Towards the identification of the functions involved in the ability of different rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) genotypes to survive and grow with a total plant-based diet.
Vers l'identification des fonctions impliquées dans les capacités de différents génotypes de truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) à survivre et grandir avec un aliment uniquement à base de végétaux.
Résumé
In the context of the exponential development of aquaculture, fish meal and oils, previously the main components of aquaculture feed, have been increasingly replaced by a blend of plant products. However, total replacement is not yet possible without impairing fish performance (survival and growth). To continue its sustainable development, aquaculture must further decrease its reliance on both fish oil and fish meal. In addition to the changes in diet composition, a possible way forward is the use of the genetic variability for the ability to survive and grow with plant-based diets (V diets) existing in trout populations. However, very few studies have investigated the mechanisms implemented by some genotypes to use these diets more efficiently. The objective of this thesis was to study the characteristics that led to a better utilisation of V diet in different rainbow trout genotypes. The originality of this PhD work relies on the genetic rainbow trout lines whose responses to a 100% V diet were studied by combining nutritional physiology and molecular biology with or without a priori approaches. Thus, the transcriptomes of three isogenic lines, which have contrasting performances when fed V diets, were compared at short and long term. Then nutrition-related traits, as well as the expression of some genes identified through the transcriptomics analysis, were studied in a line selected for its ability to survive and grow with a V diet. The results obtained led to the conclusion that the acceptance of V diets plays a key role, particularly in the early stages. The results also highlight the essential role of the immune system, which is impacted differently according to genotypes. Finally, after 6 months of feeding, while lipid metabolism seems to play a role in the differences between genotypes for their ability to efficiently utilize the V diet, this pathway does not appear to play a determinant role in the selected line. Overall, our results suggest that there are a wide variety of mechanisms allowing trout to survive and grow with a total plant-based diet, devoid of both fish meal and oils.
Dans le contexte du développement spectaculaire de l’aquaculture, les farines et huiles de poissons, qui étaient les composantes principales des aliments aquacoles, ont progressivement été remplacées par des mélanges de produits végétaux. Cependant, le remplacement total n’est pas encore possible sans dégrader les performances des poissons (croissance et survie). Pour continuer son développement durable, l’aquaculture doit davantage s'affranchir de ces matières premières. Une voie de progrès possible est l'utilisation de la variabilité génétique existante dans les populations de truites pour la capacité à survivre et grandir avec des aliments à base de végétaux (Aliments V). Cependant très peu d'études se sont intéressées aux mécanismes mis en place par certains génotypes pour utiliser plus efficacement ces aliments. L'objectif de la thèse était d'étudier les caractéristiques à l'origine d'une meilleure utilisation des aliments V chez différents génotypes de truite arc-en-ciel (trois lignées isogéniques et lignée sélectionnée). L'originalité de ce travail repose sur l'étude de la réponse de différentes lignées à un aliment 100 % V, en combinant des approches de physiologie nutritionnelle et de biologie moléculaire sans a priori ou ciblées. Ainsi les transcriptomes de trois lignées isogéniques, ayant des performances contrastées lorsqu'elles sont nourries avec des aliments V, ont été comparés à court et long terme. Puis des caractères liés à la nutrition, ainsi que l'expression de certains gènes, identifiés grâce à l'étude transcriptomique, ont été étudiés chez une lignée sélectionnée pour sa capacité à survivre et grandir avec un aliment V. Les résultats obtenus ont permis de conclure que l'acceptation de l'aliment V joue un rôle clef, notamment lors des stades précoces. Les résultats obtenus mettent également en avant le rôle prépondérant de la composante immunitaire qui est impactée différemment en fonction des génotypes. Finalement, après 6 mois d'alimentation, alors que le métabolisme des lipides participe à expliquer les différences d’utilisation de l’aliment V chez les lignées isogéniques, il ne parait pas déterminant chez la lignée sélectionnée. Globalement, nos résultats suggèrent l'existence d'une grande diversité de mécanismes dans les populations de truites leur permettant de survivre et grandir avec un aliment à base de végétaux dépourvu de farine et huiles de poisson.
Origine : Version validée par le jury (STAR)
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