Influence des facteurs alimentaires et nutritionnels sur la mise en place des structures digestives et l'expression protéique durant l'ontogenèse larvaire du sandre Sander lucioperca (Percidae; Linné, 1758).

Abstract

Le sandre est une espèce très intéressante du point de vue de l’aquaculture, de par sa forte croissance, la qualité de sa chair et sa valeur commerciale. Cette espèce a ainsi été introduite dans plusieurs pays en Europe et en Afrique du Nord, notamment en Tunisie dans un but de repeuplement des retenues de barrage et lacs collinaires. Pour assurer une production intensive d’alevins, il est indispensable d’optimiser les aspects alimentaires et nutritionnels, méconnus pour les larves de cette espèce. Notre étude s’est basée sur ces critères et leurs effets sur les possibilités de sevrage des larves de sandre, et l’effet de certains nutriments, tels que les phospholipides, sur leur développement et le métabolisme. Les approches zootechnique, histologique et enzymatique ont révélé que le sevrage des larves de sandre est possible dès que la larve atteint un poids de 3 mg, et même plus tôt si l’aliment est adéquat. Les structures digestives sont fonctionnelles (sauf l’estomac) et les activités enzymatiques (pancréatiques et intestinales) sont présentes avant l’ouverture de la bouche et modulées en fonction de l’aliment. Les capacités digestives ne semblent pas être un facteur limitant pour la digestion d’un aliment artificiel. Les larves ont besoin d’un taux élevé de phospholipides dans l’aliment (au moins 9,5%) pour leur développement (croissance et maturation des entérocytes) Il apparaît qu’elles ont la capacité d’élonguer et désaturer les acides gras en C18 (linoléique et linolénique) et qu’un taux de 1,25% (M.S.) de 20:5n-3+22:6n-3 dans l’aliment est suffisant pour assurer une bonne croissance. L’approche protéomique a permis de mettre en évidence des changements significatifs au niveau du profil d’expression protéique du foie des larves de sandre. La technique du 2DDIGE (Differential Ingel Electrophoresis) a permis de révéler cinquante six protéines dont l’expression est significativement altérée sous l’effet du taux de PL. Parmi elles, 23 protéines ont été extraites du gel, dont 12 ont été identifiées par spectrométrie de masse. Il apparaît que le taux le plus élévé de phospholipides dans l’aliment induit la sousexpression des enzymes de la glycolyse (aldolase B) et la sur-expression de celles de la néoglucogenèse (pyruvate carboxylase et propionyl CoA carboxylase) dans le foie des larves de sandre. Ceci pourrait être expliqué par le fait que les larves à plus forte croissance investissent plus d’énergie dans la synthèse protéique que dans le métabolisme. Le métabolisme de la méthionine (methionine adenosyl transferase et sarcosine dehydrogenase) est également activé dans les larves PL9 du fait d’un anabolisme et catabolisme plus élevé de cet acide aminé. La glutahione S transferase, dont l’expression est significativement sur-exprimée dans les larves PL1, jouerait, dans ce cas, son rôle dans la synthèse des prostaglandines plutôt que son rôle antioxydant. La sur-expression de l’HSP9 (heat shock protein) dans les plus petites larves (PL1) pourrait également être induite par les prostaglandines. Enfin, le plus fort taux de PL induit également la surexpresion de la vinculin, enzyme de structure permettant l’adhésion cellulaire. Cette étude pluridisciplinaire a permis d’aborder l’influence des facteurs alimentaires et nutritionnels à différents niveaux de l’ontogenèse larvaire: de la mise en place des structures et des activités digestives ainsi que sur divers processus cellulaires. Ce travail contribue au développement de l’élevage du sandre et permet d’établir des stratégies alimentaires en se basant sur des critères ontogénétiques et physiologiques.

Pikeperch is a valuable species in aquaculture, due to its fast growth, good flesh quality and commercial value. Thus, this species has been introduced in several European countries and in North Africa, notably in Tunisia, for restocking purposes in dam reservoirs and lakes. With the aim of developing intensive production of fingerlings, it is essential to optimize the dietary and nutritional aspects, as yet unknown in pikeperch larvae. Our study was based on these “criteria” and their effects on the weaning capacities in pikeperch larvae, and on the impact of selected nutrients as phospholipids on their development and hepatic metabolism. Zootechnical, histological and enzymatic approaches revealed that weaning in pikeperch larvae, using an adequate diet, was possible when larval weight reached 3 mg, and even less with an adequate diet. The digestive structures were functional (except the stomach) and enzymatic activities (pancreatic and intestinal) are present and modulated with the diet. Enzymatic activities do not seem to be a limiting factor in the digestion of artificial diet. These larvae need a high level of phospholipids in the diet (at least 9.5%) to ensure a good development (growth and enterocytes maturation). It seems that larvae have the capacity to elongate and desaturate the C18 fatty acids (linoleic and linolenic), and that a level of 1.5 % (EPA+DHA) is sufficient to ensure a good growth. The proteomic approach allowed to identify significant changes in protein expression profiles in the liver of pikeperch larvae. Among the fifty six proteins altered under the influence of PL level, twenty three were excised from the gels and twelve were identified by mass spectrometry. It appeared that the highest levels of PL in the diet induced an under expression of glycolysis enzyme (aldolase B) and an over expression of gluconeogenesis enzymes (pyruvate carboxylase and propionyl Coenzyme A carboxylase) in the liver of pikeperch larvae. This may be due to the fact that the larvae with the highest growth (PL9) invest more energy in protein synthesis than in their energy metabolism. Methionine metabolism (methionine adenosyl transferase and sarcosine dehydrogenase) was also activated in PL9 larvae, where both the anabolism and catabolism of methionine are more important. Glutathione S transferase, which was over-expressed in PL1 larvae, may play in this case its role in prostaglandin synthesis more than its antioxidant role. The over-expression of HSP (heat shock protein) in the smallest larvae (PL1) may be induced by the prostaglandins produced in these larvae. The highest level of PL also induced the overexpression of a structural enzyme, vinculin, which plays a role in cellular adhesion. This pluridisciplinary study allowed us to examine the influence of dietary and nutritional factors on larval ontogenesis: the onset of digestive structures and activities, as well as cellular processes. Our study contributes to the development of pikeperch production, and allows to establish feeding strategies based on ontogenetical and physiological criteria.