Application of a real-time PCR assay to detect BK potassium channel expression in samples from Atlantic salmon (Salmo salar) and Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) acclimated to freshwater# Translated title: Uso de PCR en tiempo real para la deteccción de la expresión del canal de potasio BK en muestras de salmón del Atlántico (Salmo salar) y trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) aclimatadas a agua dulce

Abstract

Atlantic salmon (Salmo salar) and Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) are two fish species that spawn in fresh water (FW) and, during development, acclimate to seawater (SW) by secreting excess NaCl to the environment. The salmon industry measures Na+/K+ ATPase (NKA) activity as a molecular marker to determine the timing of smolt transfer from FW to SW. However, the lack of other accurate molecular markers of smoltification remains a major issue for the fish farming industry. The molecular mechanism of NaCl secretion in gills from SW-acclimated fish has a thermodynamic requirement to recycle K+ out of the cell via potassium channels therefore we hypothesised that potassium channel expression in gills may be a suitable candidate to monitor the smoltification process. In support of this hypothesis, we observed increased expression of BK potassium channel mRNA in gills from S. salar under conditions of high salinity (1.2%) compared to animals in FW. In this work, we designed a real-time PCR analysis in order to quantify mRNA levels of BK potassium channels in S. salar organ samples. We found differences in mRNA expression among gills, kidney and intestine. We also found a unique real-time PCR product in S. salar gills through melting curve analysis, agarose gel electrophoresis and cDNA sequencing. This PCR product showed a 98% of identity with the BK channel portion recorded by the NCBI Database and was differentially expressed in gills, kidney and intestine. This real-time PCR assay may become an important tool to study BK potassium channels expressed in the gills of S. salar and its changes during smoltification as putative new candidate to monitor this process.

Translated abstract

El salmón del Atlántico (Salmo salar) y la trucha arcoíris (Oncorhynchus Mykiss) son especies que se reproducen en agua dulce y durante la smoltificación deben aclimatarse para vivir en agua de mar, gracias a la secreción del exceso de NaCl al ambiente. La industria salmonera utiliza la medición de la actividad de la Na+/K+ ATPasa como marcador molecular para determinar el tiempo de transferencia de los smolts al mar. Sin embargo, la baja precisión de este marcador es un importante problema en la industria. Como el mecanismo molecular de secreción de NaCl en las branquias en peces aclimatados al mar tiene el requisito termodinámico de reciclar el K+ fuera de las células por medio de canales de potasio, nosotros hipotetizamos que canales de potasio expresados en branquias podrían ser candidatos a potenciales nuevos marcadores para monitorear el proceso de smoltificación. En este trabajo se utilizó la técnica de PCR en tiempo real para medir la expresión de ARNm del canal de potasio BK. Se encontró expresión en branquias, riñón e intestino en animales aclimatados a agua dulce, así como también se encontró, de forma interesante, un aumento de la expresión del canal de potasio BK al aumentar la salinidad al día 7 específicamente en branquia. El producto amplificado por PCR en tiempo real es único y su secuencia posee un 98% de identidad con la porción del canal BK descrito en la base de datos del NCBI. Este ensayo de PCR en tiempo real podría ayudar al monitoreo de los cambios de expresión del canal de potasio BK durante la smoltificacion para estudiar si es posible usar este canal como marcador molecular en el futuro.