Adaptations aux transitions alimentaires en aquaculture: les caractériser et les favoriser – AGREENFISH

L'aquaculture se développe depuis 30 ans pour répondre à la demande croissante en poissons pour la consommation humaine qui ne peut plus être couverte par les captures de pêche. Cet essor de l'élevage a engendré une forte demande en huile et farine de poisson (HP et FP), les ingrédients traditionnels majeurs des aliments aquacoles. Or les volumes produits sont restés stables depuis plus de 20 ans pour protéger les ressources naturelles marines. Ces matières premières ont été de plus en plus substituées dans les aliments aquacoles par des produits végétaux, plus disponibles et moins chers. Cette évolution doit impérativement se poursuivre pour affranchir l'aquaculture des produits de la pêche. Cependant, les essais conduits avec des aliments dépourvus de farine et huile de poisson ou très fortement substitués par des produits végétaux ont mis en évidence des limites des capacités physiologiques des poissons à s'adapter à ces aliments pourtant formulés pour couvrir leurs besoins. Ce constat a conduit à considérer un nouveau paradigme : l'adaptation des poissons aux nouveaux aliments. Après avoir démontré l’existence de variabilité génétique pour la capacité d’adaptation de la truite arc-en-ciel à l'aliment tout végétal, nous disposons maintenant (i) de lignées isogéniques fortement divergentes pour leur réponse à des aliments végétaux et (ii) d'une population que nous avons sélectionnée pour son aptitude à survivre et grandir avec un aliment tout végétal. Cependant les mécanismes qui permettent à ces animaux de s'adapter aux aliments végétaux ne sont pas élucidés. L'ambition du projet AGREENFISH est de (i) décrypter les mécanismes d’adaptation, à court et long terme et (ii) trouver des marqueurs de l’adaptation qui renforceront l’efficacité de la sélection pour obtenir des poissons adaptés aux nouveaux aliments.
Il s'appuie sur un consortium réunissant des experts en génétique, nutrition, physiologie, comportement, pathologie, immunologie et microbiologie des poissons ainsi que des représentants de l’industrie aquacole.
Les réponses des différents groupes de poissons nourris avec un aliment tout végétal ou avec HP et FP seront comparées pour décrypter les mécanismes d’adaptation à court et long terme. Les lignées isogéniques, utilisées comme un modèle de forte divergence pour les capacités adaptatives, seront caractérisées avec une approche sans a priori et avec une approche ciblée sur les étapes clés de l'efficacité alimentaire: ingestion, tractus digestif et microbiote associé, métabolisme hépatique, et croissance. La comparaison des lignées sélectionnées (3ème génération) et témoin concernera les critères sélectionnés (croissance, survie), les verrous nutritionnels potentiels mais aussi les réponses aux stress et la résistance aux pathogènes pour évaluer les conséquences de la sélection sur la robustesse du poisson, déterminant majeur de l’efficacité de l’aquaculture. D’autre part, les biomarqueurs physiologiques et moléculaires de l’adaptation trouvés chez les lignées isogéniques seront testés dans les populations témoin et sélectionnée.
Une analyse haut débit de l'ADN d'individus de la 4° génération de sélection sera réalisée pour rechercher des signatures de sélection et les résultats combinés avec ceux des analyses transcriptomiques des lignées isogéniques pour identifier des gènes candidats. Les signatures de sélection les plus pertinentes seront testées dans le cheptel d'un éleveur participant au projet.
Enfin, toutes les données seront intégrées pour obtenir une représentation de l'ensemble des altérations fonctionnelles induites par l’aliment et des mécanismes adaptatifs selon les groupes génétiques. Cette connaissance et les nouveaux outils générés permettront d’optimiser la sélection pour une meilleure adaptation des poissons face aux changements majeurs des aliments et d’améliorer les formulations des aliments. Leur dissémination vers l’industrie aquacole sera facilitée par l'implication du Sysaaf.