Masculinization of South American catfish (Rhamdia quelen) through dietary administration of 17α-methyltestosterone

Abstract

Background: Production of monosex cultures of females is desirable in commercial aquaculture of certain species due to their higher growth rate. Ideally, females should be free of exogenous hormones. The initial step to produce hormone-free all-female offspring is masculinization of normal females to create sex reversed animals, called neomales, which are then be bred with normal females obtaining all-female offspring. Objective: To masculinize Rhamdia quelen fry by adding 17α-methyltestosterone (MT) hormone to the feed. Methods: Larvae of R. quelen were fed diets supplemented with 60, 80, or 100 mg MT/kg feed for 21 days. A control group was fed the same diet free of MT. At 150 days post-hatching, 30 fish of each treatment group were euthanized to evaluate gonadal changes using histological techniques. Results: MT significantly affected the differentiation of female gonads in the 60 and 80 mg MT/kg feed groups. Sex reversal was observed in all MT treatment groups, with 50, 40, and 20% neomales produced with 60, 80, and 100 mg MT/kg feed, respectively. Intersex gonads were observed only in the masculinization treatment groups. Inhibitory effects on gonadal development of females and males were observed at the highest MT doses. Conclusion: Dietary administration of MT effectively masculinizes R. quelen fry; however, the lowest dose of 60 mg/kg feed is recommended, since higher doses have inhibitory effects on gonadal development in both sexes. Keywords: histology, fish gonads, monosex culture, neomales, sex reversal. Resumen Antecedentes: Debido a su mayor tasa de crecimiento, la produccion de peces femeninos monosexo es deseable en acuicultura comercial de determinadas especies. Idealmente, las hembras deben estar libres de hormonas exogenas. El paso inicial para generar descendencia femenina libre de hormonas es la masculinizacion de hembras geneticas para producir animales sexualmente revertidos, llamados neomachos, los cuales se aparean luego con hembras geneticas para producir descendencia femenina. Objetivo: Masculinizar larvas de Rhamdia quelen con 17α-metiltestosterona (MT) incorporada en el alimento. Metodos: Larvas de R. quelen fueron alimentadas con dietas suplementadas con 60, 80 y 100 mg de MT/kg de alimento durante 21 dias. Un grupo control recibio la misma dieta, sin MT. A los 150 dias pos-eclosion, 30 peces de cada tratamiento fueron eutanasiados para evaluacion gonadal mediante tecnicas histologicas. Resultados: La MT afecto significativamente la diferenciacion de las gonadas femeninas en las dosis de 60 y 80 mg MT/kg de alimento. El cambio de sexo se observo en los tratamientos con las dosis de 60, 80 y 100 mg MT/kg alimento, con 50, 40 y 20% de neomachos, respectivamente. En los tratamientos de masculinizacion se observaron gonadas intersexuales. En las dosis mas altas de MT se observo inhibicion del desarrollo gonadal de hembras y machos. Conclusiones: El suministro dietario de MT masculinizo las larvas de R. quelen . Se recomienda usar 60 mg/kg, ya que dosis mayores tienen efectos inhibidores en el desarrollo gonadal para ambos sexos. Palabras clave: cultivo monosexo, gonadas de peces, histologia, neomachos, reversion sexual. Resumo Antecedentes: O cultivo monossexo feminino e desejavel na aquicultura comercial de determinadas especies devido a maior taxa de crescimento. Idealmente, as femeas devem ser livres de hormonios exogenos. O passo inicial para gerar descendencias femininas livres destes hormonios e a masculinizacao de femeas normais para produzir animais revertidos sexualmente, os chamados neomachos. Os neomachos podem entao ser cruzados com femeas normais para a producao de descendencias femininas. Objetivo: Masculinizar larvas de R. quelen utilizando o hormonio 17α-metiltestosterona (MT) incorporado no alimento. Metodos: Larvas de R. quelen foram alimentadas com dietas suplementadas com MT nas doses de 60, 80 ou 100 mg/kg de alimento durante 21 dias. Um grupo controle foi alimentado com dieta similar livre de MT. Aos 150 dias pos-eclosao, 30 peixes de cada grupo de tratamento foram eutanasiados para avaliacao gonadal atraves de tecnicas histologicas. Resultados: O uso de MT afetou significativamente a diferenciacao das gonadas femininas nas doses 60 e 80 mg/kg de alimento. A reversao sexual foi observada em todos os grupos tratados com MT, gerando 50, 40 e 20% de neomachos nas doses 60, 80 e 100 mg MT/kg de alimento, respectivamente. Gonadas intersexuais foram observadas somente nos tratamentos masculinizantes. Nas maiores doses de MT, efeitos inibitorios de desenvolvimento gonadal foram observados em femeas e machos. Conclusao: A administracao dietetica de MT efetivamente masculinizou larvas de R. quelen . No entanto, a dose mais baixa de 60 mg/kg de alimento e recomendada devido aos efeitos inibitorios das doses mais elevadas de MT no desenvolvimento gonadal de ambos os sexos. Palavras-chave: cultivo monossexo, gonadas de peixe, histologia, neomachos, reversao sexual.