Probióticos exercem inúmeros efeitos benéficos na aquicultura, especialmente no que se refere ao desempenho zootécnico, conversão alimentar e resposta imune. Diversos microrganismos podem ser caracterizados como probióticos e o desenvolvimento da biotecnologia tem permitido que estes microrganismos possam ser utilizados como plataformas de expressão de proteínas heterólogas, as quais que podem potencializar os efeitos benéficos já reconhecidos dos probióticos convencionais. Na presente Tese foram realizados três experimentos de 45 dias, cada um testando um probiótico diferente como aditivo na ração do camarão Litopenaeus vannamei. No capítulo I, testou-se o potencial probiótico de uma cepa de Bacillus subtilis (cepa E) previamente isolada do trato gastrointestinal dos camarões. Neste estudo foram avaliados parâmetros como desempenho zootécnico, composição centesimal do tecido muscular, número de vacúolos lipídicos no hepatopâncreas e a expressão de genes relacionados à digestão, ao metabolismo de aminoácidos e às defesas antioxidantes. Os resultados mostraram que a suplementação da ração com a cepa E não afetou o desempenho zootécnico dos camarões, mas aumentou a concentração de lipídios no músculo e no hepatopâncreas. Além disso, genes relacionados aos processos digestivos e ao metabolismo de aminoácidos foram fortemente reduzidos, indicando que a suplementação alimentar com a cepa E de B. subtilis pode melhorar a absorção de nutrientes da ração e minimizar os efeitos tóxicos dos compostos nitrogenados presentes na água de cultivo. No capítulo II, o objetivo foi avaliar o efeito de uma cepa de B. subtilis KM0 geneticamente modificada que expressa e secreta uma fitase fúngica, a qual pode melhorar aspectos nutricionais relacionados com o metabolismo do fósforo de camarões. Quando foi adicionado à ração comercial de L. vannamei, esse B. subtilis geneticamente modificado não alterou de forma significativa parâmetros de crescimento. No entanto, houve uma diminuição na expressão de genes relacionados com a digestão e um aumento de 39% no teor de fósforo no tecido muscular e, também, um aumento na contagem de vacúolos lipídicos no hepatopâncreas do camarão. No capítulo III, o objetivo foi suplementar a ração comercial com uma cepa geneticamente modificada da cianobactéria Synechococcus elongatus expressando uma β-glicosidase heteróloga, a qual pode impactar o metabolismo de carboidratos do camarão. Os resultados demonstraram que a suplementação da ração comercial com as cianobactérias (selvagem ou transgênica) não afetou de forma negativa os índices de crescimento, peso final e taxa de conversão alimentar dos camarões em comparação com os controles. Entretanto, as cianobactérias alteraram a expressão de genes relacionados à digestão (amy, gdh e cathB) e ao sistema imune (tgase), enquanto a cianobactéria transgênica, isoladamente, aumentou significativamente o conteúdo de fósforo e lipídio no músculo dos camarões. Em conclusão, a presente tese demonstrou que o uso tanto de probióticos isolados do trato intestinal do camarão L. vannamei assim como probióticos geneticamente modificados podem trazer diversos benefícios aos camarões, o que é interessante do ponto de vista ambiental e econômico, contribuindo para a sustentabilidade da carcinocultura.