A növényi eredetű étrend korai táplálásának pozitív hatása a szivárványos pisztráng jövőbeni elfogadására és felhasználására

Társulás INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Franciaország

Társulások INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Franciaország, Akvakultúra és Halászat Csoport, Wageningeni Állattudományi Intézet (WIAS), Wageningen Egyetem, Wageningen, Hollandia

Társulás INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Franciaország

Társulás INRA, UMR1313 GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative, Jouy-en-Josas, Franciaország

Társulás INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Franciaország

Inge Geurden,
Borchert Péter,
Mukundh N. Balasubramanian,
Johan W. Schrama,
Mathilde Dupont-Nivet,
Edwige Quillet,
Sadasivam J. Kaushik,
Stéphane Panserat,
Françoise Médale

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Geurden I, Borchert P, Balasubramanian MN, Schrama JW, Dupont-Nivet M, Quillet E és mtsai. (2013) A növényi étrend korai táplálásának pozitív hatása a szivárványos pisztráng jövőbeni elfogadására és felhasználására. PLoS ONE 8 (12): e83162. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083162

Szerkesztő: Daniel Merrifield, a Plymouthi Egyetem, Egyesült Királyság

Fogadott: 2013. július 18 .; Elfogadott: 2013. október 30 .; Közzétett: 2013. december 27

Finanszírozás: Ezt a tanulmányt a VEGE-AQUA projekt (a francia kormány FUI-finanszírozása), az INRA intézményi forrásai és az INRA/MRI (INRA-WUR Aquaculture Platform, poszt-doc MNB) finanszírozta. A finanszírozóknak nem volt szerepük a tanulmányok tervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat elkészítésében.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők kijelentették, hogy nincsenek versengő érdekek.

Bevezetés

Az intenzív haltenyésztésben a fenntartható takarmányozási gyakorlatok további csökkentését igénylik a halászatokból származó étrendi alapanyagok felhasználásának [1]. Mégis, a halászatból származó halliszt és halolaj alternatíváinak kutatását végző tanulmányok a növekedés magas csökkenését mutatják be a növényi fehérje magas befogadási szintje miatt a halak takarmányában [2], [3] amint ezt a szivárványos pisztráng [4] egyértelműen mutatja. A szárazföldi növényi-fehérjeforrások alacsony ízét a legfőbb korlátnak tekintik. Például a hüvelyesekben található alkaloidok, például a borsó és a csillagfürt, csökkentik a szivárványos pisztráng takarmányfelvételét (FI) az alkalmazkodás látható jelei nélkül [5], [6]. Hasonlóképpen, úgy tűnik, hogy a szójababból származó tisztított alkohol-kivonatok (pl. Szaponinok) táplálkozást gátló tényezők [7]. A FI-re gyakorolt hatásuktól függetlenül a növényi fehérjék magas szintje szintén bizonyítottan csökkenti a takarmány-felhasználás hatékonyságát [4], [8], emésztési vagy anyagcsere-problémára mutatva. A lazacfélékkel végzett egyéb vizsgálatok azt mutatták, hogy specifikus növényi fehérjék, például a szójaliszt morfológiai változásokat és a disztális belek gyulladását idézhetik elő [9], [10]. Ezzel szemben az étrendi lipidforrás változásainak csak csekély hatása van a lazacos halak takarmány-felhasználására és az FI-re [11], annak ellenére, hogy képesek megkülönböztetni és kifejezni a specifikus takarmány-preferenciákat, amikor a különböző takarmányolajok közül választhatnak [12], [13 ].

A halak egyes növényi összetevőkre gyakorolt fiziológiai reakcióinak általános megértése miatt más stratégiákat vizsgálnak a növényi összetevők használatának bővítésére. Ebben a tekintetben a szivárványos pisztrángon végzett szelektív tenyésztési vizsgálatok azt mutatják be, hogy nagy a genetikai variabilitás kiaknázásának lehetősége a pisztránggal táplált növényi étrend növekedésének javítására [14] - [17]. A halak táplálkozásának területén viszonylag kevéssé feltárt alternatív stratégia a halak új takarmányhoz való adaptálásához a korai táplálkozási beavatkozás. Az emlősökben ma már jól bebizonyosodott, hogy a korai táplálkozás véglegesen megváltoztathatja a szervezet fiziológiáját és anyagcseréjét. Úgy gondolják, hogy ez a jelenség olyan mechanizmusként fejlődött ki, amely lehetővé teszi a szervezet számára, hogy élettanát korai miliőjéhez adaptív módon finomítsa [18] - [22]. Az az időkeret, amelyben a programozás megtörténhet, gyakran kritikus vagy érzékeny időszakokra korlátozódik az élet korai szakaszában [20], például a magzati [19] vagy a korai posztnatális [23] táplálkozás során. Halak esetében a meglévő irodalom azt mutatja, hogy az étrendi tényezők, például a magas szénhidráttartalom [24] és a zsírsavprofil változásai [25], [26] korai kitettsége tartós metabolikus adaptációkat indukálhat, legalábbis molekuláris szinten.

A korai táplálkozási események nemcsak a szervezet anyagcseréjét vagy fiziológiáját befolyásolhatják, hanem az érzékszervi és kognitív rendszerek fejlődését is [27]. Kimutatták, hogy a kinin és a citromsav, a patkányoktól eredendően kétféle anyag, korai kitettsége csökkenti az ízlést patkányokban a későbbi életkorban [28], [29]. Hasonlóképpen, az emberek korai ízélményeiről kiderült, hogy az egész életen át tartó íz-preferenciákat programozzák [30]. A lazacféléknél a táplálkozásban részt vevő kemoszenzoros rendszer funkciója korán felmerül. A szubsztrátból való megjelenés után a fiatal lazacfélék szinkronizált anatómiai, fiziológiai és viselkedési fejlődést mutatnak, ami létfontosságú az endogén (sárgája) és az exogén táplálék közötti átmenethez (általában a kikelés után 20–29 nappal). Morfológiai bizonyítékok arra utalnak, hogy a szaglórendszer már a kikelés idején működőképes [31]. Az újonnan kikelt ivadékok, amelyek még nem vesznek el ételt, már nem specifikus motoros reakciókat mutatnak a szagló ingerekre [32]. Az ízrendszer később keletkezik, de az exogén táplálkozáskor gyorsan fejlődik, az életkorral táguló hatásos ízanyagok spektrumával [32]. Tudomásunk szerint a halakban még nem vizsgálták a későbbi takarmányaroma-elfogadás orientálásának lehetőségét az egyes takarmányok korai életkori kitettsége révén.

Jelen tanulmány feltárja a növényi összetevőkben gazdag takarmány elfogadhatóságának és/vagy felhasználásának javítását a szivárványos pisztrángban, ugyanazon növényi takarmány korai expozíciója révén az exogén etetés első három hetében.

Anyagok és metódusok

Etikai nyilatkozat

A kísérleteket a Francia Kutatási Minisztérium állatgondozásra vonatkozó nemzeti jogszabályainak (Décret 2001-464, 2001. május 29.) követve és az EU jogi kereteinek határaival összhangban végeztük el az állatok védelmére vonatkozóan. tudományos célokra (azaz a 2010/63/EU irányelv). Az állatkísérleteket végrehajtó szerző a Francia Állatorvosi Szolgálat személyi engedélyével rendelkezik. A kísérletet INRA NuMeA (UR1067) létesítményekben hajtották végre, állat-egészségügyi szolgáltatásokra A64.495.1 engedélyszámmal a francia állat-egészségügyi szolgálatok tanúsították.

Kísérleti diéták

A diétákat a Donzacq (Franciaország) INRA létesítményében készítették ikrekorsós extruder (Clextral) felhasználásával. Mindkét étrend összetevőjét és elemzett összetételét az 1. táblázat tartalmazza. Az M étrend fehérjetartalmú hallisztet és halolajat, illetve lipidforrást tartalmazott. Az V. diéta lipidforrásként pálma-, repce- és lenmagolaj keverékét tartalmazta, amely telített, egyszeresen telítetlen és n-3 politelítetlen zsírsavakban gazdag. Az anti-tápanyag küszöbértékek túllépésének elkerülése érdekében fehérjeforrásként búza glutén, extrudált borsó, kukoricaglutén liszt, szója liszt és fehér csillagfürt keverékét használtuk. Szintetikus L-lizint, L-arginint, dikalcium-foszfátot és szója-lecitint adtunk az V. étrendhez az esszenciális aminosav-, foszfor- és foszfolipidellátás hiányának kijavítására. Mindkét étrendhez ásványi anyagot és vitamin premixet adtak. Mindkét étrend megfelelt a szivárványos pisztráng ismert tápanyagigényének [33].

Biológiai anyag

Három izogén heterozigóta család (a családon belül minden egyén azonos genotípussal rendelkezik) szivárványos pisztrángot (Oncorhynchus mykiss) hoztak létre (C1-A22, C2-AB1 és C3-R23), amelyek várhatóan eltérnek a növényi alapú növekedési reakciójuktól hírcsatorna (saját publikálatlan adataink alapján). A három családot úgy nyertük, hogy egyetlen homozigóta nőstény vonalat párosítottunk három másik homozigóta vonal hímivel [34]. Ugyanazon anyai vonal használata elkerüli a tojás méretével és a keltetési idővel járó hatásokat. A petesejteket különféle nőstényekből gyűjtötték ugyanabból a vonalból, hogy elegendő mennyiségű hal álljon elő. A petesejteket gondosan összekeverték, és három csoportra osztották, mindegyik csoportot ivarsejtekkel termékenyítették meg a három hím izogén vonal egyikéből. A családi különbségek tehát az apai vonalak által előidézett genetikai változékonyságnak köszönhetők.

Táplálkozási előzmények és a kihívás előtti további szakasz

V-kihívás

A V-kihívásra 7 hónappal a korai táplálkozási előzmények után került sor (S1. Ábra). Itt mind a hat kezelési csoport 25 napig V diétát kapott. A nevelési körülmények megegyeztek az akklimatizációval. Az önkéntes FI monitorozásához napi két ételt gondosan kiosztottak kézzel (V diéta). A reggeli etetés 7: 40-kor, a délutáni 14: 00-kor kezdődött. Különös gondot fordítottak a csoportok „vizuális jóllakottságra” való táplálására. Mindegyik tartályt három etetési körben táplálták be, az utolsóig az etetési tevékenység teljes leállításáig. A halaknak körülbelül 15–20 percet kaptak az étvágy helyreállítására az egyes etetési körök között. Azokat a néhány pelletet, amelyek el nem használtak, megszámoltuk és kivontuk az elosztott mennyiségből, megszorozva számukat az átlagos pellet tömeggel. Így biztosítottuk, hogy a FI-t a lehető legpontosabban rögzítsék.

Korlátozott V-kihívás a takarmány-felhasználás hatékonyságára összpontosítva

A FI adatok a ± SEM átlagot jelentik (n = 4, kivéve a n = 3 C3M és C1V esetében) a táplálkozási előzmények (M vagy V) és a család (C1, C2, C3) szerint. Az egyes időszakokra vonatkozóan a táplálkozási előzmények, a család és azok kölcsönhatásainak jelentőségét (2-utas ANOVA) közöljük az ábrán, * a táplálkozási előzmények jelentős hatását jelzi (V> M, p 2. táblázat. A testtömeg ( BW) a pisztráng a V-kihívás kezdetén és a hal testösszetétele a V-kihívás kezdetén és végén.

Növekedési teljesítmény, takarmányfelvétel és takarmány-hatékonyság a V-kihívás alatt

A hal fajlagos növekedési sebessége a V-fertőzés során (2. ábra) átlagosan 42% -kal volt magasabb V-ban (1,9%/d), mint az M-halakban (1,3%/d). Az egész test összes lipidtartalmát befolyásolta a táplálkozási előzmények (V> M, 2. táblázat). A testtömeg-gyarapodás fő összetevői, azaz a fehérje- és a lipidgyarapodás (a három család átlagában átlagosan) 48% -kal, illetve 65% -kal magasabbak voltak V-ban az M-családokhoz képest (3. táblázat). Ez utóbbi paraméterekre, a C2> C1> C3-ra, szignifikáns családi hatás mutatkozott a család * táplálkozási előzményeinek kölcsönhatása nélkül.

A takarmány-hatékonyságot (FE) mind a táplálkozási előzmények, mind a család jelentősen befolyásolta (3. ábra). 0,97 ± 0,11 FE-vel az V-családok átlagosan 18% -kal többet gyarapodtak az egység FI-ben, mint az M-családok, amelyek átlagos FE-je 0,84 ± 0,18 volt (3. ábra). A C3 család halaiban az FE alacsonyabb volt, mint a C1-ben, alacsonyabb, mint a C2-ben. A két tényező között nem volt szignifikáns kölcsönhatás, bár a táplálkozási előzmények V pozitív hatása az FE-re kissé kevésbé tűnt a C2 családban. A fehérje-, a lipid- és az energia-visszatartás hatékonysága (egységenkénti bevétel-növekedés) 11, 36, illetve 24% -kal volt magasabb V-ben az M-csoportokhoz képest (3. táblázat).

Az értékek átlag ± SEM (n = 4, kivéve a C3M és C1V n = 3 esetén). A pontozott oszlopok a táplálkozási előzmények (M vagy V) hatását jelzik a V-fertőzés során, mindhárom család átlagában (ALL, jelentése ± SEM, n = 11). A táplálkozási előzmények, a család (C2 = C1> C3) és kölcsönhatásaik (2-utas ANOVA) hatásainak jelentőségét az ábra mutatja. * a táplálkozási előzmények jelentős hatását jelzi (V> M, p C1) az V. diéta felhasználási hatékonyságára, mindkét tényező közötti jelentős kölcsönhatás nélkül (P = 0,24, 4. ábra).

Tárgyterületek

A PLOS tárgyterületeivel kapcsolatos további információkért kattintson ide.

Szeretnénk visszajelzését. Van-e értelme ezeknek a tárgyköröknek a cikk számára? Kattintson a célra a helytelen Tárgy mellett, és tudassa velünk. Köszönöm a segítséget!

A tárgykör "Diéta" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Haltenyésztés" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Pisztráng" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Halélettan" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Testsúly" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Hal" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Étel" alkalmazható erre a cikkre? igen nem

Köszönjük a visszajelzést.

A tárgykör "Lipidek" alkalmazható erre a cikkre? igen nem