Expert onderwerp:Snoekbaars

Onderzoek naar het biologische en sociaaleconomische potentieel van nieuw opkomende kandidaat-vissoorten voor de uitbreiding van de Europese aquacultuurindustrie - het DIVERSIFY-project (EU FP7-GA603121)

door Rocio Robles, Disseminatieleider (CTAQUA, Spanje), Constantinos C Mylonas, Projectcoördinator (HCMR, Griekenland), Costas Tsigenopoulos, Voortplanting en genetica - snoekbaarsleider (HCMR, Griekenland), Ivar Lund, Voeding - snoekbaarsleider (DTU, Denemarken), Pascal Fontaine, Larvenhouderij - leider van snoekbaars (UL, Frankrijk), Patrick Kestemont, Groei uit veeteelt - snoekbaars leider (FUNDP, België)

DIVERSIFY-project liep tussen 2013 en 2018 en omvatte zes Europese soorten vinvissen (zie aprilnummer International Aquafeed). De combinatie van biologische, technologische en sociaaleconomische onderzoeksactiviteiten die in DIVERSIFY zijn ontwikkeld, zullen naar verwachting de diversificatie van de aquacultuurindustrie in de EU ondersteunen en helpen bij de uitbreiding van de productie, toenemende aquacultuurproducten en ontwikkeling van nieuwe markten.

In navolging van de eerdere internationale Aquafeed-uitgaven over het project DIVERSIFY waarin we de projectresultaten over heilbot en magere presenteerden, deze maand presenteren we de projectresultaten op snoekbaars (Sander lucioperca).

Snoekbaars IN HET DIVERSIFY PROJECT

Snoekbaars, S. lucioperca, is een zoetwatervis die in Europa het grootste potentieel heeft voor diversificatie van de aquacultuur in het binnenland (Fig.1). Het vruchtvlees van snoekbaars is neutraal van smaak en leent zich voor verschillende bereidingsvormen. Bovendien, de filets hebben geen botten --in tegenstelling tot karper, die op hetzelfde marktsegment concurreert. Jaarrond productie van snoekbaars vereist productie in RAS (Recirculation Aquaculture Systems). De RAS maakt het ook mogelijk om met hoge dichtheden te produceren, 80-100 kg m-3. Erkend door een enquête gericht aan viskwekers, DIVERSIFY identificeerde de belangrijkste knelpunten voor de verdere uitbreiding van de snoekbaarscultuur vandaag:(a) gebrek aan kennis van de genetische variabiliteit van de gebruikte broedstocks, (b) lage larvale overleving (meestal 5-10%). een hoge incidentie van misvormingen, en (c) hoge gevoeligheid voor stressoren, behandelings- en houderijpraktijken die leiden tot hoge en plotselinge sterfte. Al deze knelpunten zijn aangepakt door het onderzoek in DIVERSIFY.

Genetica

Identificatie van genetische relaties tussen verschillende broedstocks, inteeltverschijnselen en verlies van heterozygotie is belangrijk in de aquacultuur, omdat dit kan leiden tot reproductief en productief falen (verminderde overleving van het nageslacht, groei, voedselconversie-efficiëntie en verhoogde frequentie van misvormingen). Het is ook belangrijk om te weten hoe de gedomesticeerde bestanden verschillen van hun wilde tegenhangers, die mogelijk een toekomstige bron van vis zou kunnen zijn om in kweekprogramma's op te nemen. Het overwinnen van de bovengenoemde knelpunten is erg belangrijk om de productiekosten te verlagen en, daarom, de aquacultuurproductie van snoekbaars in de EU uitbreiden.

De eerste taak van DIVERSIFY voor snoekbaars was het beoordelen van de genetische variabiliteit van broeddieren in gevangenschap in commerciële boerderijen in Europa die actief zijn in RAS, en vergelijk deze variabiliteit met die van wilde populaties. In totaal werden 21 populaties/broedstammen bemonsterd en geanalyseerd, waaronder 13 broedstocks in gevangenschap en acht populaties van wilde oorsprong. De resultaten hebben uitgewezen dat sommige broedstammen voldoende genetische variatie hebben, maar aangezien sommige van hen afkomstig zijn van weinig vissen, in de toekomst moet aandacht worden besteed aan het opzetten van fokprogramma's. In het algemeen, er was overeenstemming met de herkomst van de stam en onze studies leverden bewijs dat snoekbaarspopulaties in Europa deel uitmaken van ten minste twee genetisch gedifferentieerde groepen. De eerste groep komt voor in Noord-Europa van Nederland/Denemarken tot het Westen, Polen (tenminste) naar het Oosten, en Finland in het noorden. De tweede groep omvat alle resterende populaties in Centraal-Europa tot zo zuidelijk als Tunesië (en waarschijnlijk Spanje, Italië en Noord-Griekenland). Op basis van deze groepering er kan worden gesteld dat de meeste geanalyseerde populaties vissen van één enkele oorsprong leken te bevatten; hoe dan ook, in enkele gedomesticeerde populaties varieerde deze verhouding van 5-19%, mogelijk door het mengen van vis uit meerdere bronnen.

Voeding

Op het gebied van snoekbaarsvoeding, proeven hebben aangetoond dat snoekbaarslarven zowel hoge inclusieniveaus van fosfolipiden als essentiële PUFA's met lange keten (LC) nodig hebben om optimaal te presteren. Deze vereiste is ongebruikelijk voor larven van zoetwatervissen en wordt vaker waargenomen bij mariene soorten. Het fosfolipidegehalte is over het algemeen laag in dieetoliën die worden gebruikt in visvoer, maar sommige visoliën kunnen hoge concentraties hebben. Fosfolipiden kunnen bijzonder belangrijk zijn in vislarven, omdat deze lipiden een belangrijke functie hebben tijdens de ontwikkeling van de larven en vooral aanwezig zijn in de hersenen en de celmembranen van de larven. Fosfolipiden kunnen de spijsvertering en het gebruik van lipidenvoer verbeteren en hebben positieve voordelen bij de ontwikkeling van larven. Het was dus belangrijk om optimale fosfolipidenniveaus en niveaus van essentiële FA (EFA) in droogvoer voor snoekbaarslarven te bepalen op de prestaties en ontwikkeling.

Drie fosfolipidenniveaus in de voeding werden getest in larvale droogvoer:het totale fosfolipidegehalte varieerde van 3,7 % ww (PL1), 8,2% ww (PL2) en 14,4% ww (PL3) om hun effect op de groei en ontwikkeling van larven te evalueren. Aanvullend, suppletie van EFA in drie andere diëten (PL1H1-PL3H3) werd getest:0,5 % ww PL1H1, 2 % ww PL2H2 en 3,4 % ww PL3H3. De larven kregen de droge voeding van 10 dagen tot 30 dagen na het uitkomen.

De resultaten toonden ofwel een specifiek effect van de EFA, Ω-3 vetzuren of een gecombineerd effect van fosfolipiden en vetzuren. Gecombineerde suppletie van maximaal 14,5% fosfolipiden met EFA, Ω-3 vetzuren leiden tot de hoogste groei (Fig. 2) en de laagste afwijkingen. De overleving was veel lager voor larvale groepen die waren gefokt op het laagste fosfolipideniveau PL1 en PLH1. Het hoogste fosfolipide EFA-niveau verbeterde enzymatische activiteit in het spijsverteringskanaal van de larven, wat waarschijnlijk te wijten was aan een hogere rijping van de darm gevolgd door groeiverbetering. Verschillende van de eiwitten die tot expressie worden gebracht in de lever (het belangrijkste metabolische orgaan in het lichaam), zoals FAS (vetzuursynthase), vertoonden een duidelijke toename, wanneer larven lage niveaus van EFA in de voeding kregen, suggereert een hogere energiebehoefte van deze kleinste larven. Een toename van fosfolipiden in de voeding van 3,7 tot 8,2% verminderde de incidentie van skeletafwijkingen niet, maar opname van 14,5% fosfolipiden verminderde significant de incidentie van ernstige skeletafwijkingen, en was het laagst in larven gevoed met 14,5% fosfolipiden + EFA.

Combinaties van voedingsbehoeften en kweekomstandigheden tijdens vroege ontogenie zijn slecht bestudeerd bij snoekbaars. De vervanging van mariene oliën door plantaardige oliën heeft de stresstolerantie verminderd en neurofysiologische veranderingen veroorzaakt bij snoekbaarslarven, maar de effecten van omgevingssignalen zijn beperkt. Zout water beïnvloedt een reeks fysiologische functies tijdens vroege ontogenie van vislarven en kan het FA-metabolisme beïnvloeden, zodat larven beter in staat zijn om niet-essentiële vetzuren om te zetten in essentiële vetzuren en dus minder behoefte hebben aan essentiële vetzuren uit het voedsel (fig. 3).

Resultaten van een experiment met snoekbaarslarven gevoed met verschillende bronnen van niet-essentiële vetzuren en gekweekt bij drie verschillende zoutgehalten (0, 5 en 10 ppt) toonden aan dat het zoutgehalte geen effect had op de groeiprestaties van de larven. Larven hadden een duidelijke specificiteit om essentiële Ω-3-vetzuren op te nemen en te veresteren, met name ARA (arachidonzuur), EPA (eicosapentaanzuur) en DHA (docosahexaanzuur) in lipiden. Het zoutgehalte had geen effect op het vermogen van larven om onverzadigde PUFA-precursoren te veresteren en op te nemen en dus om lipidenklassen die essentiële vetzuren bevatten te biosynthetiseren. Een stresstest opsluiting veroorzaakte een hoge acute mortaliteit in alle groepen (50-70%) echter significant het laagst voor een controlegroep met hoge niveaus van essentiële Ω-3-vetzuren. De prevalentie van ernstige skeletafwijkingen was over het algemeen hoog, treft meer dan 75% van de larvale populatie met negatieve effecten door verhoging van het zoutgehalte.

Het wordt aanbevolen om essentiële Ω-3-vetzuren (EPA + DHA) in de voeding van snoekbaarslarven te verstrekken voor een normale ontwikkeling en om de stressgevoeligheid te verminderen. De resultaten wezen op een hoog voorkomen van misvormingen en een verhoogde incidentie bij hogere zoutgehalten.

Larvale houderij

Tot nu toe hebben verschillende knelpunten het succes van de kweek van snoekbaarslarven beïnvloed. Er zijn drie belangrijke knelpunten geïdentificeerd:(1) hoge sterfte als gevolg van voornamelijk kannibalisme, (2) hoge mate van misvormingen en (3) een grote heterogeniteit tussen larvencohorten in verschillende ontogene ontwikkelingsstadia. Met behulp van een larvenkweeksysteem op pilotschaal (RAS, tien 700 L tanks, Fig. 4) en op basis van bestaande protocollen die door het MKB worden gebruikt, opeenvolgende experimenten werden uitgevoerd met behulp van factoriële ontwerpen (4 factoren getest met 8 experimentele eenheden) die efficiënte methoden zijn om larvale protocollen met succes te optimaliseren. Met een dergelijke methodologie kunnen (i) de effecten van elke geteste eenvoudige factor en de interacties daartussen worden geïntegreerd, (ii) het rangschikken en evalueren van de effecten die worden veroorzaakt door factoren of interacties, (iii) snel een optimale combinatie van factoren identificeren die de overleving van larven verhogen, en (iv) het vaststellen van een eerste modellering van het complexe multifactoriële determinisme van outputvariabelen. Deze methode is al met succes toegepast in de larvicultuur van vissen. Ons doel was om achtereenvolgens de effecten van milieu-, voedings- en populatievariabelen. Voor elk experiment, de keuze voor deze factoren was een afweging tussen gegevens die beschikbaar zijn in de literatuur en de beperkingen van ons systeem (d.w.z. de onmogelijkheid om de temperatuur in elke tank te variëren). Van elk experiment volgens de verkregen resultaten, de meest invloedrijke factoren en modaliteiten werden behouden en geïntegreerd in het volgende experiment om het protocol te optimaliseren.

Effecten van omgevingsfactoren:De effecten van lichtintensiteit (5 of 50 lx), waterverversingssnelheid (50 of 100% per uur), de richting van de waterstroom (op de bodem of het oppervlak van de tank) en het tijdstip van tankreiniging (ochtend of middag) werden bestudeerd. De multifactoriële experimentele opzet was gebaseerd op de toepassing van 8 combinaties van factoren. Uit de spawn van een gedomesticeerde broedstock 500, 000 pas uitgekomen larven (<1 dph) werden verkregen van de SME Asialor (Pierrevillers, Frankrijk). Vervolgens werden de larven verdeeld over 8 tanks (62, 500 per tank, 90 larven L-1), waar de watertemperatuur aanvankelijk op 15-16°C werd gehouden. De fotoperiode werd vastgesteld op 12 uur licht en 12 uur donker met een geleidelijke toename van de lichtintensiteit (van 0 naar 5 of 50 lx) van 07:30 tot 08:00 uur en een afname van de lichtintensiteit (van 50 of 5 naar 0 lx) van 19:30 tot 20:00 uur. De temperatuur nam stapsgewijs toe met 1°C per dag tot 20°C. De voedingsfrequentie was tijdens de lichtperiode elke 1,5 uur een maaltijd. Opgeloste zuurstof werd boven 6 mg L-1 gehouden.

In dit experiment (39 dagen), er werd aangetoond dat gespeende juvenielen met een gemiddeld lichaamsgewicht van 0,50 ± 0,06 g in 5 weken kunnen worden geproduceerd, maar de overlevingspercentages (0,3-2,6%) waren erg laag. Eindelijk, het lijkt erop dat een waterinlaat op de bodem van de tank beter is om de heterogeniteit van de grootte te verminderen. Gezien de groeiresultaten, wij adviseren een lichtintensiteit van 50 lx toe te passen, een waterverversingspercentage van 100%, een reiniging van de tank tijdens de middag en een inlaat van het water op het onderste niveau. Volgens gedrag, dit eerste experiment stelde ons in staat om te weten dat het mogelijk is om de 'persoonlijkheid' van jonge snoekbaars te bepalen en misschien in een toekomstig experiment het verband tussen persoonlijkheid en kannibalisme te benadrukken.

Effecten van voedingsfactoren:een tweede experiment (53 dagen) werd gedaan om de effecten van vier voedingsfactoren te evalueren:de timing van het begin van het spenen (op 10 of 16 dph), de methode van voedseldistributie (continu of discontinu tijdens de verlichtingsperiode), het al dan niet toepassen van een bijvoederaanpak (6 dagen voor de speenperiode) en de speenduur (3 of 9 dagen). Larven (240, 000, 30, 000 larven per tank ca. 43 larven L-1) werden verkregen van het MKB Asialor (Pierrevillers, Frankrijk). De resultaten suggereren, dat een later begin en een langere duur van het spenen gevolgd door onderbroken voeding de overleving van de larven zal verbeteren, groei en het verminderen van misvormingen in populaties snoekbaars.

Effecten van populatiefactoren:een derde experiment (52 dagen) getest, de effecten van de initiële larvendichtheid (50 of 100 larven L-1), het uitzoeken van visjumpers (ja of niet), larvengroep met of zonder broer of zus (larven van een of twee vrouwtjes) en vrouwelijk gewicht (<2,8 kg of> 3,3 kg). Larven (420, 000) werden verkregen van de SARL Asialor (Pierrevillers, Frankrijk) en overgebracht naar het UL-experimentele platform (UR AFPA, Vandœuvre-lès-Nancy, Frankrijk). Resultaten verkregen in de larvenfaciliteiten van het platform suggereren dat de hogere uiteindelijke biomassa gecorreleerd zou kunnen zijn met een hogere initiële larvendichtheid (100 larven L-1) en met het gebruik van larven geleverd door grotere vrouwtjes, maar onafhankelijk van het sorteren van jumpers en het gebruik van broers en zussen.

Identificatie van optimale combinaties van factoren

Volgens de beste resultaten verkregen in de vorige experimenten, een optimale combinatie van factoren (tabel 1) werd voorgesteld om de kweek van snoekbaarslarven te verbeteren en werd getest in hetzelfde kweeksysteem met 7 herhalingen (52 dagen).

Omgevingsomstandigheden groeien uit

het gebied van uitgroeien, de studies identificeerden de optimale omstandigheden voor het verbeteren van de groei en het welzijn van snoekbaars in de aquacultuur en karakteriseerden de effecten van belangrijke houderij- en omgevingsfactoren op de groei en fysiologische toestand van deze soort. een screeningsexperiment, acht factoren die als relevant werden beschouwd voor het welzijn van snoekbaars werden vergeleken in twee modaliteiten met behulp van een fractioneel multifactorieel ontwerp (28-4). Elke experimentele eenheid vertegenwoordigde een combinatie van acht factoren in twee modaliteiten, waaronder beoordeling, bezettingsdichtheid (15 vs 30 kg/m3), voersoort (drijvend vs zinkend), lichtintensiteit (10 vs 100 lux), lichtspectrum (rood vs wit), fotoperiode (lang versus kort), opgeloste zuurstof (60 vs. 90%) en temperatuur (21 vs. 26°C). Visbemonstering vond plaats op dag 36 en 63. Stressmarkers - glucose, cortisol en serotonerge activiteit in de hersenen - en veranderingen in humorale immuunactiviteiten en immuungenexpressie in de nieren werden beoordeeld. Lichtintensiteit en het soort voer bleken duidelijk sturende factoren voor de snoekbaarscultuur (Fig. 5). Het gebruik van een zinkend voer leidde tot de beste resultaten wat betreft het uiteindelijke individuele gewicht, de specifieke groeisnelheid en de gewichtsheterogeniteit. Hoge lichtintensiteit beïnvloedde overleving. De belangrijkste invloed op de fysiologische en immuunstatus werd bepaald door lichtkenmerken, inclusief intensiteit, spectrum en fotoperiode, evenals temperatuur.

Snoekbaars is gevoelig voor zijn lichte omgeving. Zijn voorkeur voor donkere omgevingen wordt verklaard door specifieke aanpassingen van zijn netvlies, waaronder een tapetum lucidum dat een specifiek anatomo-histologisch weefsel is dat de gevoeligheid van het oog voor licht aanzienlijk versterkt. Er werd aangetoond dat lichtintensiteit en lichtkleuren beide het zicht van verschillende vissoorten kunnen beïnvloeden, voedselinname beïnvloeden, reproductie, groei en zelfs overleving. Het is dus essentieel om vissen in een optimale lichte omgeving te houden. Echter, de effecten van de lichte omgeving, inclusief de lichtintensiteit en het lichtspectrum, over de fysiologie en immuniteit van snoekbaars, en meer in het algemeen van teleos, zijn slecht gedocumenteerd. En gezien de resultaten van het multifactoriële experiment, een in vivo experiment werd uitgevoerd om de effecten van de lichtintensiteit en lichtspectra op de stressstatus verder te valideren en te verdiepen, humorale aangeboren immuunrespons en expressieprofielen van immuunrelevante genen in snoekbaars.

Een voorraad van 1000 jonge snoekbaars werd verdeeld in 24 overdekte 100‐L tanks van een recirculerend aquacultuursysteem. Na een acclimatisering van 30 dagen in constante omstandigheden (spectrum:wit; lichtintensiteit aan wateroppervlak:10 lx; ​​fotoperiode:12L (8:00‐20:00)/12D) werden nieuwe lichtomstandigheden toegepast, met zes tanks per experimentele conditie:10‐lx wit; 10‐lx rood; 100‐lx wit; en 100‐lx rood. De lichtintensiteit werd gemeten aan het wateroppervlak en de spectra omvatten een witte (industriële wit-Osram, koel wit 840 Lumilux) en een rode kleur (rood filter, 610 nm; Loomis). Monsters vonden plaats tijdens de scotofase om 04:00 uur en de fotofase om 16:00 uur, op zowel dag 1 als 30. Om repetitieve stressvolle gebeurtenissen bij vissen en mogelijke artefacten op resultaten te voorkomen, Op elk moment van de bemonstering werden 12 tanks (drie per conditie) toegewezen.

De resultaten gaven aan dat het gebruik van een hoge lichtintensiteit werd gevolgd door langdurige stress en een immuunsuppressie. Het lichtspectrum heeft maar weinig invloed. In aanvulling, resultaten toonden aan dat een hoge stressstatus de melatonineproductie en -afscheiding door de pijnappelklier kan hebben beïnvloed. De daling van het circulerende melatonine en de toename van de stressstatus kunnen beide betrokken zijn bij de onderdrukking van het immuunsysteem.