Contribution à une approche intégrée pour la prévention de la flavobactériose dans les élevages de truites arc-en-ciel

Flavobacterium psychrophilum is the causative agent of cold water disease or the rainbow troutfry syndrome which causes important economic losses in rainbow trout breedings. During this thesis,we firstly developed a new duplex Taqman qPCR test which targets the following genes (i) F.psychrophilum adnr16S and (ii) rainbow trout β-actine. This test enables to obtain the infection rate ofcontaminated tissues, during a same analysis.Then, we tried to objectivize three preventive approaches which could be implemented inbreedings to limit the infection by F. psychrophilum. The characterization of biocides used inaquaculture allowed proposing to the fish farmers effective methods of disinfection against F.psychrophilum. These methods do not affect the development of eggs or future fish larva. Moreover,the impact of the implementation of probiotics on the surface of eggs, on the surface of the mucusand/or the digestive system, from the very first steps of trout development has been characterized onthe number and the intensity of flavobacteriosis outbreaks in the breeding farms. Two probiotictreatments were selected: l’E112® (DOXAL-FRANCE, Pessac) and Bactocell® (LALLEMAND, Toulouse).Finally, three vaccine preparations (« Adjuvant », « Auto-vaccine » and « Outer Membrane ») wereprepared and tested for their capability to protect farmed fish against flavobacteriosis.Flavobacterium psychrophilum est le pathogène de la maladie de l’eau froide ou du syndromede l’alevin qui provoque des pertes économiques importantes dans les élevages de truite arc-en-cielen Aquitaine. Au cours de cette thèse, nous avons développé dans un premier temps un nouveau testqPCR TaqMan en duplex qui cible les gènes (i) adnr16S de F. psychrophilum et (ii) β-actine de latruite arc-en-ciel ; il permet de déterminer le taux d’infection de tissus contaminés au cours d’unemême analyse.Dans un second temps, nous avons cherché à objectiver trois approches préventives quipourraient être mises en oeuvre pour limiter l’infection à F. psychrophilum dans les élevages. Lacaractérisation de biocides classiquement utilisés par la filière aquacole a permis de proposer auxaquaculteurs des méthodes de désinfection réellement efficaces contre F. psychrophilum mais quin’affectent pas le développement des oeufs ni des futurs alevins. En parallèle, l’impact de la mise enplace de traitement probiotiques a été caractérisé à la surface des oeufs, à la surface du mucus et/oule long du système digestif, dès les tout premiers stades de développement des truites, sur le nombreet l’intensité des crises de flavobactériose dans les élevages. Deux traitements microbiens ont étéretenus : l’E112® (DOXAL-FRANCE, Pessac) et le Bactocell® (LALLEMAND, Toulouse). Enfin, troispréparations vaccinales ont été préparées (« Adjuvant », « Autovaccin » et « Membrane Externe ») ettestées pour leur capacité à protéger les poissons de la flavobactériose

Effets des hydrocarbures aromatiques polycycliques sur les stades précoces de poissons modèles : développement de bioessais et étude comparée de mélanges

Most persistent organic pollutants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), are hydrophobic and therefore accumulate over time in aquatic sediments. In this context, tests were performed on rainbow trout Oncorhynchus mykiss and Japanese medaka Oryzias latipes embryos and prolarvae to study the toxicity of these contaminants. Artificial sediment and new integrative endpoints including DNA integrity and swimming activity were developed to improve reproducibility and sensitivity of the tests. These bioassays were applied to the toxicity assessment of three PAH mixtures: a pyrolytic extract and two petrogenic extracts from Arabian Light and Erika oils. The three PAH mixtures were spiked onto sediment or gravel at environmental relevant concentrations. Embryonic exposure to these contaminated matrices induced alteration of gene expressions involved in mitochondrial functions, vitamin A metabolism, DNA damages and hormone synthesis. In parallel, these mixtures induced teratogenicity, alteration of swimming activity and genotoxicity. The toxicity potency and spectrum of effects differed according to PAH mixture composition. The petrogenic mixtures, with high proportions of low molecular weight PAHs and alkylated PAHs, were more toxic to fish early life stages than the pyrolytic mixture, mainly composed of high molecular weight PAHs non substituted. Comparable results were obtained with Japanese medaka and rainbow trout early life stages.La majorité des polluants organiques persistants, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), sont hydrophobes et de ce fait s’accumulent au cours du temps dans les sédiments aquatiques. Dans ce contexte, des tests ont été mis en œuvre sur embryons et pro-larves de truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss et de médaka japonais Oryzias latipes pour étudier la toxicité de ces contaminants. Un sédiment artificiel et de nouveaux critères d’effets sur l’intégrité de l’ADN et l’activité natatoire ont été développés pour améliorer la reproductibilité et la sensibilité des tests. Ces bioessais ont été appliqués à la comparaison de la toxicité de trois mélanges de HAP : un extrait pyrolytique et deux extraits issus d’un pétrole léger Arabian Light et lourd de type Erika. Les trois mélanges de HAP ont été enrobés sur un sédiment artificiel ou sur des graviers à des concentrations comparables à celles retrouvées dans l’environnement. L’exposition des embryons à ces matrices contaminées a provoqué des perturbations de l’expression de gènes impliqués dans le fonctionnement mitochondrial, le métabolisme de la vitamine A, la formation de dommages à l’ADN ainsi que la synthèse d’hormones. Parallèlement ces mélanges ont induit des effets tératogènes, des perturbations de l’activité natatoire et des effets génotoxiques. Le degré de toxicité et le spectre d’effets induits étaient différents selon la composition des mélanges testés. Les mélanges pétrogéniques présentant une forte proportion en HAP de faibles poids moléculaires et HAP alkylés, se sont avérés plus toxiques envers les jeunes stades de développement de poissons que le mélange pyrolytique, composé en majorité de HAP à hauts poids moléculaires non substitués. Des résultats comparables ont été obtenus avec les modèles médaka japonais et truite arc-en-ciel

La croissance différentielle liée au sexe chez le tilapia (Pisces : Cichlidae), Oreochromis niloticus (Linnaeus, 1758) : contribution des facteurs génétiques, nutritionnels, comportementaux et recherche d'un relais endocrinien

L'objectif de ce travail est de caractériser les composantes de cette différence de croissance entre les mâles et les femelles chez Oreochromis niloticus, d'en préciser la période d'apparition, et de rechercher les facteurs physiologiques potentiellement impliqués dans le déterminisme du différentiel de croissance lié au sexe. L'apparition de la différence de croissance n'est pas strictement liée à l'ontogenèse gonadique, ni à la reproduction. Elle apparaît après la différenciation sexuelle et avant la maturité sexuelle. Elle n'est pas liée à une consommation alimentaire plus importante chez les mâles que chez les femelles. Elle serait liée à une faible inhibition de la croissance des femelles plus qu'à une stimulation de celle des mâles, et d'autre part que l'E2-l7B en relation avec le contrôle du métabolisme de la T3, seraient les candidats potentiels du relais endocrinien. Les résultats montrent également que le tilapia est très sensible à l'influence des interactions sociales, qui modulent très fortement la différence de croissance entre les mâles et les femelle

Optimisation de deux systèmes de production piscicole : biotransformation des nutriments et gestion des rejets

La durabilité des élevages piscicoles est aujourd'hui confrontée à une contrainte réglementaire de protection de l'environnement et à un contexte socio-économique de limitations des consommations en eau et en énergie. L'objectif de ce travail était l'étude des biotransformations et de la gestion des rejets d'une salmoniculture (Charles Murgat S.A.S, Isère, France). Ces connaissances sont nécessaires aux professionnels de la filière pour construire les outils de contrôle et de traitement qui permettront d'assurer le respect des normes de rejet en cours de renforcement (Loi sur l'eau, DCE). La méthode nutritionnelle établit un lien direct entre l'aliment distribué et le flux de rejets. Elle est préférable à la méthode hydrobiologique qui nécessite des mesures de débits (très imprécises) et de concentrations (coûteuses et contraignantes). Des facteurs d'ajustement ont été établis au cours de ce travail. Les rejets solides peuvent être traités et concentrés avant d'être valorisés par épandage agricole. Le système de traitement par filtrations (mécanique et biologique) et décantations a permis de réduire de moitié la quantité de particules émises dans le milieu et d'améliorer la qualité biologique et physicochimique de la rivière réceptrice. Les rendements d'abattement des MES et de la DBO5 des deux types de marais construits (horizontal et vertical) sont de 41-44 g.m-2.j-1 et 13 g.m-2.j-1 respectivement. Les marais étant tout deux en conditions hypoxiques, la nitrification n'y a été que partielle. Des investigations complémentaires sont à mener sur la stabilité spatio-temporelle de ces marais et sur le traitement des éléments dissous des eaux d'élevage, en vue du respect des normes et/ou d'une réutilisation de l'eau d'élevage. La faisabilité de l'élevage de truites en circuit recirculé a été démontrée. Les performances et les conditions de bien être des poissons ont été similaires à celles d'un système d'élevage en circuit ouvert. Le circuit recirculé permet de réduire les besoins en eau par un facteur 6 à 20, de réduire l'espace occupé (libérant ainsi un espace pour le traitement des rejets), de faciliter le traitement des eaux (débit moindre et effluents plus concentrés). Le bilan environnemental global de ce système, réalisé par ACV, est plus avantageux que celui du système d'élevage en circuit ouvert, excepté pour l'utilisation d'énergie. Néanmoins, les améliorations qui peuvent être apportées aux systèmes de traitement de l'eau et des gaz dissous, devraient permettre de ramener la consommation énergétique du système d'élevage en circuit recirculé, actuellement similaire à celle des poissons chalutés (16 kWh par kg de poisson produit) à un niveau proche (voire inférieur) à celui du circuit ouvert (10-12 kWh par kg de poisson produit). ABSTRACT :Sustainability of fish aquaculture is currently subjected to environmental protection enhancement and to increasing restrictions of water and energy availability. The aim of this work was to study the biotransformations and waste management in a salmonid french farm (Charles Murgat S.A.S, Isère). Quantification of the wastes is necessary for the farmers and administrations to define control tools and treatment systems in view of water legislation respect (French water low, EC Water Framework Directive). The nutritional method gives a direct relation between feed and effluent fluxes. This method is easier to use than the hydrobiological method, which requires precise flow rate and concentration measurements (difficult and expensive). Solid waste treatment and valorisation (land deposit) are possible. The effluent treatment system (mechanical and biological filtrations and decantations) removed more than half of the solid waste from the rearing water. After one year, the biological and physico-chemical qualities of the recipient river were improved. In the constructed wetlands (horizontal and vertical), the removal rates of suspended solids and biological oxygen demand of the supernatant were 41-44 g.m-2.d-1 and 13 g.m-2.d-1 respectively. With hypoxic conditions in both types of constructed wetlands, the nitrification was only partial. Further experiments on the treatment of supernatants and filtrated waste water by constructed wetlands are necessary in order to meet the effluent standards and/or to reuse the treated waste water. The possibility of trout rearing in a recirculating system was demonstrated. Fish performance and welfare were similar to those of the flow through system of the farm. With the recirculating system, the water consumption was reduced by 6 to 20 times, the rearing tank surface was also reduced, releasing some space for the treatment systems and the water treatment became easier (lower waste flow rate and higher effluent concentration). Life Cycle Assessment (LCA) demonstrated that the recirculating system has a lower environmental impact than the flow through system, except for energy use. Nevertheless, improvements of water and dissolved gas treatment systems could reduce the energy consumption of recirculating systems (16 kWh per kg of fish produced), which is similar to the quantity of energy consumed per kg fish trawled. It could reach in a near future the same (or lower) level of energy consumption as the flow through system (10-12 kWh per kg of fish produced