Επίδραση του πρωτόζωου Marteilia sp. στην ανάπτυξη του δίθυρου μαλακίου Mytilus galloprovincialis L. στο Θερμαϊκό κόλπο

Abstract

The dramatic decline in the flat oyster Ostrea edulis population in Thermaikos Gulf and the interruption of harvesting in the late 90s, revealed for the first time the problem of marteiliosis in shellfish of the Thermaikos Gulf. Marteiliosis is a notifiable disease in the European Union, which makes the disease of great importance in both biological and economic terms. The aim of this thesis was to study the effect of Marteilia sp. on the growth and physiology of the cultured mussel Mytilus galloprovincialis. The results of this study showed that Marteilia sp. has a significant negative effect on growth of mussels M. galloprovincialis. The length, width, height and weight of the infected mussels were significantly lower compared to non-infected. Indeed, the decrease was proportional to the intensity of mussel infection by the parasite. Moreover the slope values of allometric relations length-weight, height-weight and width-weight revealed significantly faster growth for healthy mussels compared with infected. The negative effect of marteiliosis on the growth of infected mussels confirmed by von Bertalanffy equations too, whereby the maximum length and the maximum weight of mussels were significantly lower for infected. Regarding the seasonal pattern of infection of mussels from Marteilia sp. the present study revealed the presence of marteiliosis throughout the year, with low infection rates during winter and gradually increased reaching the highest during the summer months, where the water temperature was at maximum. By comparing the two mussels culture systems showed that on table exhibit significantly higher infection rates compared with longline. The strains of Marteilia sp. isolated from the Thermaikos Gulf and identified by the method of nested PCR, all belong to the same strain and classified in type 'O'. Among the methods of detection of the parasite (cytological, histological and molecular) the molecular method of nested PCR had the highest sensitivity, while cytological the smallest. Further significant differences were observed in SFG index values between affected and non-affected mussels by Marteilia sp. Specifically SFG index was significantly lower in the infected individuals than in healthy. Regarding the physiological parameters were determined, the differences found, were attributed to higher filtration rate and the lower rate of absorption of infected mussels. In contrast, the oxygen consumption and ammonia excretion were not affected by the degree of infection of mussels. Regarding the regulatory glycolytic enzyme PK results after acclimation at 18°C showed a decline in activity in the presence of Marteilia sp. The reduction of the activity of PK may indicate glycolytic rate reduction in the corresponding tissues of M. galloprovincialis. Contrary at 28°C the enzyme increases the activity showing clear increase of glycolytic rate and produced biological energy (ATP), which is attributed to the activation of gene expression of heat shock proteins (Hsps) so that the cells retain protein homeostasis.

Η δραματική μείωση του πληθυσμού του πλατιού στρειδιού Ostrea edulis στο Θερμαϊκό κόλπο και η διακοπή της εξαλίευσής του στα τέλη της δεκαετίας του ‘90, ανέδειξε για πρώτη φορά το πρόβλημα της μαρτελίωσης στις οστρακοκαλλιέργειες του Θερμαϊκού κόλπου. Η μαρτελίωση ανήκει στα νοσήματα υποχρεωτικής δηλώσεως της Ευρωπαϊκής Ένωσης, γεγονός που την καθιστά νόσο ιδιαίτερης σημασίας τόσο από βιολογικής όσο και οικονομικής απόψεως. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη της επίδρασης της Marteilia sp. στην ανάπτυξη και τη φυσιολογία του καλλιεργούμενου μυδιού Mytilus galloprovincialis. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας δείχνουν ότι η Marteilia sp. έχει σημαντικά αρνητική επίδραση στην αύξηση του μυδιού M. galloprovincialis. Το μήκος, το πάχος, το ύψος και το βάρος των προσβεβλημένων μυδιών ήταν σημαντικά μικρότερο σε σχέση με τα μη προσβεβλημένα. Μάλιστα, η μείωση αυτή ήταν ανάλογη της έντασης προσβολής των μυδιών από το παράσιτο. Επιπλέον, οι συντελεστές κλίσης των αλλομετρικών σχέσεων μήκους-βάρους, ύψους-βάρους και πλάτους-βάρους ανέδειξαν σημαντικά ταχύτερη αύξηση για τα υγιή μύδια σε σύγκριση με τα προσβεβλημένα. Την αρνητική επίδραση της μαρτελίωσης στην αύξηση των προσβεβλημένων μυδιών επιβεβαίωσαν και οι εξισώσεις von Bertalanffy, σύμφωνα με τις οποίες το μέγιστο μήκος και το μέγιστο βάρος των μυδιών ήταν σημαντικά μικρότερο για τα προσβεβλημένα. Όσον αφορά το εποχικό πρότυπο προσβολής των μυδιών από τη Marteilia sp., η παρούσα έρευνα ανέδειξε την παρουσία της μαρτελίωσης καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, με τα ποσοστά προσβολής χαμηλά κατά τη διάρκεια του χειμώνα (3,34%) και σταδιακά να αυξάνονται φτάνοντας στα υψηλότερα (30%) κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όπου η θερμοκρασία του νερού ήταν στο μέγιστο. Από τη σύγκριση των δύο συστημάτων καλλιέργειας των μυδιών προέκυψε ότι τα πασσαλωτά παρουσιάζουν σημαντικά μεγαλύτερα ποσοστά προσβολής σε σχέση με τα πλωτά. Τα στελέχη της Marteilia sp. που απομονώθηκαν από το Θερμαϊκό κόλπο και ταυτοποιήθηκαν με τη μέθοδο της ένθετης PCR, όλα ανήκουν στο ίδιο στέλεχος και κατατάσσονται στον τύπο ‘O’. Μεταξύ των μεθόδων ανίχνευσης του παρασίτου (κυτταρολογικής, ιστολογικής και μοριακής) η μοριακή μέθοδος της ένθετης PCR παρουσίασε τη μεγαλύτερη ευαισθησία (88,9%), ενώ η κυτταρολογική τη μικρότερη (33,3%). Επιπλέον, σημαντικές διαφορές παρατηρήθηκαν στις τιμές του δείκτη SFG μεταξύ προσβεβλημένων και μη-προσβεβλημένων μυδιών από τη Marteilia sp. Ειδικότερα, ο δείκτης SFG ήταν σημαντικά μικρότερος στα προσβεβλημένα άτομα από ότι στα υγιή. Αναφορικά με τις φυσιολογικές παραμέτρους που προσδιορίστηκαν, οι διαφορές που διαπιστώθηκαν αποδόθηκαν στον υψηλότερο ρυθμό διήθησης και το χαμηλότερο συντελεστή απορρόφησης των προσβεβλημένων μυδιών. Αντίθετα, η κατανάλωση οξυγόνου και η απέκκριση αμμωνίας δεν επηρεάστηκαν από το βαθμό προσβολής των μυδιών. Όσον αφορά το γλυκολυτικό ρυθμιστικό ένζυμο ΡΚ, τα αποτελέσματα μετά από εγκλιματισμό στους 18°C έδειξαν μια τάση μείωσης της δραστικότητας του παρουσία της Marteilia sp. Η μείωση της δραστικότητας της ΡΚ πιθανόν να δείχνει μείωση του γλυκολυτικού ρυθμού στους αντίστοιχους ιστούς του M. galloprovincialis. Αντίθετα, στους 28°C το ένζυμο αυξάνει τη δραστικότητά του, δείχνοντας σαφή αύξηση του γλυκολυτικού ρυθμού και της παραγόμενης βιολογικής ενέργειας (ΑΤΡ), η οποία αποδίδεται στη γονιδιακή ενεργοποίηση της έκφρασης των πρωτεϊνών θερμικού πλήγματος (Hsps-heat shock proteins), προκειμένου τα κύτταρα να διατηρήσουν την πρωτεϊνική ομοιόσταση.