L’efficacité alimentaire individuelle chez le poisson : méthodes de mesure directe et prédicteurs indirects pour développer des programmes de sélection génétique chez deux espèces aquacoles majeurs : le bar européen Dicentrarchus labrax et le tilapia du Nil Oreochromis niloticus

Individual feed efficiency in fishes : direct measurement methods and indirect predictors to develop selective breeding programs in two major aquaculture species : European sea bass Dicentrarchus labrax and Nile tilapia Oreochromis niloticus

• Auteur / Autrice : Charles Rodde
• Direction : David J. McKenzie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 10/12/2020
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Mixte de Recherche CNRS-IFREMER-IRD-UM 9190 MARBEC Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation Université de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Jehan-Hervé Lignot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David J. McKenzie, Jehan-Hervé Lignot, Mathilde Dupont-Nivet, Christel Lefrançois, Hélène Gilbert, Pierrick Haffray
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Mathilde Dupont-Nivet, Christel Lefrançois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Animaux -- Nutrition

Génétique

Aquaculture durable

Mots clés libres

Aquaculture

Efficacité alimentaire

Génétique

Fish

Genetics

Feed efficiency

Résumé

L’aliment utilisé en pisciculture est onéreux et impacte l’environnement. Améliorer l’efficacité alimentaire (EA) pour produire la même quantité de poisson en utilisant moins d’aliment est un objectif majeur pour rendre l’aquaculture plus durable. Cet objectif pourrait être atteint grâce à la sélection génétique, mais cela nécessite des méthodes de phénotypage individuel, et mesurer la prise alimentaire individuelle est complexe chez le poisson. Les deux meilleures méthodes, à l’heure actuelle, consistent soit à élever les poissons individuellement, soit à les marquer avec un tag externe pour les identifier visuellement au sein de petits groupes. Je me suis focalisé sur des questions d’importance critique en lien avec l’estimation de l’EA individuelle, chez deux espèces aquacoles majeures, le bar Européen Dicentrarchus labrax et le tilapia du Nile Oreochromis niloticus. J’ai démontré qu’estimer l’EA individuelle au stade juvénile chez le tilapia du Nil permettait de prédire l’EA sur l’ensemble du cycle de production. Ensuite, j’ai comparé les deux méthodes de phénotypage chez le tilapia du Nil, et observé qu’elles ne fournissent pas des estimations équivalentes. Enfin, j’ai aussi constaté que les poissons les plus efficaces à taux de rationnement restreint n’étaient pas les plus efficaces à satiété, chez les deux espèces.Les deux méthodes de phénotypage demeurent, cependant, fastidieuses. J’ai, en conséquence, cherché de potentiels critères de sélection indirecte qui soient plus faciles à mesurer. Chez le bar européen, il n’y avait pas de corrélation entre l’EA individuelle et le taux métabolique individuel (estimé par la consommation d’oxygène). Par ailleurs, j’ai résolu des problèmes d’ordre méthodologique afin d’implémenter l’analyse de la signature isotopique, grâce à l’échantillonnage non létal des écailles, en tant que critère de sélection indirecte.Pour conclure, sélectionner les poissons au stade juvénile semble fiable et permettra de réduire les coûts de sélection. La méthode de phénotypage de l’EA individuelle à utiliser pour faire de la sélection génétique dépend, cependant, de l’espèce. En particulier, la structure sociale de l’espèce doit être prise en compte dans le choix de la méthode la plus appropriée. En outre, les poissons devraient être phénotypés dans des conditions d’élevage et de nourrissage aussi proches que possible de celles en élevage commercial. Le taux métabolique pourrait être utilisable en tant que critère de sélection indirecte si couplé avec des mesures de l’excrétion d’ammoniac ou de la composition corporelle. Quant à l’analyse de la signature isotopique des écailles, elle est techniquement réalisable et nécessite d’être plus amplement étudiée.

In finfish aquaculture, feed is expensive and has environmental impacts. Improving feed efficiency (FE) to produce the same amount of fish with less feed is a major objective for sustainable aquaculture. This can be achieved by selective breeding but this requires methods for individual phenotyping, and measuring individual feed intake (FI) is technically challenging for fishes. The two best methods, to date, are either to rear fish individually or to tag them externally so that they can be visually identified while reared in small groups.I investigated some important issues related to estimation of individual FE, on two major aquaculture species, European sea bass Dicentrarchus labrax and Nile tilapia Oreochromis niloticus. I demonstrated that estimating individual FE at juvenile stage in Nile tilapia was predictive of FE over the whole production cycle. Then, I compared the two phenotyping methods in Nile tilapia, to discover that they did not provide equivalent estimations. Finally, I also found that the most efficient fish at restricted feeding were not the most efficient at satiety, in both species.Both phenotyping methods remain, however, tedious. I therefore investigated potential indirect selection criteria that are easier to measure. In European sea bass, there was no correlation of individual FE with individual metabolic rate (as oxygen consumption). Furthermore, I addressed methodological issues for implementation of stable isotope analyses with non-lethal sampling of fish scales as an indirect selection criterion.To conclude, selecting fish at juvenile stage seems reliable and will cut selection costs. Phenotyping method for individual FE towards selective breeding depends, however, upon the species. In particular, species collective behaviour must be considered when choosing the most suitable method. Furthermore, fish should be phenotyped at holding conditions and feeding levels that are as close as possible to commercial practices. Metabolic rate might be useful as an indirect criterion if coupled with measures of ammonia excretion or body composition. Scale stable isotope analyses are technically feasible and require further investigation.