Caracterização da microbiota bacteriana associada à formação de flocos e no processo de nitrificação em sistemas de produção intensiva (Biofloc Technology - BFT) do camarão-branco Litopenaeus vannamei

Abstract

As bactérias têm diversas funções cruciais para o sucesso da produção de organismos aquáticos com a tecnologia de bioflocos (Biofloc Technology – BFT), entretanto, o nosso conhecimento sobre a diversidade e atividade das bactérias tem sido limitado principalmente pela falta de técnicas mais eficientes para caracterização dessas comunidades bacterianas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi analisar a diversidade da comunidade bacteriana envolvida na formação de bioflocos e no processo de nitrificação em sistemas de aquacultura utilizando o sistema BFT e a adição de substratos artificiais para a formação de biofilme durante a produção intensiva do camarão-branco Litopenaeus vannamei. Para isto foi necessário implementar uma técnica de analise de diversidade bacteriana para sistemas de aquacultura, no caso, a técnica de impressão digital (“fingerprinting”) Temporal Temperature Tradiente Electrophoresis (TTGE). Nesse trabalho foi possível observar que o biofilme serve como complemento alimentar e diminuiu o estresse causado pela alta densidade de estocagem, melhorando o desempenho zootécnico dos camarões, entretanto, a adição dos substratos artificiais no ambiente de produção não influenciou na nitrificação. Esta foi mais influenciada pela reutilização da água com bioflocos, acelerando a oxidação de amônia a nitrito. Outro fator que influenciou no processo de nitrificação foi a intensidade de mistura da água (turbulência), controlando o tamanho dos bioflocos. Foi observado que o uso de pedras porosas apresentou menor intensidade de mistura e permitiu a formação de bioflocos de maior tamanho e maior eficiência na nitrificação do que com o uso de aerotubes nos tanques de produção, que apresentaram maior intensidade de mistura, mas bioflocos menores e nitrificação menos eficiente, demonstrando a importância da turbulência no tamanho dos bioflocos no sistema BFT. A técnica de TTGE foi eficaz para analise da diversidade e sucessão da comunidade bacteriana do bioflocos e do biofilme em sistema BFT, podendo ser aplicada nos diversos sistemas de aquicultura. O uso dessa técnica, aliada aos dados ambientais durante o ciclo de produção de L. vannamei, permitiu inferir ribotipos bacterianos relacionados a formação dos bioflocos e ao processo de nitrificação. Além disso, foi observado que as comunidades bacterianas do biofloco e biofilme são semelhantes entre si.Bacteria have crucial functions for the successful production of aquatic organisms using biofloc technology (BFT), however, our knowledge about bacterial diversity and activity has been limited by the lack of efficient techniques for characterization of these of bacterial communities. Therefore, the aim of this study was to verify the diversity of the bacterial community involved in the biofloc formation and nitrification in aquaculture systems using BFT and the addition of artificial substrates for biofilm formation during intensive production of the white shrimp Litopenaeus vannamei. To do this, it was necessary to implement a technique to analyze bacterial diversity in aquaculture systems, in this case, the "fingerprinting" technique Temporal Temperature Gradient Electrophoresis (TTGE). In this study it was observed that biofilm serves as a food supplement, reduced the stress caused by high stoking density, improving growth performance of shrimp, however, the addition of artificial substrates had no effect on nitrification in the production environment. This was more influenced by the reuse of water with bioflocs, accelerating the oxidation of ammonia to nitrite. Another factor that influenced the nitrification process was the intensity of water mixing (turbulence), controlling the bioflocs size. It has been observed that the use of air stones showed a lower mixing intensity, allowing the formation of larger bioflocs and more efficient nitrification process than using aerotubes, which generate greater mixing intensity, but smaller bioflocs and less efficient nitrification, demonstrating the importance of the turbulence and size on bioflocos in the BFT system. The TTGE technique was effective for analysis of the diversity and sucession of the bacterial communities in the biofilm and bioflocs in BFT system and can be applied in various aquaculture systems. Using this technique allowed inferring bacterial ribotypes related to environmental conditions during a production cycle of L. vannamei, such as the biofloc formation and nitrification process. Furthermore, it was observed that the bacterial communities of biofilm and biofloc are similar.