par Alexandre Brame, Responsable Innovation, Nolivade, Stéphane Frouel, Chef de projet Aquaculture et Maxime Hugonin, Chef de produit aquacole, Mixscience, La France
Alexandre Bramé, Stéphane Frouel et Maxime Hugonin rendent compte d'un essai sur le terrain en France pour évaluer le potentiel d'une solution microbienne pour moduler de manière bénéfique le microbiome dans le système d'élevage de la truite et améliorer la résistance et les performances de l'éclosion des œufs au stade juvénile précoce de la truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss.
Parmi les espèces aquatiques d'élevage, la truite arc-en-ciel est l'une des plus importantes. Certains experts ont prévu que la consommation mondiale de truite arc-en-ciel atteindra 950, 000 tonnes métriques (tm) annuellement au cours du premier trimestre de 2020 seulement. La majorité de ce volume sera fournie par l'aquaculture, le volume des ventes mondiales de truites d'élevage devrait atteindre environ 830, 000 tonnes (t).
Le coût relativement élevé du saumon a permis à la truite arc-en-ciel de s'imposer comme un poisson alternatif moins cher, offrant bon nombre des mêmes avantages pour la santé. Les spécialistes prévoient un taux de croissance annuel composé pour le marché mondial de la truite arc-en-ciel d'environ cinq pour cent au cours des 10 prochaines années.
Cependant, Les maladies sont un problème majeur dans l'aquaculture de la truite et peuvent gravement affecter sa progression économique dans de nombreux pays. Le développement d'une maladie des poissons est le résultat de l'interaction entre des agents pathogènes, les hôtes et l'environnement. De nombreuses études ont rapporté que les traitements de l'eau peuvent être un moteur indirect dans la formation des communautés bactériennes de l'environnement, peau, branchies et tractus gastro-intestinal, communément appelés « microbiomes », d'animaux aquatiques.
On pense que ces microbes jouent un rôle important dans le développement de l'hôte, immunité, la digestion et l'alimentation. Au contraire, des bactéries délétères peuvent jouer un rôle inversé. Les maladies rencontrées chez la truite arc-en-ciel comprennent :celles causées par des bactéries (Aeromonas spp., Yersinia spp., maladie rénale bactérienne, Flavobacterium spp., …), parasites (Gyrodactylus, Chilodonelle, Trichodine, Epistylis, Trichophyre, Ichthyopthirius, Ichtyobodo, maladie rénale proliférative, infestation des branchies amibiennes, Coleps), champignons (Saprolegnia), et les virus (nécrose pancréatique infectieuse, septicémie hémorragique virale, et nécrose hématopoïétique infectieuse).
En cas de perturbation entraînant un déséquilibre, ou dysbiose, dans le microbiome commensal, le poisson peut être plus vulnérable à une infection pathogène. En effet, Le tube digestif, en plus de la peau, branchies et toute modification des eaux environnementales, sont connues pour être les principales voies d'entrée des micro-organismes potentiellement pathogènes chez les poissons.
Les pratiques de gestion conçues pour prévenir l'apparition de maladies ou la dégradation de la qualité de l'eau sont essentielles à la réussite d'un système agricole. Une forte biosécurité/prophylaxie pour éviter l'apparition de maladies est indispensable à une production réussie. Parmi cela, l'infection pourrait être évitée en protégeant les œufs à couver et en contrôlant la microflore de l'eau des premiers stades du poisson.
L'impact de nouveaux produits pour préserver un microbiome stable et sain de salmonidés d'élevage, en particulier celles des solutions microbiennes, reçoivent plus d'attention à mesure que les pratiques aquacoles évoluent en fonction des restrictions sur les antibiotiques et les produits chimiques pour traiter l'animal et l'eau.
Les espèces de Bacillus sp. sont des bactéries sporulantes résistantes aux conditions physiques et chimiques agressives. Diverses espèces présentent des caractéristiques physiologiques inhabituelles leur permettant de survivre dans diverses conditions environnementales, y compris les eaux douces, sédiments marins, sables du désert, sources chaudes, les sols arctiques et le tractus gastro-intestinal des poissons et des crustacés.
Application de Bacillus spp. en tant que probiotiques dans les aliments pour animaux ou pour la biorestauration de l'eau d'élevage ont un grand potentiel pour une aquaculture durable. Les espèces de Bacillus spp. peut jouer un rôle souhaitable dans le maintien d'une qualité et d'un équilibre optimaux de l'eau, ce qui signifie une réduction du stress, conduisant à un meilleur équilibre immuno-physiologique, équilibre intestinal plus élevé, une meilleure croissance et une survie améliorée chez les animaux aquatiques cibles.
Dans la présente recherche, nous avons démontré le potentiel d'une solution microbienne basée sur une sélection de Bacillus sp. souches (Nolivade, France) directement appliqué dans les eaux d'élevage des premiers stades de truite arc-en-ciel.
Puisqu'il a été émis l'hypothèse que la supplémentation de l'eau de culture avec une solution microbienne modulerait la structure du microbiote intestinal, l'objectif principal de cette étude était de caractériser le microbiote intestinal de la truite arc-en-ciel d'élevage avec ou sans solution microbienne dans le système de production. Par conséquent, l'objectif secondaire de cette recherche était d'évaluer la capacité de bactéries bénéfiques à prévenir la mortalité ou les pertes de performances zootechniques lors d'un défi sanitaire (bactéries pathogènes, champignons ou virus).
Essai sur piste de truite
L'essai sur la truite arc-en-ciel a été réalisé dans des raceways couverts de 1 300 litres (l) dans une ferme privée de truites en France. Un débit d'eau continu (avec un débit moyen de 0,6 l/s) a été appliqué. Tous les raceways expérimentaux étaient reliés à une unité commune de décantation conçue pour filtrer mécaniquement l'eau. Température, salinité, et les niveaux d'oxygène étaient basés sur les conditions ambiantes de la rivière reliée à la ferme. Quatre raceways ont été utilisés pour le contrôle (CTRL) et quatre autres pour le produit expérimental Nolivade (EXP).
Avant l'éclosion, 50, 000 œufs de truite ont été déposés sur des étagères spéciales réparties dans chaque raceway. Initialement, les oeufs ont été immergés pendant une journée dans une solution contenant la solution microbienne (2g de produit dilué dans dans 10l d'eau), puis il a été appliqué sous sa forme de poudre d'origine, directement dans l'eau du premier jour après l'éclosion au 60e jour. Cette solution microbienne a été appliquée à une dose équivalente à 1,10e5 CFU/l d'eau de raceway.
Au jour 60, pour l'analyse du microbiote, 12 jeunes juvéniles ont été échantillonnés par groupe, rincés à l'eau stérile puis broyés pour en extraire l'ADN afin de mettre en évidence des changements dans la structure du microbiote de la truite arc-en-ciel.
Les échantillons ont été conservés au congélateur à -80 °C jusqu'au traitement. Pour l'extraction totale de l'ADN, le kit commercial QIAamp® DNA Stool Mini (QIAGEN) a été utilisé conformément aux instructions du fabricant. Puis, la région V4 du gène de la sous-unité du ribosome 16S a été amplifiée avec des amorces contenant une région chevauchante avec des amorces de plate-forme Illumina.
Après vérification de la qualité des amplicons, les échantillons ont été séquencés à l'aide de la plate-forme Illumina MiSeq (bibliothèque d'extrémités appariées) avec le kit V2 à 250 cycles. L'analyse bioinformatique a été réalisée via le logiciel MOTHUR v.1.36.1. La classification taxonomique a été obtenue à l'aide de la base de données SILVA.
Finalement, la mortalité cumulative et les performances de croissance ont été mesurées. Un diagnostic vétérinaire a été réalisé tout au long de l'essai afin d'identifier les maladies survenues à la ferme pendant la période expérimentale et d'observer comment elles affectent les poissons.
Impact de la solution microbienne sur le microbiote intestinal, résistance aux maladies et performance de la truite
Des bases de référence taxonomiques complètes des taxons microbiens peuvent apporter un bon aperçu de l'état de santé de la truite arc-en-ciel. On suppose que les genres bactériens que l'on trouve couramment dans l'intestin des poissons, dont Vibrio, Aeromonas, Clostridium, Flavobactérie, Edwarsiella, Pseudomonas, Photobactérie, Rénibactérie, Serratia, Yersinia, sont des souches capables de provoquer des maladies.
Beaucoup de ces microbes comprennent souvent des composants mineurs du microbiome intestinal et n'apparaissent comme opportunistes que lorsque le poisson est stressé ou lorsque son système immunitaire est compromis. Une grande partie de la littérature fait souvent référence à des déséquilibres ou à des perturbations de la microflore intestinale des poissons et aux effets indésirables potentiels qui peuvent en résulter.
Dans la présente étude, après 61 jours de traitement, la biodiversité intestinale et l'abondance des intestins de truites étaient clairement modulées par la solution microbienne et des différences sont apparues entre les groupes CTRL et EXP.
Bactéries du genre Aeromonas, Clostridium et Serratia étaient significativement ou du moins numériquement plus présents dans le groupe témoin, ce qui indique que l'état de santé des truites du groupe témoin était potentiellement altéré et que les poissons étaient plus susceptibles d'être mis à l'épreuve par le stress externe survenant pendant la période de croissance.
Un événement sanitaire majeur est apparu entre le jour 23 et le jour 30 de l'expérience lorsqu'une occurrence importante de Saprolegnia spp associée à une forte présence d'Aeromonas a été diagnostiquée dans l'intestin du groupe témoin. Ces agents pathogènes ne deviennent le plus souvent pathogènes pour les poissons que lorsque les poissons sont stressés, blessée, en mauvais état nutritionnel, température choquée, ou autrement affaibli.
Un certain nombre de facteurs prédisposants sont impliqués dans le développement d'une infection fongique chez les poissons - les facteurs affectent à la fois les poissons et les champignons, et une combinaison de facteurs plutôt qu'une seule condition conduit finalement à l'infection. On a longtemps cru que les champignons responsables de la saprolégniose étaient des agents pathogènes secondaires, et les lésions sont fréquemment observées après la manipulation et après des lésions traumatiques de la peau qui pourraient être causées par des conditions de surpeuplement ou en conjonction avec la pollution ou des infections bactériennes ou virales. Les lésions de la peau et des branchies sont de loin les plus fréquemment observées, mais des cas d'infection des organes internes ont été signalés.
L'utilisation de la solution microbienne sur les œufs et directement dans l'eau pendant les premiers stades du développement de la truite a eu un effet protecteur contre l'infestation des juvéniles par Saprolegnia et Aeromonas puisque les poissons étaient moins blessés et la survie était significativement meilleure à la fin de la essai. Ainsi, à la fin de la période maternelle, la mortalité moyenne était de 14,3% pour les raceways expérimentaux alors qu'elle atteignait 21,1% pour les raceways témoins, ce qui signifie une amélioration relative de 33 pour cent.
Cette protection des poissons par la solution microbienne a eu des effets positifs sur les performances de croissance finale puisque le poids final du groupe expérimental était légèrement supérieur à celui du témoin. Le poids individuel final moyen du groupe témoin était de 1,58 g contre 1,65 g pour le groupe expérimental, ce qui signifie une amélioration relative de 4,2 pour cent.
Conclusion
Si le poisson est attaqué par des champignons associés à des bactéries opportunistes, divers désinfectants externes peuvent être utilisés. Ils comprennent l'utilisation de vert malachite, sulfate de cuivre, le permanganate de potassium, et le formol. Tous ces produits sont controversés car ils peuvent avoir un effet néfaste sur l'environnement.
Ce produit microbien développé par Nolivade semble être une voie nouvelle et prometteuse comme solution préventive dans les systèmes d'élevage de la truite. Cette étude a montré son efficacité pour réduire la sensibilité du poisson pendant les premiers stades de sa vie, lorsqu'il fait face à des changements environnementaux et en cas de pression pathogène élevée.
