Molecular detection of acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) in Penaeus vannamei shrimps in Costa Rica

Abstract

Acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) is a bacterial disease associated to severe mortality in farmed shrimps, and caused by Vibrio parahaemolyticus containing plasmid pVA-1 encoding pirA and pirB toxins. This study investigates the presence of Vibrio spp. carrying plasmid pVA-1 in post larvae and juveniles Penaeus vannamei from farms located in Costa Rica. Moreover, a possible corelation between Vibrio spp. presence, management parameters, and water quality was also investigated. Between 2017 and 2018, post larvae, the first water pumped into ponds, and juvenile shrimp (6 to 7 weeks after stocking) were collected from 15 farms located in the Gulf of Nicoya and the country's Central Pacific region. On the day when the juvenile shrimp were collected, a survey was applied to farmers to obtain information about management conditions, finally physical chemical parameters of pond water were measured. Plasmidic pVA-1 pirA and pirB genes were detected in hepatopancreas of juvenile shrimp in 5 (33.3%) farms, while Vibrio spp. were found in 6 (40.0%) farms. Sequencing of pVA-1, pirA and pirB genes showed 99–100% similarity to pathogenic Vibrio parahemolyticus XN89 homologous genes identified in Vietnamese shrimps. Statistically significant differences were found in the water volume (p < .03), rate of water replacement (p < .04), and farms disease history (p < .05). A correlation between presence of Vibrio spp. and water quality was not established. The molecular diagnosis of Vibrio spp., the plasmid and the genes encoding toxins that are associated with AHPND are reported for the first time in Costa Rica. Further studies aimed to isolate AHPND-causing Vibrio spp. from ponds, to generate histopathological data, and to establish economic losses due to AHPND mortalities in Penaeus vannamei farms, are needed to clarify the role and pathogenic features of Vibrio spp. in AHPND.

La enfermedad de necrosis hepatopancreática aguda (AHPND) es una enfermedad bacteriana asociada a mortalidad severa en camarones de cultivo, y causada por Vibrio parahaemolyticus que contiene el plásmido pVA-1 que codifica las toxinas pirA y pirB. Este estudio investiga la presencia de Vibrio spp. portador del plásmido pVA-1 en post larvas y juveniles Penaeus vannamei de granjas ubicadas en Costa Rica. Además, una posible corelación entre Vibrio spp. También se investigó la presencia, los parámetros de gestión y la calidad del agua. Entre 2017 y 2018, después de las larvas, el primer agua bombeada a los estanques, y se recolectaron camarones juveniles (6 a 7 semanas después de la siembra) de 15 granjas ubicadas en el Golfo de Nicoya y la región del Pacífico Central del país. El día en que se recolectaron los camarones juveniles, se aplicó una encuesta a los agricultores para obtener información sobre las condiciones de manejo, finalmente se midieron los parámetros químicos físicos del agua del estanque. Los genes plasmídicos pVA-1 pirA y pirB se detectaron en hepatopáncreas de camarones juveniles en 5 granjas (33,3%), mientras que Vibrio spp. fueron encontrados en 6 (40.0%) granjas. La secuenciación de los genes pVA-1, pirA y pirB mostró una similitud del 99-100% con los genes homólogos patógenos Vibrio parahemolyticus XN89 identificados en camarones vietnamitas. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en el volumen de agua (p <.03), la tasa de reemplazo de agua (p <.04) y el historial de enfermedades de las granjas (p <.05). Una correlación entre la presencia de Vibrio spp. y no se estableció la calidad del agua. El diagnóstico molecular de Vibrio spp., El plásmido y los genes que codifican las toxinas asociadas con AHPND se informan por primera vez en Costa Rica. Otros estudios tuvieron como objetivo aislar Vibrio spp. Que causa AHPND. de los estanques, para generar datos histopatológicos y para establecer pérdidas económicas debido a la mortalidad por AHPND en las granjas de Penaeus vannamei, son necesarios para aclarar el papel y las características patogénicas de Vibrio spp. en AHPND.