Verbetering van de weerstand van vroege stadia van regenboogforel (Oncorhynchus mykiss) met een nieuwe bacteriële oplossing

door Alexandre Brame, Innovatie Manager, Nolival, Stéphane Frouel, Projectmanager aquacultuur en Maxime Hugonin, Productmanager aquacultuur, mixwetenschap, Frankrijk

Alexandre Bram, Stephane Frouel en Maxime Hugonin rapporteren over een veldproef in Frankrijk om het potentieel van een microbiële oplossing te evalueren om het microbioom in het forelkweeksysteem gunstig te moduleren en de weerstand en prestaties te verbeteren van het uitkomen van de eieren tot het vroege juveniele stadium van regenboogforel Oncorhynchus mykiss.

Onder de gekweekte aquatische soorten, regenboogforel is een van de belangrijkste. Sommige experts hebben voorspeld dat de wereldconsumptie van regenboogforel de 950 zal bereiken, 000 metrische ton (mt) per jaar alleen al in het eerste kwartaal van 2020. Het grootste deel van dit volume zal worden geleverd door aquacultuur, met een wereldwijd verkoopvolume van gekweekte forel dat naar verwachting ongeveer 830 zal bereiken, 000 ton (t).

Door de aanhoudend relatief hoge kosten van zalm heeft regenboogforel zich gevestigd als een goedkopere alternatieve vis, biedt veel van dezelfde gezondheidsvoordelen. De specialisten voorspellen een samengesteld jaarlijks groeipercentage voor de wereldwijde regenboogforelmarkt van ongeveer vijf procent in de komende 10 jaar.

Echter, ziekten vormen een primair probleem in de forelaquacultuur en kunnen de economische vooruitgang in veel landen ernstig beïnvloeden. Het ontstaan ​​van een visziekte is het resultaat van de interactie tussen ziekteverwekkers, gastheren en het milieu. Talrijke studies hebben gemeld dat waterbehandelingen een indirecte factor kunnen zijn bij het vormgeven van de bacteriële gemeenschappen in de omgeving, huid, kieuwen en maagdarmkanaal, gewoonlijk aangeduid als de 'microbiomen', van waterdieren.

Aangenomen wordt dat deze microben een belangrijke rol spelen bij de ontwikkeling van de gastheer, immuniteit, spijsvertering en voeding. Integendeel, schadelijke bacteriën kunnen een omgekeerde rol spelen. De ziekten die voorkomen bij regenboogforel zijn onder meer:​​ziekten veroorzaakt door bacteriën (Aeromonas spp., Yersinia spp., bacteriële nierziekte, Flavobacterium spp., …), parasieten (Gyrodactylus, Chilodonella, Trichodina, epistylis, Trichophrya, Ichthyopthirius, Ichtyobodo, proliferatieve nierziekte, amoeben kieuw besmetting, Coleps), schimmels (Saprolegnia), en virussen (infectieuze pancreasnecrose, virale hemorragische septikemie, en infectieuze hematopoëtische necrose).

Mocht er een storing optreden die een onbalans veroorzaakt, of dysbiose, in het commensale microbioom, de vis kan kwetsbaarder zijn voor pathogene infecties. Inderdaad, het maagdarmkanaal, naast de huid, kieuwen en elke wijziging van het omgevingswater, staan ​​bekend als de belangrijkste toegangswegen voor potentieel pathogene micro-organismen in vissen.

De managementpraktijken die zijn ontworpen om het optreden van ziekten of de achteruitgang van de waterkwaliteit te voorkomen, zijn van cruciaal belang voor een succesvol landbouwsysteem. Een sterke bioveiligheid/profylaxe om het optreden van ziekten te voorkomen is een vereiste voor een succesvolle productie. Onder deze, de infectie kan worden voorkomen door broedeieren te beschermen en de watermicroflora in de vroege stadia van de vis te beheersen.

De impact van nieuwe producten om een ​​stabiel en gezond microbioom van gekweekte zalmachtigen te behouden, in het bijzonder die van microbiële oplossingen, krijgen meer aandacht naarmate de aquacultuurpraktijken evolueren in lijn met de beperkingen op antibiotica en chemicaliën om het dier en het water te behandelen.

Soorten Bacillus sp. zijn sporenvormende bacteriën die resistent zijn tegen agressieve fysische en chemische omstandigheden. Verschillende soorten vertonen ongebruikelijke fysiologische kenmerken waardoor ze kunnen overleven in verschillende omgevingsomstandigheden, waaronder zoet water, mariene sedimenten, woestijnzand, warmwaterbronnen, arctische bodems en het maagdarmkanaal van vinvissen en schaaldieren.

Toepassing van Bacillus spp. als probiotica in voer of voor bioremediatie van landbouwwater hebben een groot potentieel voor duurzame aquacultuur. Soorten Bacillus spp. kan een gewenste rol spelen bij het handhaven van een optimale waterkwaliteit en evenwicht, wat een vermindering van stress betekent, wat leidt tot een verbeterde immunofysiologische balans, hogere darmbalans, betere groei en verbeterde overleving bij doelwaterdieren.

In het huidige onderzoek is we hebben het potentieel aangetoond van een microbiële oplossing op basis van geselecteerde Bacillus sp. stammen (Nolivade, Frankrijk) rechtstreeks toegepast in het kweekwater van vroege stadia van regenboogforel.

Omdat werd verondersteld dat het aanvullen van landbouwwater met een microbiële oplossing de structuur van de darmmicrobiota zou moduleren, het primaire doel van deze studie was het karakteriseren van de darmmicrobiota van gekweekte regenboogforel met of zonder microbiële oplossing in het productiesysteem. Daarom, het secundaire doel van dit onderzoek was om het vermogen van nuttige bacteriën te evalueren om sterfte of verlies van zoötechnische prestaties tijdens een sanitaire uitdaging te voorkomen (pathogene bacteriën, schimmels of virussen).

Forel racebaan proef

De regenboogforelproef werd uitgevoerd in overdekte loopbanen van 1300 liter (l) in een particuliere forelkwekerij in Frankrijk. Er werd een continue waterstroom (met een gemiddeld debiet van 0,6 l/s) toegepast. Alle experimentele loopbanen waren verbonden met een gemeenschappelijke decantatie-eenheid die was ontworpen om het water mechanisch te filteren. Temperatuur, zoutgehalte, en zuurstofniveaus waren gebaseerd op de omgevingsomstandigheden van de rivier die verbonden was met de boerderij. Vier loopbanen werden gebruikt voor controle (CTRL) en vier andere voor experimenteel Nolivade-product (EXP).

Voor het uitkomen, 50, 000 foreleieren werden afgezet op speciale planken die in elke racebaan werden verzonden. aanvankelijk, de eieren werden een dag ondergedompeld in een oplossing die de microbiële oplossing bevat (2 g product verdund in 10 l water), en toen werd het aangebracht in zijn oorspronkelijke poedervorm, direct in water vanaf de eerste dag na het uitkomen tot dag 60. Deze microbiële oplossing werd aangebracht in een dosis gelijk aan 1,10 e5 CFU/l raceway's water.

Op dag 60, voor microbiota-analyse, Per groep werden 12 jonge juvenielen bemonsterd, gespoeld met steriel water en vervolgens fijngemaakt om DNA te extraheren om veranderingen in de structuur van de microbiota van regenboogforel aan te tonen.

De monsters werden tot verwerking in de vriezer -80ºC bewaard. Voor totale DNA-extractie, de commerciële QIAamp® DNA Stool Mini-kit (QIAGEN) werd gebruikt volgens de instructies van de fabrikant. Vervolgens, het V4-gebied van het 16S-ribosoomsubeenheidgen werd geamplificeerd met primers die overlappend gebied bevatten met Illumina-platformprimers.

Na verificatie van de kwaliteit van de amplicons, monsters werden gesequenced met behulp van het Illumina MiSeq (gepaarde-end bibliotheek) platform met de 250-cyclus V2-kit. De bioinformatica-analyse werd uitgevoerd met MOTHUR v.1.36.1-software. Taxonomische classificatie werd verkregen met behulp van SILVA Database.

Eindelijk, cumulatieve sterfte en groeiprestaties werden gemeten. Gedurende de hele proef werd een veterinaire diagnose gesteld om ziekten te identificeren die tijdens de proefperiode op de boerderij voorkwamen en om te observeren hoe ze de vissen beïnvloeden.

Impact van de microbiële oplossing op de darmflora, ziekteresistentie en prestatie van forel

Uitgebreide taxonomische basislijnen van microbiële taxa kunnen een goed overzicht geven van de gezonde status van regenboogforel. Aangenomen wordt dat bacteriële geslachten die gewoonlijk worden aangetroffen in de darm van vissen, inclusief Vibrio, Aeromonen, Clostridium, Flavobacterie, Edward, Pseudomonas, fotobacterie, renibacterie, Serratia, Yersinië, zijn stammen die ziekten kunnen veroorzaken.

Veel van deze microben bevatten vaak minder belangrijke componenten van het darmmicrobioom en komen alleen naar voren als opportunisten wanneer de vis gestrest is of wanneer zijn immuunsysteem in gevaar is. Veel literatuur verwijst vaak naar onevenwichtigheden of verstoringen in de darmflora van vissen en de mogelijke nadelige effecten die hierdoor kunnen ontstaan.

In de huidige studie, na 61 dagen behandeling, de darmbiodiversiteit en de overvloed aan foreldarm werd duidelijk gemoduleerd door de microbiële oplossing en er verschenen verschillen tussen CTRL- en EXP-groepen.

Bacteriën van het geslacht Aeromonas, Clostridium en Serratia waren significant of op zijn minst numeriek meer aanwezig in de controlegroep, wat aangeeft dat de gezonde status van de forel van de controlegroep mogelijk was veranderd en dat vissen vatbaarder waren voor externe stress tijdens de groeiperiode.

Een belangrijke hygiënische gebeurtenis deed zich voor tussen dag 23 en dag 30 van het experiment, toen een belangrijk voorkomen van Saprolegnia spp geassocieerd met hoge aanwezigheid van Aeromonas werd gediagnosticeerd in de darm van de controlegroep. Deze ziekteverwekkers worden meestal pas pathogeen voor vissen als vissen gestrest zijn, gewond, in een slechte voedingstoestand, temperatuur geschokt, of anderszins verzwakt.

Een aantal predisponerende factoren zijn betrokken bij de ontwikkeling van schimmelinfecties bij vissen - de factoren beïnvloeden zowel de vis als de schimmel, en een combinatie van factoren in plaats van een enkele aandoening leidt uiteindelijk tot infectie. Al lang wordt aangenomen dat de schimmels die verantwoordelijk zijn voor saprolegniasis secundaire pathogenen zijn, en laesies worden vaak gezien na hantering en na traumatische schade aan de huid die kan worden veroorzaakt door overvolle omstandigheden of in combinatie met vervuiling of bacteriële of virale infecties. Huid- en kieuwlaesies worden verreweg het vaakst waargenomen, maar er zijn meldingen geweest van infectie van inwendige organen.

Het gebruik van de microbiële oplossing op de eieren en direct in het water tijdens de vroege stadia van de ontwikkeling van de forel had een beschermend effect tegen de aantasting van juvenielen door Saprolegnia en Aeromonas, aangezien de vissen minder gewond raakten en de overleving aan het einde van de proces. Dus, aan het einde van de crèche, de gemiddelde mortaliteit was 14,3 procent voor experimentele loopbanen, terwijl deze 21,1 procent bereikte voor controleloopbanen, wat een relatieve verbetering van 33 procent betekent.

Deze bescherming van vissen door de microbiële oplossing had positieve effecten op de uiteindelijke groeiprestaties, aangezien het uiteindelijke gewicht van de experimentele groep iets hoger was dan dat van de controle. Het gemiddelde uiteindelijke individuele gewicht van de controlegroep was 1,58 g versus 1,65 g voor de experimentele groep, wat een relatieve verbetering van 4,2 procent betekent.

Conclusie

Mocht de vis worden uitgedaagd door schimmels geassocieerd met opportunistische bacteriën, een verscheidenheid aan externe desinfectiemiddelen kan worden gebruikt. Ze omvatten het gebruik van malachietgroen, kopersulfaat, kaliumpermanganaat, en formaline. Al deze producten zijn controversieel omdat ze een nadelig effect op het milieu kunnen hebben.

Dit door Nolivade ontwikkelde microbiële product lijkt een nieuwe en veelbelovende route als preventieve oplossing in forelkweeksystemen. Deze studie heeft aangetoond dat het effectief is om de gevoeligheid van de vissen tijdens de vroege levensfasen te verminderen, wanneer het wordt geconfronteerd met omgevingsveranderingen en in geval van hoge pathogene druk.