oleh Constantinos C Mylonas, Koordinator Proyek (HCMR, salam), Birgitta Norberg, Reproduksi &Genetika - Pemimpin Halibut Atlantik (IMR, Norway), Kristin Hamre, Nutrisi - Pemimpin Halibut Atlantik (NIFES/IMR, Norway), Torstein Harboe, Peternakan Larva - Pemimpin Halibut Atlantik (IMR, Norway), Sonal Patel, Kesehatan Ikan - Pemimpin Halibut Atlantik (IMR, Norway; saat ini di VAXXINOVA, Norwegia) dan Rocio Robles, Pemimpin Diseminasi (CTAQUA, Spanyol)
Salah satu spesies yang termasuk dalam proyek DIVERSIFY yang didanai Uni Eropa, yang berlangsung antara 2013 dan 2018 adalah halibut Atlantik (Hippoglossus hippoglossus). Halibut Atlantik adalah ikan pipih terbesar di dunia dan dapat mencapai berat lebih dari 300kg. Ini sangat dihargai di pasar di seluruh dunia, tetapi ketersediaan halibut Atlantik liar semakin berkurang.
Saham Norwegia diklasifikasikan sebagai layak, tetapi perikanan tunduk pada peraturan yang ketat. Hal ini menyebabkan permintaan pasar yang lebih tinggi untuk halibut Atlantik, yang tidak dapat dipenuhi oleh perikanan saja.
Halibut Atlantik (lihat gambar 1) adalah ikan semi-lemak, kaya akan asam lemak omega-3, dengan karakteristik daging putih bersisik dengan sedikit tulang. Halibut Atlantik yang dibudidayakan memiliki reputasi yang sangat baik dan secara tradisional dipasarkan sebagai steak ikan besar atau irisan daging. Itu bisa diasapi atau diasinkan dengan gaya khas Skandinavia. Karakteristik ini menyebabkan masuknya halibut Atlantik dalam DIVERSIFIKASI, sebagai kandidat besar untuk spesies ikan dan diversifikasi produk dalam akuakultur Eropa.
Upaya penelitian dan budidaya halibut Atlantik dimulai pada 1980-an, dan meskipun total produksi tahunan budidaya halibut Atlantik meningkat, masih hanya mencapai ~1600 ton pada tahun 2017 (Direktorat Perikanan Norwegia).
Di Eropa, Peternakan halibut Atlantik ada di Norwegia dan Skotlandia. Ukuran pasar yang diinginkan adalah 5-10 kg dan waktu produksi saat ini empat hingga lima tahun. Meskipun upaya penelitian yang signifikan antara tahun 1985 dan 2000, siklus hidup halibut Atlantik yang rumit membuat kemajuan akuakultur menjadi lambat, dan sangat sedikit dana penelitian yang telah dialokasikan setelahnya.
Namun, selama ini kemajuan yang lambat tapi pasti telah dibuat oleh para petani dalam rangka meningkatkan stabilitas produksi, dan minat terhadap keramba dan budidaya berbasis lahan semakin meningkat. Hambatan yang tersisa untuk peningkatan dan produksi yang stabil terkait dengan pasokan benih yang stabil dan kebutuhan untuk mengurangi waktu produksi.
Yang terakhir ini dapat dicapai dengan pembentukan produksi remaja 'semua betina' baru-baru ini. Hal ini diperkirakan akan berdampak besar pada waktu produksi karena betina tumbuh lebih cepat dan matang kemudian –80 persen ikan yang dipotong <5 kg adalah jantan dewasa.
Proyek DIVERSIFY mengatasi hambatan penting ini dengan upaya penelitian terkoordinasi dalam reproduksi, nutrisi larva dan peternakan dan pengembangan vaksin. Kombinasi biologis, kegiatan penelitian teknologi dan sosial ekonomi yang dikembangkan di DIVERSIFY diharapkan dapat mendukung diversifikasi industri akuakultur UE dan membantu dalam memperluas produksi, peningkatan produk perikanan budidaya dan pengembangan pasar baru.
Reproduksi
Penelitian dalam proyek kami mengkonfirmasi bahwa betina yang ditangkap di alam liar bertelur dengan andal dan menghasilkan telur dengan kualitas yang sangat tinggi secara konsisten (>85% pembuahan). Betina yang diternakkan juga menghasilkan telur berkualitas tinggi ketika siklus ovulasi mereka diidentifikasi, dan pengupasan dilakukan dekat dengan ovulasi (lihat gambar 2).
Untuk produksi komersial, serta tujuan pemuliaan, tidak praktis untuk mengandalkan betina yang ditangkap di alam liar. Namun, relatif sedikit betina yang diternakkan yang menghasilkan telur secara konsisten dengan tingkat pembuahan>80-85 persen. Sebagai konsekuensi, mungkin perlu untuk memasukkan induk tangkapan liar juga dalam kelompok pemuliaan di masa depan untuk memastikan materi genetik yang cukup luas.
Konsentrasi plasma steroid seks pada peternak yang diternakkan mirip dengan apa yang telah dilaporkan sebelumnya di halibut Atlantik, dengan profil tahunan setelah pertumbuhan dan pematangan ovarium. Level 17β-estradiol (E2) tertinggi dicatat sesaat sebelum pemijahan, di awal Februari, sementara E2 dan testosteron (T) tetap meningkat selama periode pemijahan.
Tidak ada perbedaan dalam konsentrasi rata-rata yang terlihat antara betina yang ditangkap di alam liar dan yang diternakkan. Konsentrasi plasma gonadotropin follicle-stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH) didokumentasikan untuk pertama kalinya di halibut Atlantik.
Konsentrasi FSH rata-rata relatif stabil selama vitelogenesis, dari Oktober hingga awal Februari, konsisten dengan pelepasan konstitutif FSH dari hipofisis. FSH plasma menurun ke level rendah selama pemijahan tetapi meningkat lagi setelah pemijahan selesai.
Konsentrasi LH plasma menunjukkan variasi individu yang besar melalui siklus reproduksi, tetapi tingkat tinggi terdeteksi selama pemijahan. Ini konsisten dengan hasil yang dilaporkan sebelumnya di teleost lainnya, termasuk sejumlah ikan pipih.
Implantasi dengan agonis hormon pelepas gonadotropin (GnRHa) tidak mempercepat waktu pemijahan secara signifikan pada betina halibut Atlantik, tetapi sinkronisasi yang jelas dalam waktu pemijahan antar individu terlihat, karena betina yang diperlakukan telah menyelesaikan pemijahan satu bulan sebelum ikan kontrol dihabiskan. Dalam produksi komersial, sinkronisasi antar individu dapat menjadi keuntungan karena upaya staf dalam pengumpulan telur dapat dikonsentrasikan dalam waktu yang relatif singkat (lihat gambar 3).
Peternak halibut Atlantik perlu dipantau untuk ovulasi dan ditelanjangi secara teratur, dan telur dibuahi secara in vitro. Karena itu, penggunaan implantasi GnRHa menawarkan keuntungan logistik untuk manajemen induk komersial spesies, dengan mengurangi musim pemijahan.
Nutrisi
Untuk pengembangan protokol penyapihan awal larva halibut Atlantik, kami menemukan perbedaan besar mengenai asupan pakan larva pada tiga diet komersial yang berbeda pada 28 hari setelah pemberian makan pertama (dpff) (lihat gambar 4).
Larva yang diberi pakan larva laut komersial Otohime (Jepang) memiliki nyali penuh setelah lima hari makan. Diet ini digunakan dalam percobaan yang bertujuan untuk menemukan waktu penyapihan paling awal pada usia 15, 22 dan 28 dpff. Penyapihan pada 15 dpff mengakibatkan kematian hampir 100 persen, pada 22 dpff kematian sekitar 30 persen dan pada 28 dpff, kematian hampir nol persen.
Kesimpulannya adalah bahwa karakteristik diet penting untuk memastikan asupan pakan pada larva halibut Atlantik dan larva siap untuk memakan pakan yang diformulasikan hanya pada 28 dpff. Eksperimen lebih lanjut diperlukan untuk mengevaluasi apakah larva awal tumbuh dan berkembang dengan baik pada diet ini.
Juga, protokol untuk produksi Artemia yang sedang tumbuh dikembangkan dan komposisi nutrisi dianalisis. Artemia ditumbuhkan selama tiga hari pada media kultur ORI-kultur (Skretting, Spanyol) dan kemudian diperkaya dengan medium LARVIVA Multigain (Biomar, Denmark) memperoleh profil nutrisi yang lebih baik dalam banyak aspek.
proteinnya, asam amino bebas dan kandungan taurin meningkat, lipid dan glikogen menurun, sedangkan rasio fosfolipid (PL) terhadap total lipid (TL) meningkat. Komposisi asam lemak meningkat pada satu percobaan, tetapi tidak pada yang dilakukan pada mitra dagang. Profil mikronutrien tidak terpengaruh secara negatif oleh kultur Artemia pada media kultur ORI.
Karena penelitian sebelumnya telah menemukan bahwa larva yang diberi makan Artemia yang tumbuh berkembang menjadi remaja dengan kualitas yang lebih baik, larva diberi makan Artemia yang sedang tumbuh dibandingkan dengan nauplii Artemia konvensional di DIVERSIFY (lihat gambar 5).
Tidak ada perbedaan pertumbuhan, pigmentasi atau migrasi mata antara kedua kelompok dan komposisi nutrisi larva setelah tiga minggu makan sangat mirip. Kesimpulannya adalah nauplii Artemia yang diproduksi dengan metode modern memiliki tingkat nutrisi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan larva halibut Atlantik.
Juga, hipotesis bahwa larva yang dipelihara dalam sistem akuakultur resirkulasi (RAS) akan memiliki mikroflora lain di usus dan, karena itu, memiliki penyerapan nutrisi yang berbeda diperiksa. Namun, kecuali untuk kadar vitamin K turunan MK6 yang lebih tinggi, kami tidak menemukan perbedaan dalam pemanfaatan nutrisi antara larva yang dipelihara di RAS atau mengalir melalui sistem.
Akhirnya, Remaja halibut Atlantik (berat badan satu gram) diberi makan dengan lima tingkat PL yang bervariasi dari 9 hingga 32 persen TL. Tidak ada efek kadar PL pada pertumbuhan atau komposisi lipid di usus, hati dan otot, 24 jam setelah menyusui.
Namun, waktu setelah makan mempengaruhi komposisi lipid dari jaringan usus, dengan tingkat lipid netral yang lebih tinggi satu dan empat jam setelah makan, dan tingkat lipid polar yang lebih tinggi, kolesterol ester dan ceramide pada 24 jam post-prandial, mencerminkan penyerapan lipid lebih awal setelah makan.
Tampaknya remaja halibut Atlantik mengatur komposisi spesies lipid mereka menjadi independen dari makanan ketika berbagai PL / Triasil Gliserol diterapkan, seperti dalam penelitian ini (lihat gambar 6).
Peternakan larva
Sebuah protokol untuk pertumbuhan nauplii Artemia dikembangkan dan dijelaskan. Penggunaan Artemia yang ditumbuhkan selama periode kritis metamorfosis pada larva halibut Atlantik tidak berbeda dengan penggunaan nauplii Artemia dalam hal pertumbuhan, kematian dan kualitas benih. Tambahan, produksi Artemia yang ditumbuhkan bersifat padat karya, dan biaya personel yang tinggi mungkin menjadi penghalang dalam penerapan sumber pakan hidup ini dalam budidaya larva komersial.
Produksi komersial ikan halibut Atlantik saat ini dilakukan dalam aliran melalui sistem (FT), sementara ada konsensus yang berkembang bahwa RAS akan menawarkan parameter air lingkungan dan kimia yang lebih stabil yang akan mengarah pada peningkatan kinerja larva.
Protokol produksi untuk kantung kuning telur dan larva makan pertama di RAS dikembangkan di DIVERSIFY. Tidak ada perbedaan dalam kelangsungan hidup yang terdeteksi antara pemeliharaan RAS dan FT selama inkubasi kantung kuning telur. Ketika sistem disiapkan selama satu bulan, pertumbuhan larva secara signifikan lebih tinggi pada kelompok RAS selama pemberian makan pertama. Kematian yang tinggi terjadi pada salah satu tangki FT.
Diambil bersama-sama, hasil menunjukkan bahwa dengan pengkondisian RAS yang memadai, sistem yang stabil didirikan di mana pertumbuhan dan kelangsungan hidup larva sebaik, atau lebih baik dari pada sistem FT dengan kondisi optimal. RAS adalah sistem pemeliharaan yang lebih stabil untuk larva halibut Atlantik dibandingkan dengan sistem FT.
Karakterisasi metagenomik komunitas bakteri dalam air pemeliharaan dan larva mengungkapkan bahwa setidaknya 300-400 genera bakteri yang berbeda hadir dalam sistem pemeliharaan. Perbedaan signifikan terdeteksi dalam komposisi mikro biota sistem RAS dan FT:baik di silo dan tangki, dan di dalam air dan larva.
Tidak ada korelasi yang jelas terlihat antara biota mikro di dalam air dan biota mikro larva. Karakterisasi komposisi mikro biota memberikan informasi penting untuk pengembangan pengobatan probiotik larva halibut Atlantik.
Kesehatan ikan
Untuk mengembangkan vaksin terhadap Nekrosis Saraf Viral untuk larva halibut Atlantik, protein kapsid Nodavirus berhasil diekspresikan secara rekombinan dalam tiga sistem berbeda; E.coli, Leishmania tarentolae dan pada tanaman tembakau, dan seperti yang diharapkan ada variasi dalam jumlah ekspresi antara sistem.
Tambahan, protein kapsid rekombinan yang diekspresikan dalam Pichia disediakan dari proyek UE TARGETFISH. Keempat sistem ekspresi ini berbeda dalam cara protein yang diekspresikan diglikosilasi pasca-translasi. Dengan membangun dan menggunakan E. coli dan Leishmania tarentolea yang mengekspresikan protein fluoresen hijau (GFP), dapat divisualisasikan dengan mikroskop fluoresensi bahwa Artemia menyaring secara efisien dan mencerna mikroba ini, dan dengan demikian menyimpan protein rekombinan.
Artemia menelan protein kapsid Nodavirus rekombinan yang diekspresikan oleh berbagai sistem, yang dapat dikonfirmasi dengan imunoblotting.
Protein kapsid rekombinan yang diekspresikan oleh sistem yang berbeda kemudian diumpankan ke Artemia, yang diumpankan ke larva halibut Atlantik pada 100 dph. Sepuluh minggu kemudian, remaja di semua kelompok perlakuan ditantang oleh ip. injeksi (lihat gambar 7) dengan Nodavirus untuk memeriksa kemanjurannya.
Ikan yang ditantang dihentikan delapan minggu pasca-tantangan dan diuji keberadaan Nodavirus di otak dengan RT-PCR waktu nyata yang menargetkan segmen RNA2 virus. Tidak ada perbedaan yang signifikan dapat dilihat antara kelompok perlakuan yang berbeda, termasuk kelompok dengan protein rekombinan yang telah menunjukkan perlindungan sebelumnya.
Hal ini menunjukkan bahwa ukuran ikan dan kebutuhan untuk menyortir ikan untuk meminimalkan variasi yang sangat besar antara individu dalam fase yang berbeda pada saat vaksinasi memiliki keterbatasan yang melekat dan harus dipertimbangkan dengan hati-hati.
Kesimpulannya, meskipun telah ditunjukkan bahwa Artemia akan mengambil dan mengakumulasi berbagai bentuk protein kapsid Nodavirus rekombinan dan bertindak sebagai vektor untuk pengiriman oral ke larva halibut Atlantik, percobaan tantangan menunjukkan bahwa strategi pengiriman antigen ini tidak menginduksi perlindungan terhadap infeksi Nodavirus, setidaknya di bawah kondisi yang digunakan dalam penelitian ini.
Manual produksi teknis telah dibuat untuk halibut Atlantik dan dapat diunduh dari situs web proyek di www.diversifyfish.eu.
Proyek 5 tahun ini (2013-2018) telah menerima dana dari Program Kerangka Ketujuh Uni Eropa untuk penelitian, pengembangan dan demonstrasi teknologi (KBBE-2013-07 single stage, GA603121, DIVERSIFIKASI).
Konsorsium tersebut mencakup 38 mitra dari 12 negara Eropa – termasuk sembilan UKM, dua Perusahaan Besar, lima asosiasi profesional dan satu LSM Konsumen- dan dikoordinasikan oleh Pusat Penelitian Kelautan Hellenic, Yunani.
