El análisis de seis eyaculados de verracos Landrace muestra que la conservación del semen sin diluir a 17 °C durante 12 días se asocia con una reducción de la riqueza y la diversidad bacterianas y un mayor predominio relativo de grupos oportunistas. Estos cambios hacia perfiles potencialmente perjudiciales aportan una base para desarrollar estrategias antimicrobianas más específicas y sostenibles para la conservación del semen porcino.
MICROBIOMA SEMINAL: MÁS ALLÁ DE LA CARGA BACTERIANA
El microbioma bacteriano del semen de verraco ha adquirido relevancia en reproducción animal por su posible influencia en la calidad espermática y fertilidad.
Los eyaculados albergan una población microbiana diversa, procedente principalmente del aparato reproductor masculino, la piel, el tracto gastrointestinal y el entorno.
Esta microbiota puede influir en la función espermática mediante interacciones directas o indirectas con los espermatozoides y los componentes del plasma seminal.
Su composición varía según las condiciones ambientales y el manejo: algunos microorganismos pueden ejercer efectos perjudiciales, mientras que otros podrían contribuir al mantenimiento de una función espermática adecuada.
La conservación del semen porcino en estado líquido a 15–17 °C es habitual en la producción comercial. Sin embargo, la contaminación bacteriana y los cambios en el microbioma pueden deteriorar la calidad espermática durante el almacenamiento y reducir la fertilidad.
La presencia de bacterias en el semen, denominada bacteriospermia, puede:
- Afectar a la motilidad, la viabilidad y la función de la membrana espermática.
- Favorecer el estrés oxidativo y la capacitación prematura.
| El uso preventivo de antibióticos en los diluyentes seminales ayuda a controlar la contaminación, pero puede seleccionar bacterias resistentes y comprometer el control bacteriano. Caracterizar la microbiota seminal permitirá desarrollar estrategias que reduzcan su uso rutinario y lo limiten a situaciones justificadas. |
Se ha observado una relación inversa entre la abundancia de bacterias potencialmente probióticas, como las del orden Lactobacillales, y la de bacterias perjudiciales, como las del orden Enterobacterales. Asimismo, Lactobacillus spp. aparece con mayor frecuencia en eyaculados de buena calidad.
Especies como Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli y Clostridium perfringens se han asociado con una menor motilidad, alteraciones de la capacitación y daños en la integridad de la membrana, que comprometen la capacidad fecundante.
FIGURA 1 Representación esquemática de la microbiota del semen porcino y su posible influencia sobre la motilidad, la viabilidad, la integridad y función de la membrana, el estrés oxidativo y la capacitación espermática. La composición bacteriana y sus interacciones con los espermatozoides y el plasma seminal pueden contribuir a mantener o comprometer la capacidad fecundante.
Los avances en secuenciación de nueva generación y análisis metagenómicos han permitido caracterizar el microbioma seminal con mayor profundidad, superando las limitaciones de los métodos basados en cultivo y PCR, que podían subestimar la presencia y diversidad bacterianas.
La secuenciación masiva del gen del ARN ribosómico 16S, combinada con herramientas bioinformáticas, permite estudiar la composición y la diversidad de estas comunidades. También ayuda a identificar posibles biomarcadores y a orientar el desarrollo de estrategias probióticas o antimicrobianas para mejorar los resultados reproductivos.
| Comprender cómo evoluciona la microbiota seminal durante la conservación resulta esencial para desarrollar alternativas que mantengan la calidad espermática y contribuyan a reducir el uso preventivo de antibióticos y la presión selectiva asociada. Con este objetivo, el presente estudio analizó los cambios en la composición bacteriana del semen de verraco conservado a 17 °C durante 12 días. |
¿CÓMO EVOLUCIONA EL MICROBIOMA DEL SEMEN PORCINO DURANTE SU CONSERVACIÓN?
Se analizaron seis eyaculados de verracos Landrace procedentes de una misma granja comercial del sur de Chile y utilizados habitualmente como donantes para inseminación artificial.
CONSERVACIÓN Y SEGUIMIENTO
El semen sin diluir se mantuvo a 17 °C durante 12 días, con evaluaciones los días 1, 4, 8 y 12, lo que supuso un total de 24 muestras.
No se añadieron diluyentes ni antibióticos, con el fin de estudiar la microbiota seminal original y evitar modificaciones derivadas de estos productos.
ANÁLISIS DE LA COMUNIDAD BACTERIANA
Tras extraer el ADN, se secuenció la región V3–V4 del gen del ARN ribosómico 16S mediante la plataforma Illumina MiSeq. El análisis bioinformático permitió:
- Identificar los grupos bacterianos.
- Comparar la abundancia relativa, riqueza y diversidad bacteriana de cada muestra.
- Encontrar diferencias entre comunidades a lo largo de la conservación.
El análisis estadístico tuvo en cuenta que los mismos eyaculados se evaluaron en los cuatro momentos. Los resultados se interpretaron con cautela debido al reducido número de animales.
No se cuantificó la carga bacteriana total, por lo que los cambios observados reflejan variaciones en la proporción de los distintos grupos bacterianos y no demuestran, por sí solos, un crecimiento absoluto de sus poblaciones. Las identificaciones a nivel de especie se consideraron orientativas, dadas las limitaciones de resolución de la región secuenciada.
DE UNA MICROBIOTA DIVERSA AL PREDOMINIO DE OPORTUNISTAS
PREDOMINIO DE PROTEOBACTERIA A NIVEL DE FILO Y MENOR DIVERSIDAD DURANTE LA CONSERVACIÓN
Tras el filtrado, se conservaron 3.229 variantes de secuencia de amplicón (ASVs) para los análisis taxonómicos y de diversidad. A nivel de filo, Proteobacteria predominó durante toda la conservación, seguido de Firmicutes y Actinobacteriota (Gráfica 1).
- El día 1 presentó la mayor diversidad, con otros filos presentes en varios animales, como Campilobacterota, Gemmatimonadota, Myxococcota, Desulfobacterota, Hydrogenedentes y Verrucomicrobiota, generalmente con abundancias relativas inferiores al 5 %.
- El día 4 aumentó la proporción relativa de Proteobacteria y Bacteroidota, mientras que algunos grupos minoritarios, como Campilobacterota, disminuyeron hasta dejar de aparecer. En algunas muestras también se detectó Acidobacteriota.
- En los días 8 y 12, la diversidad se redujo notablemente. Solo los cuatro filos más abundantes —Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteriota y Bacteroidota— se detectaron de forma consistente entre las muestras, con Proteobacteria como grupo de mayor abundancia relativa.
GRÁFICA 1 Abundancia relativa de los diez principales filos bacterianos (>1 % de abundancia relativa) en el microbioma seminal de verracos durante la conservación a 17 °C. Los paneles corresponden al día 1 (A), día 4 (B), día 8 (C) y día 12 (D). Cada barra representa una muestra de uno de los seis verracos y la última barra de cada panel muestra la abundancia relativa media en ese momento. Los colores identifican los mismos filos en todos los paneles.
MAYOR PREDOMINIO DE GÉNEROS OPORTUNISTAS CON EL TIEMPO
El análisis a nivel de género mostró cambios en la abundancia relativa de las bacterias durante la conservación (Gráfica 2).
- El día 1, la comunidad presentó una elevada heterogeneidad, con múltiples géneros en bajas proporciones, entre ellos Cupriavidus, Ralstonia, Bacillus, Sphingomonas y Corynebacterium (Gráfica 2A).
- El día 4, disminuyó la diversidad dentro de las muestras y comenzó a observarse un predominio relativo de grupos oportunistas, como Pseudomonas, Escherichia-Shigella y Muriodes. Otros géneros, como Ralstonia y Stenotrophomonas, permanecieron presentes, aunque en menor proporción (Gráfica 2B).
- El día 8, la diversidad continuó reduciéndose y la comunidad estuvo representada principalmente por Escherichia-Shigella, Pseudomonas y Stenotrophomonas (Gráfica 2C).
- El día 12, la riqueza bacteriana disminuyó aún más. Escherichia-Shigella, Pseudomonas y Enterococcus predominaron en términos relativos, con contribuciones minoritarias de Proteus y Klebsiella (Gráfica 2D).
GRÁFICA 2 Abundancia relativa de los géneros bacterianos en el microbioma seminal de verracos durante la conservación a 17 °C. Se muestran los grupos con una abundancia relativa superior al 1 % en al menos una muestra. Los paneles corresponden al día 1 (A), día 4 (B), día 8 (C) y día 12 (D). Cada barra representa una muestra de uno de los seis verracos y la última barra de cada panel muestra la abundancia relativa media en ese momento. Los colores identifican los mismos grupos bacterianos en todos los paneles.
MENOR DIVERSIDAD Y PREDOMINIO DE UNAS POCAS ESPECIES
El análisis a nivel de especie mostró una reducción marcada de la diversidad durante la conservación, con un predominio relativo de unos pocos grupos bacterianos (Gráfica 3).
No obstante, las identificaciones de especies deben considerarse provisionales, ya que la secuenciación de la región V3–V4 del gen del ARN ribosómico 16S no permite distinguir con precisión algunas especies estrechamente relacionadas.
- El día 1, se observó una comunidad heterogénea, con asignaciones a especies como Alicyclobacillus acidocaldarius, Curtobacterium herbarum, Bacillus ginsengihumi, Sphingomonas phyllosphaerae, Streptococcus gallolyticus y Lactobacillus amylovorus (Gráfica 3A).
- El día 4, la diversidad ya había disminuido y se detectaron elevadas abundancias relativas de Enterococcus faecalis, Myroides odoratimimus —en la muestra 6— y Bacteroides fragilis —en la muestra 4—. Las diferencias entre animales fueron importantes: en algunas muestras, uno de estos grupos representó prácticamente toda la abundancia relativa (Gráfica 3B).
- El día 8, la riqueza se redujo notablemente y solo cinco especies permanecieron por encima del umbral de detección. B. fragilis y E. faecalis presentaron las mayores abundancias relativas en la mayoría de las muestras, mientras que M. odoratimimus y L. amylovorus persistieron en menores proporciones (Gráfica 3C).
- El día 12, la comunidad presentó una baja diversidad y estuvo representada principalmente por B. fragilis y E. faecalis, con contribuciones minoritarias de A. acidocaldarius, Cutibacterium acnes y Lactococcus garvieae (Gráfica 3D).
El seguimiento de cada eyaculado confirmó que la evolución de la microbiota varió entre verracos.
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GRÁFICA 3 Abundancia relativa de las principales especies bacterianas asignadas provisionalmente en el microbioma seminal de verracos durante la conservación a 17 °C. Se muestran los grupos con una abundancia relativa superior al 1 % en al menos una muestra. Los paneles corresponden al día 1 (A), día 4 (B), día 8 (C) y día 12 (D). Cada barra representa una muestra individual y la última barra de cada panel muestra la abundancia relativa media en ese momento. Las asignaciones a nivel de especie son orientativas y no constituyen identificaciones definitivas. Los colores se mantienen constantes entre paneles. La muestra 1-d4 no se representa por limitaciones en la asignación taxonómica a nivel de especie.
LA DIVERSIDAD DISMINUYE Y LA COMUNIDAD BACTERIANA SE REORGANIZA
MENOR DIVERSIDAD DENTRO DE CADA MUESTRA
El análisis de la diversidad alfa, que describe la diversidad bacteriana dentro de cada muestra, mostró una disminución general de la riqueza y de la uniformidad en la distribución de los grupos bacterianos durante la conservación a 17 °C (Gráfica 4).
- Los valores más altos de todos los indicadores —Chao1, Shannon, Simpson y riqueza observada— se registraron el día 1.
- A partir del día 4, la diversidad disminuyó notablemente y alcanzó valores bajos el día 8, lo que sugiere un predominio relativo de un número reducido de grupos bacterianos.
- El día 12, la diversidad se mantuvo reducida, sin una recuperación evidente respecto al inicio.
GRÁFICA 4 Evolución de la diversidad alfa del microbioma seminal durante la conservación a 17 °C, evaluada mediante los índices Chao1 (A), Shannon (B), Simpson (C) y la riqueza observada (D), en los días 1, 4, 8 y 12. Los diagramas de caja muestran la distribución de los valores; los puntos representan las muestras individuales y los rombos negros, las medias. La diversidad fue mayor al inicio y disminuyó a partir del día 4. El análisis estadístico principal evaluó el efecto global del tiempo sobre cada indicador; las comparaciones entre días se interpretaron de forma descriptiva, no como resultados confirmatorios independientes.
CAMBIOS EN LA COMPOSICIÓN ENTRE MUESTRAS
El análisis de la diversidad beta, que compara la composición bacteriana entre muestras, sugirió una reorganización del microbioma durante la conservación (Gráfica 5).
- Los dos primeros ejes del análisis de coordenadas principales (PCoA), basado en las distancias de Bray–Curtis, explicaron el 32,6 % y el 30,4 % de la variabilidad, respectivamente: más del 60 % en conjunto.
- Las muestras del día 1 tendieron a agruparse, indicando una composición más similar entre ellas.
- En los días 4 y 8 aumentó su dispersión, lo que sugiere mayores diferencias entre muestras.
- El día 12, volvieron a formar un grupo más compacto, visualmente separado del correspondiente al día 1.
| Estos patrones deben interpretarse con cautela, debido al reducido número de muestras y a las limitaciones del análisis estadístico asociadas al seguimiento de los mismos eyaculados. Por ello, deben valorarse junto con los cambios taxonómicos descritos durante la conservación. |
GRÁFICA 5 Diversidad beta de las comunidades bacterianas del semen de verraco en los días 1, 4, 8 y 12 de conservación a 17 °C. El análisis de coordenadas principales (PCoA) se basa en las distancias de Bray–Curtis. Cada punto representa una muestra y los colores indican el día de conservación. Las elipses representan intervalos de confianza del 95 % para cada grupo. Los ejes 1 y 2 explican el 32,6 % y el 30,4 % de la variabilidad, respectivamente.
CONCLUSIONES
La conservación del semen de verraco sin diluir a 17 °C se asoció con cambios marcados en el microbioma bacteriano, caracterizados por una pérdida progresiva de riqueza y diversidad y el predominio relativo de comunidades menos complejas, con mayor presencia de grupos oportunistas.
La comunidad inicial, diversa y heterogénea, evolucionó hacia una mayor abundancia relativa de géneros como Pseudomonas, Escherichia-Shigella, Enterococcus y Bacteroides, con asignaciones provisionales a especies como Enterococcus faecalis y Bacteroides fragilis.
ESTOS RESULTADOS SUGIEREN QUE LAS CONDICIONES DE CONSERVACIÓN EJERCEN UNA PRESIÓN SELECTIVA SOBRE LA MICROBIOTA SEMINAL, FAVORECIENDO PERFILES BACTERIANOS POTENCIALMENTE PERJUDICIALES
| Los hallazgos destacan la importancia de caracterizar el microbioma para desarrollar estrategias específicas que preserven la calidad espermática y reduzcan el uso preventivo rutinario de antibióticos en inseminación artificial porcina. El objetivo es limitar la selección de bacterias resistentes y reservar los antimicrobianos para situaciones en las que su uso esté justificado. |
Artículo traducido y adaptado del original, publicado bajo licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional (CC BY 4.0).