Conséquences pour la reproduction et la programmation d'une nutrition riche en glucides des géniteurs de truite – SweetSex

La première partie du projet a consisté en l’évaluation de l'utilisation des glucides alimentaires par les géniteurs, mâles et femelles, durant tout le cycle reproductif et ses conséquences sur la gamétogenèse et les performances de reproduction. Pour ce faire, des truites arc-en-ciel femelles et mâles de deux ans ont été nourries soit avec un régime sans glucides (NC), soit avec un régime à 35 % de glucides (HC) pendant tout un cycle de reproduction. Les paramètres zootechniques ainsi que les activités des enzymes impliquées dans le métabolisme des glucides ont été mesurés dans le foie et les gonades au cours de l'année. Enfin, ces géniteurs ont été reproduits pour étudier les effets d'un tel régime sur les performances de reproduction.

Concernant les résultats obtenus, nous avons mis en évidence que les géniteurs ont consommé et utilisé le régime HC tout au long de l'année, ont pu grandir et n'ont pas présenté d'hyperglycémie postprandiale, contrairement à ce qui est couramment observé chez les juvéniles. La modulation de leur métabolisme hépatique, avec une augmentation de la glycogénèse, de la voie des pentoses phosphate et une meilleure régulation de la néoglucogenèse, peuvent-être des explications de leur meilleure capacité à utiliser les glucides alimentaires. Enfin, bien que le régime HC ait induit une maturation précoce chez les deux sexes, la performance reproductive des poissons n'a pas été affectée, ce qui confirme que les géniteurs sont capables de se reproduire lorsqu'ils sont nourris avec un régime à 35 % de glucides. Ce travail vient d’être publié dans Frontiers in Physiology (Callet et al., 2020, In press).

Un suivi de la descendance de ces géniteurs est en cours et quelques analyses ont débuté. Ils feront l’objet d’une évaluation de leurs performances zootechniques ainsi que de leur métabolisme à court et long termes en fonction de la nutrition reçue par leurs parents. Enfin, en fonction des résultats obtenus et du temps restant, une évaluation des mécanismes épigénétiques potentiellement sous-jacents aux phénotypes observés pourra être envisagée.

Callet T, Hu H, Larroquet L,Surget A, Liu J, Plagnes-Juan E,Maunas P, Turonnet N,Mennigen JA, Bobe J, Burel C,Corraze G, Panserat S and Marandel L (2020) Exploring the Impact of a Low-Protein High-Carbohydrate Diet in Mature Broodstock of a Glucose-Intolerant Teleost, the Rainbow Trout. Front. Physiol. 11:303. doi: 10.3389/fphys.2020.00303
Marandel L, Callet T, Hu H, Liu J, Mennigen JA, Bobe J, Corraze G, Burel C, Panserat S. Consequences on Gametogenesis and Reproduction Performances of a High Carbohydrate Nutrition During the Whole Reproductive Cycle of Males and Females Trout. Poster presented at Experimental Biology, Orlando, USA, 2019, April 5th-9 th

Afin d'améliorer la durabilité de la production de salmonidés, la farine et l'huile de poissons, ingrédients traditionnels des aliments aquacoles, doivent être remplacées par des ingrédients alternatifs, par exemple d’origine végétale, respectueux de l'environnement et moins coûteux à produire comme le sont les glucides digestibles. Ceci est particulièrement vrai lorsqu’on considère l’élevage des géniteurs de salmonidés, car ces animaux consomment une grande quantité de nourriture coûteuse et rejettent une quantité importante d'azote. En effet, la principale source d'énergie chez les salmonidés provient des protéines fournies par la farine de poissons. L'augmentation de la proportion de glucides digestibles dans les aliments aquacoles peut être une solution pour réduire le coût de l'alimentation des géniteurs, dans la mesure où ils sont faciles et économiques à produire. En outre, un tel remplacement contribuera à limiter l'impact environnemental des géniteurs en fournissant une autre source d'énergie, en permettant une redirection des protéines alimentaires vers la croissance et en limitant ainsi leur impact environnemental par la réduction des déchets d'azote.
Cependant, les salmonidés et plus particulièrement la truite arc-en-ciel (principale espèce de poisson d'eau douce produite en Europe) sont des espèces carnivores, considérées comme de mauvaises utilisatrices des glucides alimentaires. La truite présente en effet un phénotype d’intolérance au glucose qui se manifeste par une diminution de la croissance et une hyperglycémie postprandiale persistante lorsque la farine de poissons est substituée à plus de 20% par glucides digestibles dans l'aliment. En particulier, la non-inhibition de la dernière étape de la gluconéogenèse hépatique est soupçonnée d'être impliquée dans ce phénotype d’intolérance au glucose chez la truite. Cependant, ces résultats ont été principalement observés sur des truites juvéniles et immatures. Des études publiées dans les années 90 ont suggéré qu'un changement métabolique entre le foie et les gonades, plus particulièrement lié au métabolisme du glucose, se produit pendant la gamétogenèse chez les mâles et les femelles. Basée sur ces résultats, notre première hypothèse est que les géniteurs de truites pourraient être de bons utilisateurs de glucides alimentaires digestibles et être capables de réguler et de moduler leur métabolisme intermédiaire dans ce but.
Néanmoins, il est maintenant admis que des variations environnementales précoces, de nature nutritionnelle ou non, survenant pendant la vie périnatale à des périodes de développement critiques (comprenant la gamétogenèse) peuvent entraîner des changements permanents du potentiel de croissance postnatale, de la santé et du métabolisme de la descendance. La notion de programmation précoce a clairement été établie chez les poissons et plus particulièrement chez les truites. Notre seconde hypothèse est donc que l'alimentation des géniteurs avec une teneur élevée en glucides digestibles pourrait avoir un impact sur le phénotype et le métabolisme intermédiaire de leur descendance à court et à long terme, qui passerait par des modifications des gamètes. Une telle programmation est également connue pour être potentiellement médiée par des mécanismes épigénétiques.
Dans ce contexte, SweetSex vise à évaluer dans un premier temps l'utilisation des glucides alimentaires par les géniteurs, mâles et femelles, durant tout le cycle reproductif et ses conséquences sur la gamétogenèse et les performances de reproduction. Dans un second temps, l'effet à court terme d'une telle nutrition sera analysé sur les alevins au moment de du premier repas. Enfin, l’effet à long terme de la nutrition des géniteurs sur le métabolisme et les performances de croissance des juvéniles sera évalué avec un accent particulier mis sur les mécanismes épigénétiques sous-tendant cette programmation.