Welkom bij
Moderne landbouw
!
door Rui A Gonçalves, Biomin Holding, Oostenrijk
In de aquacultuur, fumonisines (FUM) zijn over het algemeen in verband gebracht met een verminderde groeisnelheid, voerconsumptie en voerefficiëntie, en een verstoord sfingolipidenmetabolisme. Fumonisine-toxiciteit
is gerelateerd aan dit vermogen om sphinganine (sfingosine) N-acyltransferase (ceramidesynthase), een sleutelenzym in het lipidenmetabolisme, deze weg verstoort. Dit komt door de langketenige koolwaterstofeenheid (vergelijkbaar met die van
sfingosine en sphinganine) in deze mycotoxinen, die een rol spelen bij hun toxiciteit.
Gevoeligheid van zoetwatersoorten
Er is weinig informatie beschikbaar over de effecten van fumonisinen op aquacultuursoorten, en het meeste onderzoek richt zich op zoetwatersoorten.
De kanaalmeerval (Ictalurus punctatus) is de meest bestudeerde soort. Deze vissen kunnen relatief veel FUM verdragen, met een gevoeligheid van ongeveer 10 mg fumonisine B1 (FB1)/kg voer. Bij karpers (Cyprinus carpio L.) zijn ook nadelige effecten van met fumonisine verontreinigde voeding gemeld:bij verschillende experimenten zijn verspreide laesies in de exocriene en endocriene pancreas waargenomen, en interrenaal weefsel, waarschijnlijk als gevolg van ischemie en/of verhoogde endotheliale permeabiliteit.
In een andere studie van Pepeljnjak et al., 2003, eenjarige karpers kregen korrels met 500, 5, 000 of 150, 000 g FB1/
kg lichaamsgewicht, resulterend in gewichtsverlies en veranderingen in hematologische en biochemische parameters in doelorganen.
Tuan et al. (2003) toonden aan dat het voeden van FB1 aan tropische soorten op 10, 40, 70 en 150 mg/kg voer gedurende 8 weken beïnvloedde de groei van Nile tilapia (Oreochromis niloticus) fingerlings. In dit experiment, gemiddelde gewichtstoename bij visvoer met 40, 000 μg FB1/kg of meer waren lager. Hematocriet werd alleen verlaagd bij de tilapia die 150 werd gegeven, 000 μg FB1/kg voer. De verhouding van vrij sfinganine tot vrij sfingosine (Sa:So-verhouding) in de lever nam toe tot 150, 000 μg FB1/kg voer.
Pacific witbeengarnalen
Voor zover de auteur weet, de enige schaaldiersoort die tot nu toe is onderzocht met betrekking tot de gevoeligheid voor FUM is de witpootgarnaal (Litopenaeus vannamei). Ondanks kleine variaties in testniveaus, de weinige beschikbare studies suggereren dat Litopenaeus vannamei veel gevoeliger is voor FB1 dan eerder beschreven in zoetwatersoorten. Garcia-Morales et al. (2013) hebben aangetoond dat de concentratie van oplosbare spiereiwitten was verminderd, en veranderingen werden waargenomen in de thermodynamische eigenschappen van myosine, na 30 dagen" blootstelling aan FUM in Pacific witpootgarnalen gevoed met 20 tot 200 μg FB1/kg voer.
Dezelfde auteurs rapporteerden duidelijke histologische veranderingen in de weefsels van garnalen die een dieet kregen dat 200 μg FB1/kg voer bevatte, en veranderingen in vleeskwaliteit na 12 dagen ijsopslag in vissen die meer dan 600 μg FUM/kg voer hebben gekregen. Het effect van FUM op de spierkwaliteit kan van groot belang zijn, vooral voor garnalen exporterende landen, omdat het de houdbaarheid rechtstreeks beïnvloedt. De studie van Burgos-Hernández et al. in 2005 bevestigde ook dat FB1 histologische veranderingen veroorzaakt in de hepatopancreas van garnalen als gevolg van veranderingen in trypsine- en collagenase-activiteit.
Mexico-Salazar et al. (2008) observeerden ook duidelijke histologische veranderingen in de hepatopancreas, evenals necrotisch weefsel, in garnalen gevoed met 500 μg FB1/kg. Deze auteurs hebben ook veranderingen waargenomen in zowel de elektroforetische patronen als de thermodynamische eigenschappen van de myosine die wordt geëxtraheerd uit garnalen die zijn blootgesteld aan FB1.
Mariene soorten als vatbaarder
Alle aquacultuursoorten getest op gevoeligheid voor FUM voor
datum omnivoor of herbivoor zijn geweest, en ze zijn allemaal zoetwatersoorten geweest, met uitzondering van witpootgarnalen. Hoge niveaus van FUM zijn gemeten in plantenmaaltijden die gewoonlijk worden gebruikt voor vleesetende mariene soorten, maar er zijn geen onderzoeken gedaan naar het mogelijke effect van FUM op mariene soorten. Om deze kennislacune op te vullen, twee proeven werden uitgevoerd in mariene soorten, waar er potentieel is om plantenmaaltijden te gebruiken.
Een van de onderzoeken is uitgevoerd met goudbrasem (Sparus aurata), een van de belangrijkste aquacultuursoorten die in Europa worden gekweekt en een goed model om het effect van FUM op vleesetende mariene soorten te bestuderen.
In dit onderzoek, die nog wordt geëvalueerd, drievoud groepen van 35 goudbrasem (315 vissen in totaal), met een gemiddeld aanvankelijk lichaamsgewicht (IBW) van 28,8 ± 2,1 g kregen gedurende 60 dagen een van de drie experimentele diëten. De experimentele diëten waren:FUM 1, met 168 μg FUM/kg voer; FUM 2, met 333 g FUM/kg; en een controledieet, vrij van mycotoxinen.
Voorlopige resultaten geven aan dat de geteste FUM-inclusieniveaus de totale groei beïnvloeden. Tabel 1 geeft een overzicht van het effect van FUM bij 168 en 333 g/kg voer op de belangrijkste groei-indicatoren:uiteindelijk lichaamsgewicht (FBW), specifieke groeisnelheid (SGR), voerconversieverhouding (FCR), voeropname (FI) en eiwitefficiëntieverhouding (PER), vergeleken met het controledieet. De geteste FUM-niveaus hadden geen invloed op de overlevingskansen.
Een tweede onderzoek is uitgevoerd bij tarbot (Psetta maxima; voorheen Scophthalmus maximus), een bentische vleesetende soort, beschouwd als de belangrijkste platvissoort die in Europa wordt gekweekt en een met een groot potentieel voor Oost-Azië. In dit onderzoek, die nog wordt geëvalueerd, drievoudige groepen van 30 tarbot (in totaal 450 vissen) met een gemiddeld aanvankelijk lichaamsgewicht (IBW) van 83,7 ± 2,9 g kregen diëten met 0,5, 1,0, 2,0 of 5,0 mg FUM/kg gedurende 63 dagen (diëten met het label FUM 0,5, FUM 1.0, FUM 2.0 en FUM 5.0, respectievelijk).
De resultaten tot nu toe tonen aan dat 5 mg FUM/kg voer de sterfte significant verhoogde (p <0,05). Uiteindelijk gemiddeld lichaamsgewicht, specifieke groeisnelheid en eiwitefficiëntieverhouding waren significant lager in de vissen die de FUM 1.0 kregen, FUM 2.0 en FUM 5.0 diëten, en de voederconversie was hoger, dan vissen die de controle- of FUM 0,5-diëten kregen. 1-5 mg FUM/kg voer verminderde de hoogte van de villi in de borstelrand van de distale darm en verminderde inclusie van leverlipiden (p <0,05).
Resultaten tot nu toe van deze twee onderzoeken
zijn van groot potentieel belang. Naar onze
kennis, het zijn de eerste proeven
uitgevoerd in mariene soorten, onderzoek naar een pelagische en een bentische soort. Verder, FUM-niveaus die in eerdere proeven zijn getest, liggen binnen de contaminatieniveaus die vaak worden aangetroffen in commerciële aquafeeds, waarin het belang van screening en preventie van FUM in diervoeders wordt benadrukt.
Zeevissen en garnalensoorten kunnen zeer gevoelig zijn voor relatief lage fumonisinegehalten (<5000 μg FUM/kg voer), invloed op de groeiprestaties en de immuunstatus. Dit is veel lager dan de gevoeligheidsniveaus van de meeste zoetwatersoorten, en ook lager dan diersoorten.
Dit stelt de mariene aquacultuursector voor extra uitdagingen, aangezien de richtsnoeren van de Europese Commissie voor
FUM (fumonisines B1 + B2) in aanvullende en volledige diervoeders voor vissen is 10 mg FUM/kg voer (Europese Commissie, 2006), die misschien te hoog is, tenminste voor Sparus aurata, Psetta maxima en Litopenaeus vannamei. Verder onderzoek is nodig om te bevestigen of andere mariene soorten even gevoelig zijn voor FUM, en om het effect van andere mycotoxinen die samen met FUM voorkomen beter te begrijpen.
Synergisme kan de gevoeligheidsniveaus verlagen
Hoewel FUM het belangrijkste mycotoxine is in plantenmaaltijden en het daaropvolgende voer, gemiddeld 80 procent van alle afgewerkte voermonsters is besmet met meer dan één mycotoxine.
Het is, daarom, belangrijk om de effecten van FUM en de interactie ervan met andere mycotoxinen die in het voer aanwezig kunnen zijn, te begrijpen, vooral andere Fusarium-mycotoxinen die naast FUM worden geproduceerd. synergie, d.w.z. de interactie van twee of meer mycotoxinen om een gecombineerd effect te veroorzaken dat groter is dan de som van hun afzonderlijke effecten, is niet volledig beschreven in de aquacultuur. Echter, Van aflatoxine B1 en fumonisinen is bekend dat ze synergetisch samenwerken in vissen en garnalen. Het onderzoek van Mckean et al. (2006) in mugvis (Gambusia affinis) beschrijft het synergetische effect van aflatoxine en fumonisines perfect.
De auteurs merkten op dat de mortaliteit pas begint toe te nemen (tot 17%) boven de 2, 000 ppb FUM en vergelijkbare mortaliteit wordt gezien bij aflatoxineniveaus van 215 ppb. Echter, wanneer beide mycotoxinen werden gecombineerd, de auteurs ontdekten dat de mortaliteit toenam tot 75 procent op 1 740 ppb FUM plus 255,4 ppb AF.
Dit synergetische effect werd ook waargenomen bij regenboogforel (Oncorhynchus mykiss) met AFB1 op 100 ppb en FB1 op
3, 200 ppb (Carlson et al., 2001); in Pacific witte pootgarnaal (Litopenaeus vannamei) met 300 ppb AFB1 en 1, 400 ppb FB1; en bij Afrikaanse meerval (Clarias gariepinus) met AFB1 op 7,3 ppb en FB1 op 15, 000 pp.
conclusies
Zeebrasem, tarbot, en Pacifische witpootgarnalen blijken zeer gevoelig te zijn voor FUM-besmetting. Gevoeligheidsniveaus bij deze soorten liggen onder de richtwaarden van de Europese Commissie
voor FUM (fumonisinen B1 + B2) in aanvullende en volledige diervoeders voor vissen van 10 mg FUM/kg voer.
We begrijpen dat deze richtwaarden zijn gebaseerd op de gevoeligheid van zoetwateraquacultuursoorten. De enorme diversiteit aan soorten maakt het moeilijk om richtlijnen te maken voor de aquacultuursector. Verdere evaluatie van FUM-gevoeligheid bij andere mariene soorten is essentieel om het risico te bepalen dat FUM kan opleveren voor producenten van aquacultuurvoer en boeren.
Hoewel zoetwatersoorten minder gevoelig zijn voor FUM, het is belangrijk om te onthouden dat de voeders die in deze soorten worden gebruikt, een hoog gehalte aan een breed scala aan plantaardige eiwitten bevatten. Dit verhoogt aanzienlijk de kans op gelijktijdige aanwezigheid van mycotoxinen in zoetwater aquafeeds, toenemende gevoeligheid voor deze mycotoxinen in het voer.
