykrikoides dominante entre 17.1 y 23.3 [grados]C. En mayo de 2012, Alexandriumperuvianum fue la causa de una floracion algal cuando las temperaturas estuvieron entre 18.0 y 23.2 [grados]C. En abril y mayo de 2012 hubo mortalidad de moluscos bivalvos debido a condiciones anoxicas en aguas de fondo, con presencia de una floracion de Alexandrium peruvianum.

Las especies de Vibrio patogenas detectadas durante las prospecciones fueron Vibrio parahaemolyticus, V vulnificus, V mimicus, V alginolyticus y V hollisae. Se han reportado a Vibrio parahaemolyticus como el principal agente causal de la gastroenteritis aguda humana transmitida a traves del consumo de mariscos crudos o poco cocidos (Ibarra et al 2007, Gil et al., 2007).

Las especies de Vibrio que dominaron en frecuencia en las bahias fueron:

* Vibrio alginolitycus (62%), V parahaemolyticus (17%), V. mimicus (5%) y V metschnikovii (3%) en la bahia de Sechura (Fig. 2a)

* Vibrio alginolyticus (84%), V parahaemolyticus (8%) y V. metschnikovii (8%) los mas prevalentes en la bahia de Pisco (Fig. 2b)

Durante el periodo de estudio, las cinco especies de Vibrio identificadas se asociaron a la presencia de 20 especies de plancton identificadas como causantes de mareas rojas en la Bahia de Sechura y Pisco y se observandose 38 combinaciones. Las combinaciones mas comunes en estas bahias fueron: V alginolyticus -Messodinium rubrum (10.1% de todos los eventos), V alginolyticus-Grupo Pseudo-nitzschia seriata (6.1%), V alginolyticus -Licmophora abbreviata (6.1%), Alexandrium peruvianum -V alginolyticus-Heterosigma akashiwo y V parahaemolyticus -Heterosigma akashiwo (3.0%) (Tabla 2)

La incidencia de Vibrio parahaemolyticus es alta en aguas costeras y cultivos marinos; su presencia en el ambiente marino ha sido demostrada en varios estudios (Lopez-Joven et al. 2015, Aliaga et al. 2011, Gil et al. 2007, DePaola et al. 1990). En el Peru tambien se viene realizando la vigilancia epidemiologica de esta bacteria y otros patogenos con tecnicas moleculares en el Instituto Nacional de Salud y algunos estudios en aguas marinas. Por esta razon de las 138 cepas de Vibrio sp. que fueron aisladas de aguas marinas de las bahias de Sechura y Pisco durante la ocurrencia de floraciones algales, solo 16 cepas fueron confirmadas para V. parahaemolyticus las que fueron sometidas a examenes moleculares para la deteccion del gen toxR y los genes (tdh +, toxR y trh-). Los resultados indican que en un aislamiento recuperado de V. parahaemolyticus en febrero de 2011 durante una floracion algal producida por Prorocentrun minimum en la bahia de Pisco dio positivo para estos factores de virulencia, asociado a una TSM de 20.1[grados]C.

Conclusiones

En el periodo de estudio del 2010 al 2014, en las bahias de Sechura y Pisco predomino en numero Vibrio alginolyticus, seguido de V. parahaemolyticus en agua de mar. Se ha demostrado la coexistencia entre la presencia de estos Vibrio con las especies de diatomeas y dinoflagelados productores de floraciones algales nocivas.

La deteccion de factores en virulencia (genes tdh and trh) en Vibrio parahaemolyticus aislado en Sechura y Pisco durante durante el periodo evaluado del 2010 y 2014, solo dio positivo para una cepa aislada en Pisco, en febrero del 2011 y asociado a la temperatura de la estacion de verano.

Estos resultados senalan la necesidad de realizar un monitoreo continuo de estas especies para manejar sus efectos sobre la calidad acuatica y recursos y prevenir los efectos adversos sobre la salud humana.

doi: http://dx.doi.org/10.15381/rpb.v24i1.13111

Presentado: 26/06/2016

Aceptado: 12/02/2017

Publicado online: 20/03/2017

Agradecimiento

Agradecemos al personal del Laboratorio de Microbiologia Acuatica, Oceanografia de IMARPE-Paita y Pisco. Tambien a la Licenciada Tecnologo Medico Carmela Aguilera Rodriguez del Instituto Nacional de Salud por el ensayo de PCR colaboracion en esta investigacion. Un agradecimiento especial al Dr. Angelo DePaola por sus valiosas sugerencias y recomendaciones a este trabajo.

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Rita Orozco (1) *, Yessica Quispe (1), Alberto Lorenzo (1) y Maria Luz Zamudio (2)

(1.) Instituto del Mar del Peru. Esquina Gamarra y General Valle s/n Chucuito, Callao, Peru. Apartado 22.

(2.) Instituto Nacional de Salud-Laboratorio de Referencia Nacional de Enteropatogenos, Capac Yupanqui 1400 Jesus Maria, Lima, Peru.

* Autor para correspondencia

Email Rita Orozco: ritaoro@imarpe.gob.pe

Email Yessica Quispe: yquispe@imarpe.gob.pe

Email Alberto Lorenzo: alorenzo@imarpe.gob.pe

Email Maria Luz Zamudio: mzamudio@ins.gob.pe

Informacion sobre los autores:

RO realizo la concepcion del trabajo, el diseno de muestreo, analisis microbiologico y los analisis de la informacion. YQ realizo analisis de fitoplancton. AL realizo el analisis de nutrientes y de los parametros fisicoquimicos. MZ realizo los analisis moleculares para determinar factores de virulencia.

Los autores no incurren en conflictos de intereses.

Fuentes de financiamiento: El presente trabajo se realizo con el apoyo del Programa de cientifico de IMARPE de Evaluacion la Calidad del Ambiente marino costero y aguas continentales en areas seleccionadas, a traves de una red de monitoreo.

Leyenda: Figura 1. Area de estudio y ubicacion de los sitios de muestreo en las bahias de Sechura y Pisco, Peru.

Leyenda: Figura 2. Presencia de Vibrio sp. en las bahias de Sechura y Pisco, Peru.
Tabla 1. Parametros fisico-quimicos en las bahias de Sechura
y Pisco, Peru 2010-2014.

Area        n     Valor    TSM ([grados]C)    Salinidad (psu)

Sechura    116     Max.          23.9              35.34
                   Min.          14.7               34.8
                   Ave.         19.02              34.94

Pisco      113     Max.          24.8              35.22
                   Min.          13.9              32.71
                   Ave.         17.66              34.86

Area        n     Valor     Oxygeno (mg/L)           pH

Sechura    116     Max.          8.21               8.19
                   Min.          2.76               6.87
                   Ave.          5.04               7.83

Pisco      113     Max.         13.21               8.5
                   Min.          0.07               6.92
                   Ave.          5.31               7.78

n = number of record per site

Tabla 2. Combinacion de cepas de Vibrio sp y especies de
Floraciones Algales aisladas de los periodos 2010-2014

         Vibrio sp.                        HABs

1   V. alginolyticus       Alexandrium peruvianum
2   V. mimicus             Alexandrium peruvianum
3   V. alginolyticus       Chaetoceros curvisetus
4   V. alginolyticus       Chaetoceros debilis
5   V. vulnificus          Chaetoceros debilis
6   V. alginolyticus       Chaetoceros socialis
7   V. parahaemolyticus    Chaetoceros socialis
8   V. alginolyticus       Cochlodinium polykrikoides
9   V. metschnikovii       Cochlodinium polykrikoides
10  V. vulnificus          Cochlodinium polykrikoides
11  V. alginolyticus       Coscinudiscus granii
12  V. alginolyticus       Dinophysis acuminata
13  V. mimicus             Dinophysis acuminata
14  V. alginolyticus       Dinophysis caudata
15  V. alginolyticus       Dinophysis rotundata
16  V. alginolyticus       Dinophysis rotundata
17  V. metschnikovii       Dinophysis rotundata
18  V. alginolyticus       Dinophysis sp
19  V. metschnikovii       Dinophysis sp
20  V. vulnificus          Gonyaulax Polygramma
21  V. parahaemolyticus    Heterosigma akashiwo
22  V. alginolyticus       Licmophora lingbyei
23  V. alginolyticus       Messodinium rubrum
24  V. parahaemolyticus    Messodinium rubrum
25  V. alginolyticus       Prorocentrum minimum
26  V. vulnificus          Prorocentrum minimum
27  V. alginolyticus       Protoperidinium depressum
28  V. alginolyticus       Protoperidinium depressum
29  V. alginolyticus       Pseudo-nitzschia pungens
30  V. metschnikovii       Pseudo-nitzschia pungens
31  V. parahaemolyticus    Pseudo-nitzschia pungens
32  V. parahaemolyticus    Pseudo-nitzschia pungens
33  V. alginolyticus       Pseudo-nitzschia seriata
34  V. alginolyticus       Pseudo-nitzschia. cf. delicatissima
35  V. alginolyticus       Pseudo-nitzschia. cf. delicatissima
36  V. metschnikovii       Pseudo-nitzschia. cf. delicatissima
37  V. parahaemolyticus    Pseudo-nitzschia. cf. delicatissima
38  V. mimicus             V. mimicus-Dinophysis caudata

         Vibrio sp.        Sechura    Pisco      %     # Site

1   V. alginolyticus          0         5       5.1       5
2   V. mimicus                0         1       1.0       1
3   V. alginolyticus          5         0       5.1       5
4   V. alginolyticus          0         2       2.0       1
5   V. vulnificus             0         1       1.0       1
6   V. alginolyticus          4         0       4.0      21
7   V. parahaemolyticus       3         0       3.0       4
8   V. alginolyticus          0         4       4.0       3
9   V. metschnikovii          0         1       1.0       1
10  V. vulnificus             0         2       2.0       2
11  V. alginolyticus          3         0       3.0       3
12  V. alginolyticus          0         2       2.0       2
13  V. mimicus                0         1       1.0       1
14  V. alginolyticus          0         1       1.0       1
15  V. alginolyticus          2         0       2.0       2
16  V. alginolyticus          2         0       2.0       2
17  V. metschnikovii          2         0       2.0       1
18  V. alginolyticus          4         0       4.0       3
19  V. metschnikovii          2         0       2.0       2
20  V. vulnificus             0         3       3.0       3
21  V. parahaemolyticus       0         3       3.0       1
22  V. alginolyticus          6         0       6.1       6
23  V. alginolyticus          10        0      10.1      10
24  V. parahaemolyticus       0         3       3.0       1
25  V. alginolyticus          0         3       3.0       2
26  V. vulnificus             0         1       1.0       1
27  V. alginolyticus          0         1       1.0       1
28  V. alginolyticus          1         0       1.0       1
29  V. alginolyticus          6         0       6.1       3
30  V. metschnikovii          2         0       2.0       2
31  V. parahaemolyticus       0         1       1.0       1
32  V. parahaemolyticus       2         0       2.0       2
33  V. alginolyticus          4         0       4.0       4
34  V. alginolyticus          0         2       2.0       2
35  V. alginolyticus          1         0       1.0       1
36  V. metschnikovii          0         1       1.0       1
37  V. parahaemolyticus       0         1       1.0       1
38  V. mimicus                0         1       1.0       1
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Title Annotation:NOTAS CIENTIFICAS
Author:Orozco, Rita; Quispe, Yessica; Lorenzo, Alberto; Zamudio, Maria Luz
Publication:Revista peruana de biologia
Date:Apr 1, 2017
Words:4186
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