Proteomic approach to flatfish aquaculture. Study of the reproductive biology of Solea senegalensis

Abstract

Los peces planos comprenden un grupo de especies de gran interés biológico y comercial. En respuesta al descenso de la pesca y al ritmo de capturas, en los últimos años han surgido diversas iniciativas dirigidas a la acuicultura de estas especies. Este proyecto de tesis doctoral se ha centrado en el lenguado del Senegal (S. senegalensis), una especie de alto valor añadido y un candidato con mucho potencial para la acuicultura. Quedan aún muchas incógnitas acerca de su reproducción, que deberán ser respondidas para optimizar su cultivo<br/>Uno de los problemas detectados en el cultivo de S. senegalensis es la poca efectividad para inducir la reproducción de los machos, y en especial para conseguir un esperma de buena calidad<br/>Este proyecto de tesis se propone investigar los mecanismos fisiológicos implicados en la espermatogénesis y la producción de esperma de S. senegalensis mediante el análisis del proteoma del testículo de individuos salvajes y en cultivo bajo diferentes condiciones y la caracterización de proteínas potenciales implicadas en este proceso.<br/>Inicialmente se han estudiado el proteoma de S. senegalensis mediante secuenciación peptídico por espectrometría de masas. Posteriormente se ha analizado el proteoma de testículos de individuos salvajes en diferentes estadios de espermatogénesis mediante electroforesis bidimensional y espectrometría de masas. Resuelto este apartado, se abordaron los estudios comparativos del proteoma de individuos criados en cautividad con y sin tratamientos hormonales. Los estudios proteómicos se complementaron con análisis de nivel de expresión mRNA con microarrays. <br/>Finalmente, la información obtenida a durante el proyecto referente a la expresión de proteínas, la expresión de mRNA y la histología se ha integrado en una plataforma informática visual diseñada especialmente para S. senegalensis.

The flatfishes represent a group of species with a high biological and economical interest. Due to the decrease in fish hatchings, in the last years different several projects related to the aquaculture of these species were proposed. <br/>The project of this doctoral thesis has focused on the Senegal sole (Solea senegalensis), a flatfish specie with a great commercial interest and a candidate with high potential for aquaculture. However, lots of questions about its reproduction haven't been so far properly addressed, and they should be approached in order to optimize the culture of the Senegal sole. The main problems detected for this specie in captivity are the low spermiation volume and the impaired quality of spermatozoa motility males.<br/>This thesis aims to investigate the molecular mechanisms involved in the spermatogenesis and sperm production of S. senegalensis through the analysis of the testis proteome of wild and cultured animals under several conditions, in order to unveil the candidate proteins related to these processes.<br/>Initially, the proteome of S. senegalensis has been approached by de novo peptide sequencing based on mass spectrometry. Afterwards, the testis proteome from wild and cultured individuals in several spermatogenic stages was compared using two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry. Once this point was performed, a comparative study of testis proteome from individuals cultured with and without hormonal treatment was approached. Both proteomic studies were complemented with mRNA expression analysis using microarrays.<br/>Finally, the information related to protein expression obtained during the different parts of the project, the mRNA expression and the histological analysis were integrated in a bioinformatic visual atlas specifically designed for S. senegalensis.