par Constantinos C. Mylonas, Coordinateur de projet (HCMR, Greee), Birgitta Norberg, Reproduction &Génétique - Atlantic Halibut Leader (IMR, Norvège), Kristin Hamre, Nutrition - Atlantic Halibut Leader (NIFES/IMR, Norvège), Torstein Harboe, Élevage larvaire - Leader du flétan de l'Atlantique (IMR, Norvège), Sonal Patel, Santé des poissons - Atlantic Halibut Leader (IMR, Norvège; actuellement chez VAXXINOVA, Norvège) et Rocio Robles, Responsable diffusion (CTAQUA, Espagne)
L'une des espèces incluses dans le projet DIVERSIFY financé par l'UE, qui a couru entre 2013 et 2018 était le flétan de l'Atlantique (Hippoglossus hippoglossus). Le flétan de l'Atlantique est le plus gros poisson plat du monde et peut atteindre un poids de plus de 300 kg. Il est très prisé sur les marchés du monde entier, mais la disponibilité du flétan atlantique sauvage diminue.
Les stocks norvégiens sont classés comme viables, mais la pêche est soumise à une réglementation stricte. Cela a entraîné une augmentation de la demande du marché pour le flétan de l'Atlantique, qui ne peut être satisfaite par la pêche seule.
Le flétan atlantique (voir figure 1) est un poisson semi-gras, riche en acides gras oméga-3, avec une viande blanche feuilletée caractéristique avec peu d'os. Le flétan atlantique d'élevage jouit d'une excellente réputation et est traditionnellement commercialisé sous forme de gros darnes ou de côtelettes de poisson. Il peut être fumé ou mariné dans le style typiquement scandinave. Ces caractéristiques ont conduit à l'inclusion du flétan de l'Atlantique dans DIVERSIFY, comme un excellent candidat pour les espèces de poissons et la diversification des produits dans l'aquaculture européenne.
Les efforts de recherche et de culture du flétan de l'Atlantique ont commencé dans les années 1980, et bien que la production annuelle totale de flétan atlantique d'élevage augmente, elle n'atteignait encore qu'environ 1600 tonnes en 2017 (Direction norvégienne des pêches).
En Europe, Des fermes de flétan atlantique existent en Norvège et en Écosse. La taille de marché souhaitée est de 5 à 10 kg et le temps de production est actuellement de quatre à cinq ans. Malgré un effort de recherche important entre 1985 et 2000, le cycle de vie compliqué du flétan de l'Atlantique a ralenti les progrès de l'aquaculture, et très peu de fonds de recherche ont été alloués par la suite.
Cependant, pendant ce temps, des progrès lents mais constants ont été réalisés par les agriculteurs afin d'améliorer la stabilité de la production, et l'intérêt pour la culture en cage et sur terre augmente. Les goulots d'étranglement restants pour une production accrue et stable sont liés à un approvisionnement constant en alevins et à la nécessité de réduire le temps de production.
Ce dernier objectif peut être atteint avec l'établissement récent d'une production de juvéniles « toutes femelles ». Cela devrait avoir un impact majeur sur le temps de production car les femelles grandissent plus vite et mûrissent plus tard – 80 pour cent des poissons abattus de moins de 5 kg sont des mâles matures.
Le projet DIVERSIFY a abordé ces goulots d'étranglement importants avec un effort de recherche coordonné en reproduction, nutrition et élevage larvaires et développement de vaccins. La combinaison du biologique, les activités de recherche technologique et socio-économique développées dans DIVERSIFY devraient soutenir la diversification de l'industrie aquacole de l'UE et contribuer à l'expansion de la production, l'augmentation des produits aquacoles et le développement de nouveaux marchés.
la reproduction
Les recherches menées dans le cadre de notre projet ont confirmé que les femelles capturées dans la nature se reproduisaient de manière fiable et produisaient régulièrement des œufs de très haute qualité (> 85 % de fécondation). Les femelles d'élevage ont également produit des œufs de haute qualité lorsque leurs cycles ovulatoires ont été identifiés, et le stripping a été effectué à proximité de l'ovulation (voir figure 2).
Pour la production commerciale, ainsi qu'à des fins d'élevage, il n'est pas pratique de se fier aux femelles capturées dans la nature. Cependant, relativement peu de femelles d'élevage ont produit des œufs de manière cohérente avec des taux de fécondation> 80-85 pour cent. En conséquence, il peut être nécessaire d'inclure des géniteurs capturés dans la nature également dans les futurs groupes de sélection afin de garantir un matériel génétique suffisamment large.
Les concentrations plasmatiques de stéroïdes sexuels chez les reproducteurs d'élevage étaient similaires à ce qui a été signalé précédemment chez le flétan de l'Atlantique, avec des profils annuels suivant la croissance et la maturation des ovaires. Les niveaux les plus élevés de 17β-estradiol (E2) ont été enregistrés juste avant le frai, début février, tandis que l'E2 et la testostérone (T) sont restés élevés pendant la période de frai.
Aucune différence dans les concentrations moyennes n'a été observée entre les femelles capturées dans la nature et les femelles d'élevage. Les concentrations plasmatiques de l'hormone folliculostimulante (FSH) et de l'hormone lutéinisante (LH) gonadotrophiques ont été documentées pour la première fois chez le flétan de l'Atlantique.
Les concentrations moyennes de FSH étaient relativement stables au cours de la vitellogenèse, d'octobre à début février, compatible avec une libération constitutive de FSH par l'hypophyse. La FSH plasmatique a diminué à de faibles niveaux pendant la ponte, mais a augmenté à nouveau une fois la ponte terminée.
Les concentrations plasmatiques de LH ont montré de grandes variations individuelles tout au long du cycle de reproduction, mais des niveaux élevés ont été détectés pendant le frai. Ceci était cohérent avec les résultats précédemment rapportés dans d'autres téléostéens, y compris un certain nombre de poissons plats.
L'implantation avec un agoniste de l'hormone de libération des gonadotrophines (GnRHa) n'a pas fait avancer le temps de frai de manière significative chez les femelles de flétan de l'Atlantique, mais une synchronisation apparente dans le temps de frai entre les individus a été observée, car les femelles traitées avaient terminé la ponte un mois avant que les poissons témoins ne soient épuisés. En production commerciale, la synchronisation entre les individus peut être un avantage car les efforts du personnel dans la collecte des œufs peuvent être concentrés sur une période relativement courte (voir figure 3).
Les reproducteurs de flétan de l'Atlantique doivent être surveillés pour l'ovulation et dépouillés sur une base régulière, et les œufs sont fécondés in vitro. Par conséquent, l'utilisation de l'implantation de GnRHa offre un avantage logistique à la gestion commerciale des géniteurs de l'espèce, en réduisant la saison de frai.
Nutrition
Pour l'élaboration d'un protocole de sevrage précoce des larves de flétan atlantique, nous avons trouvé une grande différence concernant la prise alimentaire des larves sur trois régimes commerciaux différents à 28 jours après la première alimentation (dpff) (voir figure 4).
Les larves nourries avec le régime commercial pour larves marines Otohime (Japon) avaient les tripes pleines après cinq jours d'alimentation. Ce régime a été utilisé dans une expérience visant à trouver le moment le plus précoce du sevrage à 15 ans, 22 et 28 dpff. Le sevrage à 15 dpff a entraîné une mortalité de près de 100 pour cent, à 22 dpff environ 30 pour cent de mortalité et à 28 dpff, presque zéro pour cent de mortalité.
La conclusion était que les caractéristiques du régime alimentaire sont importantes pour assurer la prise alimentaire des larves de flétan atlantique et que les larves sont prêtes à se nourrir d'un aliment formulé uniquement à 28 dpff. D'autres expériences sont nécessaires pour évaluer si les premières larves grandissent et se développent bien avec ces régimes.
Aussi, un protocole de production d'Artemia cultivé a été développé et la composition en éléments nutritifs a été analysée. Artemia cultivée pendant trois jours sur le milieu de culture ORI-culture (Skretting, Espagne) puis enrichie du milieu LARVIVA Multigain (Biomar, Danemark) a obtenu un profil nutritionnel amélioré sous de nombreux aspects.
La protéine, augmentation des teneurs en acides aminés libres et en taurine, diminution des lipides et du glycogène, tandis que le rapport des phospholipides (PL) aux lipides totaux (TL) a augmenté. La composition en acides gras s'est améliorée lors d'une expérience, mais pas à celui réalisé chez le partenaire commercial. Les profils en micronutriments n'ont pas été affectés négativement par la culture d'Artemia sur le milieu de culture ORI.
Étant donné que des recherches antérieures avaient montré que les larves nourries d'Artemia cultivées se développaient en juvéniles de meilleure qualité, les larves ont été nourries d'Artemia cultivé par rapport aux nauplii d'Artemia conventionnels dans DIVERSIFY (voir figure 5).
Il n'y avait pas de différences de croissance, la pigmentation ou la migration des yeux entre les deux groupes et la composition nutritionnelle des larves après trois semaines d'alimentation étaient très similaires. La conclusion était que les Artemia nauplii produits avec des méthodes modernes ont des niveaux de nutriments suffisants pour couvrir les besoins des larves de flétan atlantique.
Aussi, l'hypothèse que les larves élevées dans des systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS) auraient une autre microflore dans l'intestin et, donc, ont une absorption différente de nutriments a été examinée. Cependant, à l'exception des niveaux plus élevés du dérivé de vitamine K MK6, nous n'avons trouvé aucune différence dans l'utilisation des nutriments entre les larves élevées dans les systèmes RAS ou à flux continu.
Finalement, Les juvéniles de flétan atlantique (poids corporel d'un gramme) ont été nourris avec cinq niveaux de PL variant de 9 à 32 pour cent de TL. Il n'y avait aucun effet des niveaux de PL sur la croissance ou la composition lipidique dans l'intestin, foie et muscle, 24 heures après la tétée.
Cependant, le temps après le repas a affecté la composition lipidique du tissu intestinal, avec des niveaux plus élevés de lipides neutres une et quatre heures post-prandiale, et des niveaux plus élevés de lipides polaires, esters de cholestérol et céramide à 24 heures post-prandiale, reflétant l'absorption des lipides tôt après le repas.
Il semble que les juvéniles de flétan atlantique régulent leur composition en espèces lipidiques indépendamment du régime alimentaire lorsqu'une gamme de PL/Triacyl Glycerol est appliquée, comme dans la présente étude (voir figure 6).
Elevage larvaire
Un protocole pour la culture d'Artemia nauplii a été développé et décrit. L'utilisation d'Artemia cultivée pendant la période critique de métamorphose chez les larves de flétan atlantique ne différait pas de l'utilisation d'Artemia nauplii en ce qui concerne la croissance, mortalité et qualité des alevins. En outre, la production d'Artemia cultivée était à forte intensité de main-d'œuvre, et les coûts de personnel élevés peuvent être prohibitifs dans la mise en œuvre de cette source d'aliments vivants dans la larviculture commerciale.
La production commerciale d'alevins de flétan atlantique est actuellement réalisée dans des systèmes à flux continu (FT), alors qu'il existe un consensus croissant selon lequel un RAS offrirait des paramètres environnementaux et chimiques de l'eau plus stables qui conduiraient à une amélioration des performances larvaires.
Des protocoles de production pour le sac vitellin et les premières larves d'alimentation dans RAS ont été développés dans DIVERSIFY. Aucune différence de survie n'a été détectée entre l'élevage RAS et FT pendant l'incubation du sac vitellin. Lorsque les systèmes ont été amorcés pendant un mois, la croissance larvaire était significativement plus élevée dans le groupe RAS lors de la première alimentation. Une mortalité élevée s'est produite dans l'un des réservoirs FT.
Pris ensemble, les résultats suggèrent qu'avec un conditionnement adéquat du SRA, un système stable est établi où la croissance et la survie des larves sont aussi bonnes que, ou mieux que dans les systèmes FT avec des conditions optimales. Le RAS était un système d'élevage plus stable pour les larves de flétan atlantique par rapport au système FT.
La caractérisation métagénomique des communautés bactériennes dans l'eau d'élevage et des larves a révélé qu'au moins 300 à 400 genres bactériens différents étaient présents dans les systèmes d'élevage. Des différences significatives ont été détectées dans la composition du microbiote des systèmes RAS et FT :à la fois dans les silos et les réservoirs, et dans l'eau et les larves.
Aucune corrélation évidente n'a été observée entre le microbiote dans l'eau et le microbiote des larves. La caractérisation de la composition du microbiote fournit des informations importantes pour le développement d'un traitement probiotique des larves de flétan atlantique.
Santé des poissons
Afin de développer un vaccin contre la nécrose neurale virale pour les larves de flétan atlantique, la protéine de capside de Nodavirus a été exprimée avec succès de manière recombinante dans trois systèmes différents; E. coli, Leishmania tarentolae et chez le tabac, et comme prévu, il y avait une variation dans la quantité d'expression entre les systèmes.
En outre, la protéine de capside recombinante exprimée dans Pichia a été fournie par le projet européen TARGETFISH. Ces quatre systèmes d'expression diffèrent par la manière dont les protéines exprimées sont glycosylées après la traduction. En construisant et en utilisant E. coli et Leishmania tarentolea exprimant la protéine fluorescente verte (GFP), il a pu être visualisé par microscopie à fluorescence qu'Artemia a filtré efficacement et a ingéré ces microbes, et ainsi la protéine recombinante hébergeant.
Artemia a ingéré la protéine capside recombinante de Nodavirus exprimée par les différents systèmes, ce qui pourrait être confirmé par immunoblot.
La protéine de capside recombinante exprimée par les différents systèmes a ensuite été injectée dans Artemia, qui ont été nourris aux larves de flétan de l'Atlantique à 100 dph. Dix semaines plus tard, les jeunes de tous les groupes de traitement ont été mis au défi par une injection i.p. injection (voir figure 7) de Nodavirus pour en vérifier l'efficacité.
Les poissons testés ont été éliminés huit semaines après la provocation et testés pour la présence de Nodavirus dans le cerveau par RT-PCR en temps réel ciblant le segment ARN2 viral. Aucune différence significative n'a pu être observée entre les différents groupes de traitement, y compris le groupe avec une protéine recombinante qui a montré une protection plus tôt.
Cela indique que la taille des poissons et la nécessité de trier les poissons pour minimiser les énormes variations entre les individus dans les différentes phases au moment de la vaccination ont leurs limites inhérentes et doivent être soigneusement prises en compte.
En conclusion, bien qu'il ait été démontré qu'Artemia absorbe et accumule les diverses formes de protéines de capside recombinantes de Nodavirus et agit comme vecteur pour l'administration orale aux larves de flétan atlantique, les expériences de provocation indiquent que cette stratégie d'administration d'antigène n'induit pas de protection contre l'infection à Nodavirus, au moins dans les conditions utilisées dans cette étude.
Un manuel de production technique a été produit pour le flétan de l'Atlantique et peut être téléchargé à partir du site Web du projet à l'adresse www.diversifyfish.eu.
Ce projet d'une durée de 5 ans (2013-2018) a reçu un financement du septième programme-cadre de l'Union européenne pour la recherche, développement technologique et démonstration (KBBE-2013-07 en une seule étape, GA 603121, DIVERSIFIER).
Le consortium comprend 38 partenaires de 12 pays européens - dont neuf PME, deux Grandes Entreprises, cinq associations professionnelles et une ONG de consommateurs - et a été coordonné par le Centre hellénique de recherche marine, Grèce.
