Rôle du sélénium sur les fonctions anti-oxydants des poissons géniteurs.

Parental selenium and antioxidant status in fish.

• Auteur / Autrice : Pauline Wischhusen
• Direction : Benoit Fauconneau, Stéphanie Fontagné
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 18/09/2020
• Etablissement(s) : Pau
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques ; 1995-)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Nutrition, Métabolisme, Aquaculture (2016-.... ; Saint-Pée-sur-Nivelle) - Nutrition- Métabolisme- Aquaculture / NuMéA
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement (France ; 2020-....)

Mots clés

Mots clés libres

Sélénium

Truite arc-en-ciel

Alimentation géniteurs

Progéniture

Anti-oxydantes

Selenium

Rainbow trout

Broodstock nutrition

Progeny

Antioxidant

Résumé

L’objectif de cette thèse a été d’étudier le rôle du sélénium (Se) dans l’alimentation des géniteurs de truites arc-en-ciel et leur progéniture (génération F1). Les aliments à base d’ingrédients végétaux ont été supplémentés avec 0,3 ppm de Se apporté sous forme inorganique (sélénite de sodium) ou organique (hydroxy-sélénomethionine, OH-SeMet). Le Se, plus particulièrement la forme organique, dans l’alimentation des géniteurs a amélioré les performances de reproduction et augmenté les teneurs corporelles en Se de la progéniture avant le premier repas. Chez la progéniture F1, la distribution tissulaire du Se a été affectée à la fois par le Se présent dans l’aliment des géniteurs et celui des alevins. L’OH-SeMet a amélioré nettement la teneur en Se du muscle alors que le sélénite de sodium de l’aliment des alevins a augmenté le teneur en Se du foie. A court terme, les défenses anti-oxydantes avec notamment la glutathion peroxydase (GPx) ont été stimulées par la supplémentation en OH-SeMet des géniteurs, même si une diminution du rapport glutathion réduit/glutathion oxydé a également été notée. Nous avons pu montrer que la supplémentation en Se des géniteurs pouvait entraîner des modifications à long terme du métabolisme du glutathion qui ont persisté après le début de l’alimentation exogène. Une moins bonne résistance au stress hypoxique a été observée chez les alevins issus des géniteurs nourris avec des régimes supplémentés en Se, alors que la supplémentation en Se dans l’alimentation des alevins a amélioré la résistance au stress. L’effet antagoniste entre l’apport en Se par l’aliment ou les parents sur la GPx et les défenses anti-oxydantes pourrait être lié à une programmation nutritionnelle où soit la progéniture issue du lot contrôle compenserait les faibles niveaux alimentaires de Se, soit la progéniture issue des groupes supplémentés en Se serait moins tolérante aux faibles niveaux alimentaires en Se. Des modifications épigénétiques pourraient être à l’origine de cette programmation nutritionnelle et, en effet, nous avons montré que le niveau de méthylation de l’ADN du foie des alevins émergents était sensible à la composition en Se du régime des géniteurs, à la fois en terme de teneur et de forme. Les gènes identifiés dans cette étude indiquent que plusieurs voies métaboliques pourraient être affectées par l’alimentation en Se des géniteurs. L’ensemble de ce travail a mis en évidence des modifications à court et long terme de différentes voies métaboliques incluant les défenses anti-oxydantes par le Se d’origine parentale ou alimentaire chez les alevins de truite en interaction avec la teneur en oxygène dissous de l’eau ce qui devrait permettre à terme d’améliorer la formulation des nouveaux aliments piscicoles pour les stades géniteurs et alevins.

Selenium (Se) nutrition in rainbow trout broodstock and their F1 progeny fed plant-based diets was studied. The diets were unsupplemented or added with 0.3 ppm Se as inorganic (sodium selenite) or organic (hydroxy-selenomethionine, OH-SeMet). Parental Se, especially as organic form, improved reproduction performance and increased body Se levels in the progeny before first feeding. In the F1 progeny, tissue Se distribution was modified pending on parental and dietary Se level and form. OH-SeMet efficiently raised muscle Se content, but the direct sodium selenite feeding resulted in higher liver Se levels. In short-term the antioxidant system including glutathione peroxidase (GPx) was supported by parental OH-SeMet, even if a decreased ratio of reduced to oxidized glutathione was also noticed. We found that parental Se can cause long-term modifications in the glutathione metabolism that even persist after the beginning of exogenous feeding. Fingerling showed lower stress tolerance towards hypoxia when originating from parents fed Se-supplemented diets, but direct Se feeding increased stress resistance. The contrary effect observed between direct and parental Se nutrition on the GPx and antioxidant system might relate to a nutritional programming effect, where either the progeny of the control group compensated the low dietary Se levels or the fry originating from Se-supplemented groups was less tolerant towards low dietary Se levels. Epigenetic modifications can underlay nutritional programming effects and indeed we found that the liver DNA methylation pattern at swim-up fry stage was sensitive towards the parental Se regime in terms of both Se level and form. Genes identified in the study point towards several metabolic pathways that might be affected by parental Se nutrition. Overall, this work highlighted modifications in short and long term of different metabolic pathways including antioxidant system by parental and dietary Se in rainbow trout fry in interaction with dissolved oxygen levels, which could allow further optimization of new feed formulations for broodstock and fry stages.