欧州の養殖産業の拡大のための新たに出現した候補魚種の生物学的および社会経済的可能性の調査– DIVERSIFYプロジェクト（EU FP7-GA603121）

ロシオ・ロブレス、 普及リーダー（CTAQUA、 スペイン）、 コンスタンティノスCミロナス、 プロジェクトコーディネーター（HCMR、 ギリシャ）、 Costas Tsigenopoulos、 生殖と遺伝学-パイクパーチリーダー（HCMR、 ギリシャ）、 Ivar Lund、 栄養-パイクパーチリーダー（DTU、 デンマーク）、 パスカルフォンテーヌ、 幼虫の飼育-パイクパーチのリーダー（UL、 フランス）、 パトリック・ケステモント、 畜産を育てる-パイクパーチのリーダー（FUNDP、 ベルギー）

DIVERSIFYプロジェクトは、2013年から2018年の間に実行され、6つのヨーロッパのナガスクジラ種が含まれていました（4月号のInternational Aquafeedを参照）。www.modernagriculturefarm.com生物学的、 DIVERSIFYで開発された技術的および社会経済的研究活動は、EU養殖産業の多様化を支援し、生産の拡大に役立つことが期待されています。 養殖製品の増加と新しい市場の開拓。

オヒョウと貧弱さに関するプロジェクトの成果を発表したプロジェクトDIVERSIFYに関する以前の国際的なAquafeedの問題に続いて、 今月は、pikeperch（Sander lucioperca）のプロジェクト結果を紹介します。

多様化プロジェクトにおけるパイクパーチ

パイクパーチ、 S. lucioperca、 はヨーロッパで内陸養殖の多様化の可能性が最も高いと考えられている淡水魚です（図1）。パイクパーチの肉は中性の味がして、さまざまな形の準備に役立ちます。さらに、 鯉とは異なり、フィレには骨がありません。 同じ市場セグメントで競合します。パイクパーチの年間生産には、RAS（再循環養殖システム）での生産が必要です。 RASはまた、高密度での生産を可能にします。 80-100 kgm-3。養殖業者を対象とした調査で認められ、 DIVERSIFYは、今日のパイクパーチ養殖のさらなる拡大の主なボトルネックを特定しました。（a）使用された種親の遺伝的多様性に関する知識の欠如。 （b）幼虫の生存率が低い（通常5-10％）;奇形の発生率が高い、 （c）ストレッサーに対する高感度、 高い突然の死亡率をもたらす取り扱いと畜産の慣行。これらのボトルネックはすべて、DIVERSIFYで実施された調査によって対処されています。

遺伝学

異なる種親間の遺伝的関係の特定、 近親交配現象とヘテロ接合性消失は水産養殖において重要です、 それはその後の生殖および生殖障害を引き起こす可能性があるため（子孫の生存率の低下、 成長、 食品の変換効率と奇形の頻度の増加）。家畜化された株が野生の株とどのように異なるかを知ることも重要です。 これは、繁殖プログラムに含める将来の魚の供給源になる可能性があります。上記のボトルネックを克服することは、製造コストを削減するために非常に重要です。 したがって、 EUでパイクパーチの養殖生産を拡大する。

パイクパーチに対するDIVERSIFYの最初のタスクは、RASで運営されているヨーロッパの商業農場における飼育下の種親の遺伝的多様性を評価することでした。 次に、この変動性を野生個体群の変動性と比較します。合計21の個体群/種親がサンプリングされ、分析されました。 これには、13の飼育下の種親と8つの野生起源の個体群が含まれていました。結果は、いくつかの種親が適切な遺伝的変異を持っていることを示しています、 しかし、それらのいくつかは少数の魚に由来するので、 繁殖プログラムを確立するために、将来的に注意を払う必要があります。一般に、 資源の起源との合意があり、私たちの研究は、ヨーロッパのパイクパーチの個体群が少なくとも2つの遺伝的に分化したグループの一部であるという証拠を提供しました。最初のグループは、オランダ/デンマークから西にかけて北ヨーロッパで見られます。 ポーランド（少なくとも）東へ、 フィンランドは北にあります。 2番目のグループは、中央ヨーロッパからチュニジア（そしておそらくスペイン）までの残りのすべての人口で構成されています。 イタリアとギリシャ北部）。このグループ化に基づいて、 分析されたほとんどの個体群には、単一の起源の魚が含まれているように見えたと言えます。それにもかかわらず、 少数の家畜化された人口では、この比率は5-19％から変化しました。 おそらく複数のソースからの魚の混合が原因です。

栄養

パイクパーチの栄養の分野では、 試験では、パイクパーチの幼虫が最適に機能するためには、リン脂質の高い食餌含有レベルと必須の長鎖（LC）PUFAの両方が必要であることが示されています。この要件は淡水魚の幼生では珍しく、海洋種でより一般的に観察されます。リン脂質レベルは、一般的に魚の飼料に使用される食用油では低く、 しかし、魚油の中には高濃度のものもあります。リン脂質は魚の幼生で特に重要かもしれません、 これらの脂質は幼虫の発育中に重要な機能を持ち、特に幼虫の脳と細胞膜に存在するためです。リン脂質は、消化と脂質飼料の利用を改善し、幼虫の発育にプラスの効果をもたらす可能性があります。したがって、パフォーマンスと発達に関して、パイクパーチの幼虫の乾燥飼料中の最適なリン脂質レベルと必須脂肪酸（EFA）のレベルを決定することが重要でした。

リン脂質の3つの食餌レベルが幼虫の乾燥飼料食餌でテストされました：総リン脂質レベルは3.7％ww（PL1）の範囲でした、 8.2％ww（PL2）および14.4％ww（PL3）は、幼虫の成長と発達に対するそれらの影響を評価します。さらに、 他の3つの食事（PL1H1-PL3H3）でのEFAの補給がテストされました：0.5％ww PL1H1、 2％ww PL2H2および3.4​​％wwPL3H3。幼虫は孵化後10日から30日まで乾餌を与えられた。

結果は、EFAの特定の効果のいずれかを示しました。 Ω-3脂肪酸またはリン脂質と脂肪酸の複合効果。最大14.5％のリン脂質とEFAの併用サプリメント、 Ω-3脂肪酸は、最高の成長（図2）と最低の異常をもたらします。最も低いリン脂質レベルPL1およびPLH1で飼育された幼虫群の生存率ははるかに低かった。最高のリン脂質EFAレベルは、幼虫の消化管の酵素活性を改善しました。 これはおそらく腸のより高い成熟とそれに続く成長の改善によるものでした。 FAS（脂肪酸シンターゼ）などの肝臓（体内の主要な代謝器官）で発現するタンパク質のいくつかは、著しい増加を示しました。 幼虫が食事で低レベルのEFAを与えられたとき、 これらの最小の幼虫のより高いエネルギー需要を示唆しています。食事中のリン脂質を3.7％から8.2％に増やしても、骨格奇形の発生率は低下しませんでした。 しかし、14.5％のリン脂質を含めると、重度の骨格異常の発生率が大幅に減少しました。 そして、14.5％のリン脂質+ EFAを与えられた幼虫で最低でした。

パイクパーチでは、初期個体発生時の栄養要件と畜産条件の組み合わせは十分に研究されていません。海洋油を植物油に置き換えると、ストレス耐性が低下し、パイクパーチの幼虫に神経生理学的変化が生じます。 しかし、環境の手がかりの効果は限られています。塩水は、初期の魚の幼生の個体発生中にさまざまな生理学的機能に影響を及ぼし、FA代謝に影響を与える可能性があります。 そのため、幼虫は非必須脂肪酸を必須脂肪酸に変換しやすくなり、食品から提供される必須脂肪酸の必要性が少なくなります（図3）。

パイクパーチの幼虫を使った実験の結果は、非必須脂肪酸のさまざまな供給源を与えられ、3つの異なる塩分（0、 5および10ppt）は、塩分が幼虫の成長能力に影響を与えなかったことを示しました。幼虫は、必須のΩ-3脂肪酸、特にARA（アラキドン酸）を取り込んでエステル化するという顕著な特異性を持っていました。 脂質へのEPA（エイコサペンタエン酸）とDHA（ドコサヘキサエン酸）。塩分は、幼虫が不飽和PUFA前駆体をエステル化して取り込む能力、したがって必須脂肪酸を含む脂質クラスを生合成する能力に影響を与えませんでした。閉じ込めストレステストは、すべてのグループで高い急性死亡率を引き起こしました（50-70％）、 しかし、高レベルの必須Ω-3脂肪酸を与えられた対照群では有意に最低でした。重度の骨格異常の有病率は一般的に高かった、 幼虫の75％以上に影響を及ぼし、塩分濃度の増加による悪影響を及ぼします。

正常な発育とストレス感受性を減らすために、必須のΩ-3脂肪（EPA + DHA）をパイクパーチの幼虫の餌に供給することをお勧めします。結果は、より高い塩分で奇形の高い発生率と発生率の増加を指摘しました。

幼虫の飼育

これまで、いくつかのボトルネックがパイクパーチの幼虫の飼育の成功率の低下に影響を及ぼしてきました。 3つの主要なボトルネックが特定されています。（1）主に共食いによる高い死亡率。 （2）高い変形率、および（3）さまざまな個体発生発達段階での幼虫コホート間の大きなサイズの不均一性。パイロットスケールの幼虫飼育システム（RAS、 700 Lタンク10基、 図4）およびSMEが使用する既存のプロトコルに基づいて、 連続実験は、幼虫のプロトコルをうまく最適化するための効率的な方法である階乗設計（8つの実験ユニットでテストされた4つの因子）を使用して実施されました。このような方法論により、（i）テストされた各単純な要因の効果とそれらの間の相互作用を統合することができます。 （ii）要因または相互作用によって誘発される影響をランク付けおよび評価するため、 （iii）幼虫の生存を増加させる要因の最適な組み合わせを迅速に特定するため。 （iv）出力変数の複雑な多因子決定論の最初のモデリングを確立する。この方法は、すでに魚の幼生養殖にうまく適用されています。私たちの目的は、環境の影響を継続的に研究することでした。 栄養と人口の変数。各実験について、 これらの要因の選択は、文献で入手可能なデータとシステムの制約（つまり、各タンクの温度を変更できないこと）の間のトレードオフでした。各実験から、 得られた結果によると、 プロトコルを最適化するために、最も影響力のある要因とモダリティが保存され、次の実験に統合されました。

環境要因の影響：光強度（5または50 lx）の影響、 水の更新率（1時間あたり50または100％）、 水流の方向（タンクの底または表面）とタンクの洗浄時間（午前または午後）を調べました。多因子実験計画は、8つの因子の組み合わせの適用に基づいていました。飼いならされた種親500の産卵から、 新たに孵化した000匹の幼虫（<1 dph）は、SME Asialor（Pierrevillers、 フランス）。その後、幼虫は8つのタンクに分配されました（62、 タンクあたり500、 90匹の幼虫L-1）、 ここで、水温は最初は15〜16°Cに保たれていました。日長は、12時間の光と12時間の暗闇で固定され、07：30から08:00まで光強度が徐々に増加し（0から5または50 lx）、光強度が減少しました（50または5から0）。 lx）19:30から20:00まで。気温は1日あたり1°Cずつ上昇して20°Cになりました。給餌の頻度は、明期は1.5時間ごとの食事でした。溶存酸素は6mgL-1以上に維持されました。

この実験（39日）では、 平均体重0.50±0.06gの離乳した幼体は5週間で生産できることが実証されました。 しかし、生存率（0.3-2.6％）は非常に低かった。ついに、 サイズの不均一性を減らすには、タンクの底にある水入口の方が良いようです。成長の結果を考えると、 50lxの光強度を適用することをお勧めします。 水更新率100％、 午後のタンクの清掃と最下層の水の入口。行動によると、 この最初の実験により、パイクパーチの幼魚の「性格」を決定することが可能であり、将来の実験で性格と共食いの関係を明らかにすることが可能であることがわかりました。

栄養的要因の影響：4つの摂食要因の影響を評価するために2番目の実験（53日）が行われました：離乳開始のタイミング（10または16 dph）、 食糧配給の方法（照明期間中の連続的または不連続的）、 共給餌アプローチの実施の有無（離乳期間の6日前）と離乳期間（3日または9日）。幼虫（240、 000、 30、 タンクあたり約000匹の幼虫43匹の幼虫L-1）は、SME Asialor（Pierrevillers、 フランス）。結果は、 離乳の開始が遅く、離乳期間が長く、その後に不連続な摂食が続くと、幼虫の生存が改善されること、 パイクパーチ個体群の成長と奇形の減少。

人口要因の影響：テストされた3番目の実験（52日）、 初期幼虫密度（50または100幼虫L-1）の影響、 魚のジャンパーを整理する（はいまたはそうでない）、 兄弟または非兄弟の幼虫グループ（1匹または2匹の雌からの幼虫）および雌の体重（<2.8kgまたは> 3.3 kg）を飼育する。幼虫（420、 000）はSARL Asialor（Pierrevillers、 フランス）、UL実験プラットフォーム（UR AFPA、 ヴァンドゥーヴルレスナンシー、 フランス）。プラットフォームの幼虫施設で得られた結果は、より高い最終バイオマスがより高い初期幼虫密度（100匹の幼虫L-1）およびより大きな雌によって供給された幼虫の使用と相関している可能性があることを示唆しています。 ただし、ジャンパーの並べ替えや兄弟の母集団の使用とは無関係です。

要因の最適な組み合わせの特定

以前の実験で得られた最良の結果によると、 パイクパーチの幼虫の飼育を改善するために、要因の最適な組み合わせ（表1）が提案され、7回の繰り返し（52日）を使用して同じ飼育システムでテストされました。

環境条件が大きくなる

成長する領域、 研究は、水産養殖におけるカワカマスの成長と福祉を改善するための最適な条件を特定し、この種の成長と生理学的状態に対する主要な畜産と環境要因の影響を特徴づけました。スクリーニング実験、 パイクパーチの福祉に関連すると考えられる8つの要因を、分数多因子設計を使用して2つのモダリティで比較しました（28-4）。各実験ユニットは、グレーディングを含む2つのモダリティにおける8つの要素の組み合わせを表しています。 飼育密度（15 vs 30 kg / m3）、 フィードタイプ（フローティングvsシンク）、 光強度（10対100ルクス）、 光スペクトル（赤対白）、 日長（長い対短い）、 溶存酸素（60対90％）および温度（21対26°C）。魚のサンプリングは36日目と63日目に行われました。ストレスマーカー–ブドウ糖、 コルチゾールと脳のセロトニン作動性活性–そして体液性免疫活性と腎臓の免疫遺伝子発現の変化を評価しました。光の強さと飼料の種類は、パイクパーチの養殖の指示要因として明確に現れました（図5）。沈下飼料の使用は、最終的な個々の体重に関して最良の結果をもたらしました。 比増殖速度と重量の不均一性。高い光強度は生存に影響を及ぼしました。生理学的および免疫状態への主な影響は、光の特性によって課せられました。 強度を含む、 スペクトルと日長、 だけでなく、温度。

パイクパーチはその光環境に敏感です。暗い環境に対するその好みは、その網膜の特定の適応によって説明されます、 光に対する眼の感受性を大幅に増幅する特定の解剖組織学的組織である輝板を含む。光の強度と光の色の両方がさまざまな魚種の視力に影響を与える可能性があることが示されました。 食物摂取に影響を与える、 再生、 成長、さらには生存。したがって、魚を最適な光環境に維持することが不可欠です。しかし、 光環境の影響、 光強度と光スペクトルを含み、 パイクパーチの生理学と免疫について、 より一般的には硬骨魚類、 文書化が不十分です。そして、多因子実験の結果を考慮すると、 ストレス状態に対する光強度と光スペクトルの影響をさらに検証し、深めるために、invivo実験を実施しました。 パイクパーチにおける体液性自然免疫応答および免疫関連遺伝子の発現プロファイル。

1000匹のパイクパーチ稚魚のストックを再循環養殖システムの24の屋内100Lタンクに分配した。一定条件（スペクトル：白色、水面での光強度：10 lx、日長：12L（8：00〜20：00）/ 12D）で30日間順応させた後、新しい光条件を適用しました。 実験条件ごとに6つのタンクを使用：10lxホワイト。 10-lx赤; 100-lxホワイト;と100-lx赤。光強度は水面で測定され、スペクトルには白（工業用白-オスラム、 クールホワイト840ルミルックス）とレッドカラー（レッドフィルター、 610 nm;ルーミス）。サンプリングは、04：00のスコトフェーズと16:00のフォトフェーズ中に発生しました。 1日目と30日目の両方で。魚に対する繰り返しのストレスの多いイベントと結果の潜在的なアーティファクトを回避するために、 サンプリングのたびに12個のタンク（条件ごとに3個）が割り当てられました。

結果は、高い光強度の使用に続いて、長期的なストレスと免疫抑制が起こることを定義しました。光のスペクトルはほとんど影響を与えません。加えて、 結果は、高いストレス状態が松果体によるメラトニンの生成と分泌に影響を与えた可能性があることを示しました。循環メラトニンの低下とストレス状態の増加は、両方とも免疫抑制に関与している可能性があります。