Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

ранното

Принадлежности INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция, Група за аквакултури и риболов, Институт по животни в Wageningen (WIAS), Университет Wageningen, Wageningen, Холандия

Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

Принадлежност INRA, UMR1313 GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative, Jouy-en-Josas, Франция

Принадлежност INRA, UMR1313 GABI Génétique Animale et Biologie Intégrative, Jouy-en-Josas, Франция

Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

Филиал INRA, UR1067 NUMEA Nutrition, Métabolisme et Aquaculture, Aquapôle INRA, Saint Pée-sur-Nivelle, Франция

  • Инге Гердън,
  • Питър Борхърт,
  • Мукундх Н. Баласубраманян,
  • Йохан В. Шрама,
  • Матилд Дюпон-Ниве,
  • Edwige Quillet,
  • Садасивам Й. Каушик,
  • Стефан Пансерат,
  • Франсоаз Медейл

Фигури

Резюме

Цитат: Geurden I, Borchert P, Balasubramanian MN, Schrama JW, Dupont-Nivet M, Quillet E, et al. (2013) Положителното въздействие на ранното хранене на растителна диета върху нейното бъдещо приемане и използване при дъгова пъстърва. PLoS ONE 8 (12): e83162. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083162

Редактор: Даниел Мерифийлд, Университетът в Плимут, Великобритания

Получено: 18 юли 2013 г .; Прието: 30 октомври 2013 г .; Публикувано: 27 декември 2013 г.

Финансиране: Това проучване беше финансирано от проекта VEGE-AQUA (финансиране от FUI на френското правителство), от институционални фондове на INRA и от INRA/MRI (INRA-WUR Aquaculture Platform, post-doc grant MNB). Финансистите не са играли роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите са декларирали, че не съществуват конкуриращи се интереси.

Въведение

Устойчивите практики на хранене при интензивно рибовъдство изискват по-нататъшно намаляване на използването на хранителни добавки от риболова [1]. И все пак, проучвания в търсене на алтернативи на рибното брашно и рибеното масло, получени от риболов, показват голямо намаляване на растежа поради високите нива на включване на растителни протеини във фуражите за риби [2], [3] както е ясно показано при дъговата пъстърва [4]. Ниската вкусови качества на сухоземните растителни протеинови източници се счита за основно ограничение. Например, алкалоидите, открити в бобовите растения като грах и лупин, намаляват приема на фураж (FI) в дъговата пъстърва без видими признаци на адаптация [5], [6]. По същия начин пречистените алкохолни екстракти (напр. Сапонини) от соя изглежда са хранителни възпиращи средства [7]. Независимо от ефекта им върху FI, високите нива на растителни протеини също показват, че потискат ефективността на използването на фуражите [4], [8], сочейки към храносмилателен или метаболитен проблем. Други проучвания със сьомги показват, че специфични растителни протеини като соево брашно могат да провокират морфологични промени и възпаление на дисталното черво [9], [10]. За разлика от това, промените в хранителния източник на липиди имат само незначително въздействие върху използването на фуражите и FI при риба сьомга [11], въпреки способността им да дискриминират и изразяват специфични фуражни предпочитания, когато им се дава избор между различни фуражни масла [12], [13] ].

Поради цялостното слабо разбиране на физиологичните реакции на рибите към определени растителни компоненти, се разглеждат други стратегии за разширяване на употребата на растителни съставки. В това отношение селективните проучвания за размножаване на дъгова пъстърва демонстрират големия потенциал за използване на генетична изменчивост за подобряване на растежа на храната на пъстърва, хранена на растителна основа [14] - [17]. Алтернативна стратегия за „адаптиране на рибата към новия фураж“, сравнително недостатъчно проучена в областта на храненето на рибите, е чрез ранна хранителна намеса. При бозайниците вече е добре установено, че ранното хранене може трайно да промени физиологията и метаболизма на организма. Смята се, че този феномен се е развил като механизъм, който позволява на организма да прецизира физиологията си по адаптивен начин към ранната си среда [18] - [22]. Времевата рамка, в която може да се осъществи програмирането, често се ограничава до критични или чувствителни периоди в началото на живота [20], като например по време на фетално [19] или ранно постнатално [23] хранене. При рибите съществуващата литература показва, че ранното излагане на диетични фактори като високо съдържание на въглехидрати [24] и промени в профила на мастните киселини [25], [26] може да предизвика трайни метаболитни адаптации, поне на молекулярно ниво.

Ранните хранителни събития могат не само да повлияят на метаболизма или физиологията на организма, но и върху развитието на сензорната и когнитивната системи [27]. Доказано е, че ранното излагане на хинин и лимонена киселина, две вродени от плъхове субстанции, намалява отвращението към тези вкусове при плъхове по-късно в живота [28], [29]. По същия начин е установено, че ранните вкусови преживявания при хора програмират вкусовите предпочитания за цял живот [30]. При сьомгоните функцията на хемосензорната система, участваща в храненето, възниква рано. След излизане от субстрата младите сьомги показват синхронизирано анатомично, физиологично и поведенческо развитие, жизненоважно за прехода от ендогенно (жълтък) към екзогенно хранене (обикновено 20–29 дни след излюпването). Морфологичните данни показват, че обонятелната система е функционална още при излюпването [31]. Новоизлюпените пържени, които все още не приемат храна, вече показват неспецифични двигателни реакции на обонятелни стимули [32]. Вкусовата система възниква по-късно, но бързо се развива по време на екзогенното хранене, като спектърът от ефективни вкусови вещества се разширява с възрастта [32]. Доколкото ни е известно, възможността да се ориентира по-късно приемането на вкус на фураж чрез ранно излагане на определени фуражи остава неизследвана при рибите.

Настоящото проучване изследва потенциала за подобряване на приемането и/или използването на фураж, богат на растителни съставки в дъговата пъстърва, чрез ранно излагане на същия растителен фураж през първите три седмици от екзогенното хранене.

Материали и методи

Декларация за етика

Експериментите са проведени в съответствие с насоките на националното законодателство за грижа за животните на френското министерство на научните изследвания (Décret 2001-464, 29 май 2001 г.) и в съответствие с границите на правната рамка на ЕС, свързана със защитата на животните, използвани за научни цели (т.е. Директива 2010/63/ЕС). Авторът, извършил опити с животни, притежава личен лиценз от френската ветеринарна служба. Експериментът е проведен в съоръжения на INRA NuMeA (UR1067), сертифицирани за услуги за животни под номер на разрешение A64.495.1 от френските ветеринарни служби.

Експериментални диети

Диети се произвеждат в съоръжението на INRA в Донзак (Франция) с помощта на екструдер с два винта (Clextral). Съставът и анализираният състав на двете диети са дадени в таблица 1. Диета М съдържа рибено брашно и рибено масло като източник на протеини и липиди, съответно. Диета V съдържа смес от палмово семе, рапично и ленено масло, богата на наситени, мононенаситени и n-3 полиненаситени мастни киселини, съответно, като източник на липиди. За да избегнем превишаването на праговите нива на хранителни вещества, използвахме смес от пшеничен глутен, екструдиран грах, брашно от царевичен глутен, соево брашно и бял лупин като източници на протеин. Синтетичен L-лизин, L-аргинин, дикалциумфосфат и соя-лецитин са добавени към диета V, за да се коригира дефицитът на незаменими аминокиселини, фосфор и фосфолипиди. Към двете диети бяха добавени минерал и витаминен премикс. И двете диети отговарят на известните хранителни нужди на дъговата пъстърва [33].

Биологичен материал

Произведени са три изогенни хетерозиготни семейства (всички индивиди от едно семейство имат един и същ генотип) на дъгова пъстърва (Oncorhynchus mykiss) (C1-A22, C2-AB1 и C3-R23), които се очаква да се различават в реакцията си на растеж на растителна основа емисия (въз основа на собствените ни непубликувани данни). Трите семейства са получени чрез чифтосване на една хомозиготна женска линия с мъже от три други хомозиготни линии [34]. Използването на същата майчина линия избягва ефекти, свързани с размера на яйцата и времето за излюпване. Яйцеклетките бяха събрани от различни женски от една и съща линия, за да се получат достатъчен брой риби. Яйцеклетките бяха внимателно смесени и разделени на три групи, като всяка група беше оплодена от гамети от една от трите мъжки изогенни линии. Следователно семейните различия се дължат на генетичната изменчивост, породена от бащините линии.

Хранителна история и по-нататъшна фаза преди предизвикателството

V-предизвикателство

V-предизвикателството се проведе 7 месеца след ранния период на хранителна история (Фигура S1). Тук и шестте групи за лечение са получавали диета V за 25 дни. Условията за отглеждане са същите като при аклимация. За наблюдение на доброволното FI, два хранения на ден бяха внимателно разпределени на ръка (диета V). Сутрешното хранене започва в 7:40 ч. И следобедно хранене в 14:00 ч. Положиха се специални грижи, за да се нахранят групите до „визуално насищане“. Всеки резервоар беше захранван в три кръга на хранене, последният до пълно спиране на храненето. На рибите се дава приблизително 15–20 минути за възстановяване на апетита между всеки кръг на хранене. Малкото пелети, които останаха непотребени, бяха преброени и извадени от разпределеното количество, като се умножи броят им със средното тегло на пелетите. По този начин ние гарантираме, че FI се записва възможно най-точно.

Ограничено V-предизвикателство с фокус върху ефективността на използване на фуража (FE)

FI данните представляват средно ± SEM (n = 4, с изключение на C3M и C1V с n = 3) според хранителната история (M или V) и семейството (C1, C2, C3). За всеки период значимостта на ефектите от хранителната история, семейството и тяхното взаимодействие (двупосочен ANOVA) е представена на фигурата, * показва значителен ефект от хранителната история (V> M, p Таблица 2. Телесното тегло ( BW) на пъстървата в началото на V-предизвикателството и състава на тялото на рибата в началото и в края на V-предизвикателството.

Ефективност на растежа, прием на фураж и ефективност на фуражите по време на V-предизвикателство

Специфичният темп на растеж на рибите по време на V-предизвикателството (Фигура 2) беше средно с 42% по-висок при V- (1,9%/d), отколкото при M-рибите (1,3%/d). Общото съдържание на липиди в цялото тяло е повлияно от хранителната история (V> M, Таблица 2). Основните компоненти на наддаването на телесно тегло, т.е. наддаването на протеини и липиди, са (средно за трите семейства) съответно 48 и 65% при V- в сравнение с М-семейства (Таблица 3). Наблюдава се значителен фамилен ефект върху последните параметри, C2> C1> C3, без взаимодействие на фамилната * хранителна история.

Ефективността на фуража (FE) е била значително повлияна както от хранителната история, така и от семейството (Фигура 3). С FE от 0,97 ± 0,11, V-семействата печелят средно с 18% повече в тегло на единица FI от M-семействата, които имат средно FE от 0,84 ± 0,18 (Фигура 3). FE при рибите от семейство C3 е по-ниско от това в C1, което е по-ниско от това в C2. Нямаше значимо взаимодействие между двата фактора, въпреки че положителният ефект от хранителната история V върху FE изглеждаше малко по-слабо изразен в семейство C2. Ефективността на задържане на протеини, липиди и енергия (печалба на единица прием) е съответно с 11, 36 и 24% по-висока при V- в сравнение с М-групи (Таблица 3).

Стойностите са средни стойности ± SEM (n = 4, с изключение на C3M и C1V с n = 3). Пунктираните стълбчета представят ефекта от хранителната история (M или V) по време на V-предизвикателството, осреднено за трите семейства (ALL, означава ± SEM, n = 11). Значението на ефектите от хранителната история, семейството (C2 = C1> C3) и тяхното взаимодействие (двупосочно ANOVA) е представено на фигурата. * показва значителен ефект от хранителната история (V> M, p C1) върху ефективността на използване на диета V, без значително взаимодействие между двата фактора (P = 0,24, фигура 4).

Тематични области

За повече информация относно предметните области на PLOS кликнете тук.

Искаме вашите отзиви. Имат ли смисъл тези предметни области за тази статия? Щракнете върху целта до неправилната тема и ни уведомете. Благодаря за вашата помощ!

Е тематичната област "Диета" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Рибовъдство" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Пъстърва" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Физиология на рибите" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Телесно тегло" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Риба" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Храна" приложим за тази статия? да не

Благодаря за отзивите ви.

Е тематичната област "Липиди" приложим за тази статия? да не