Prägungsmechanismen bei der Forellenbrut

Transkript

1 Prägungsmechanismen bei der Forellenbrut Wie pflanzliche Rohstoffe im Futter die Verdauungsphysiologie beeinflussen Stéphanie Céline Michl, GEOMAR, Helmholtz Graduate School Ocean System Science and Technology Christian-Albrechts-Universität zu Kiel,

2 Der Einsatz pflanzlicher Rohstoffe als Notwendigkeit in der Wichtig für die bedarfsdeckende Fischproduktion Rohstoffe müssen hohen Ansprüchen genügen Erforschung nutritiver Eigenschaften verschiedenster Pflanzen und Pflanzenprodukte für unterschiedlichste Fischarten 2

3 Limitationen für die : sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkungen auf den Fisch NSP - Nicht-Stärke Polysaccharide Erhöhte Viskosität des Darminhaltes Vermehrte Wasseraufnahme Reduzierte Fett- und Proteinaufnahme Globuläre Speicherproteine Behinderung der Nährstoffaufnahme Allergische Reaktionen und Intoleranzen Oligosaccharide Senken der Verdaulichkeiten Induktion von Magen-Darm- Entzündungen 3

4 Limitationen für die : sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkungen auf den Fisch NSP - Nicht-Stärke Polysaccharide Erhöhte Viskosität des Darminhaltes Vermehrte Wasseraufnahme Reduzierte Fett- und Proteinaufnahme Globuläre Speicherproteine Behinderung der Nährstoffaufnahme Allergische Reaktionen und Intoleranzen Oligosaccharide Senken der Verdaulichkeiten Induktion von Magen-Darm- Entzündungen Aktueller Lösungsansatz: Entfernen sekundärer Pflanzenstoffe durch teure und aufwändige Verfahren Neuer Lösungsansatz: Frühzeitige Adaption des Fisches an diese Rohstoffe 4

5 Limitationen für die : sekundäre Pflanzenstoffe und ihre Wirkungen auf den Fisch NSP - Nicht-Stärke Polysaccharide Erhöhte Viskosität des Darminhaltes Vermehrte Wasseraufnahme Reduzierte Fett- und Proteinaufnahme Globuläre Speicherproteine Behinderung der Nährstoffaufnahme Allergische Reaktionen und Intoleranzen Oligosaccharide Senken der Verdaulichkeiten Induktion von Magen-Darm- Entzündungen Aktueller Lösungsansatz: Entfernen sekundärer Pflanzenstoffe durch teure und aufwändige Verfahren Neuer Lösungsansatz: Frühzeitige Adaption des Fisches an diese Rohstoffe 5

6 Pflanzliche Rohstoffe im Forellenfutter Anteile von Fischmehl und ausgewählten pflanzlichen Rohstoffen im Futter für Regenbogenforellen in der intensiven Rohstoff ungefähre Zusammensetzung (in % TM) Alter / Größenklassen Frühe Brütlinge Brütlinge Setzlinge Heranwachsende Elterntiere Fischmehl Maisglutenmehl Sojamehl Weizen, gemahlen FAO

7 Pflanzliche Rohstoffe im Forellenfutter Anteile von Fischmehl und ausgewählten pflanzlichen Rohstoffen im Futter für Regenbogenforellen in der intensiven Rohstoff ungefähre Zusammensetzung (in % TM) Alter / Größenklassen Frühe Brütlinge Brütlinge Setzlinge Heranwachsende Elterntiere Fischmehl Maisglutenmehl Sojamehl Weizen, gemahlen Neue Zahlen 7

8 Pflanzliche Rohstoffe im Forellenfutter Anteile von Fischmehl und ausgewählten pflanzlichen Rohstoffen im Futter für Regenbogenforellen in der intensiven Rohstoff ungefähre Zusammensetzung (in % TM) Alter / Größenklassen Frühe Brütlinge Brütlinge Setzlinge Heranwachsende Elterntiere Fischmehl Maisglutenmehl Sojamehl Weizen, gemahlen Neue Zahlen Anteile von Fischmehl im Futter sinken mit zunehmender Größe Fischmehl wird dabei durch pflanzliche Rohstoffe ersetzt 8

9 Pflanzliches Futter für karnivore Fische Wie gehen karnivore Fische mit der Umstellung auf vegetarische Kost um? Kann man Fische auf pflanzliches Futter prägen? Fütterung von Brütlingen mit unterschiedlichen Anteilen pflanzlicher Rohstoffe Die Forelle als Modellorganismus (einfaches Handling, etabliert und von praktischer Relevanz) 9

10 Pflanzliches Futter für karnivore Fische Wie gehen karnivore Fische mit der Umstellung auf vegetarische Kost um? Kann man Fische auf pflanzliches Futter prägen? Fütterung von Brütlingen mit unterschiedlichen Anteilen pflanzlicher Rohstoffe Die Forelle als Modellorganismus (einfaches Handling, etabliert und von praktischer Relevanz) 10

11 Pflanzliches Futter für karnivore Fische Wie gehen karnivore Fische mit der Umstellung auf vegetarische Kost um? Kann man Fische auf pflanzliches Futter prägen? Fütterung von Brütlingen mit unterschiedlichen Anteilen pflanzlicher Rohstoffe Die Forelle als Modellorganismus (einfaches Handling, etabliert und von praktischer Relevanz) 11

12 Pflanzliches Futter für karnivore Fische Wie gehen karnivore Fische mit der Umstellung auf vegetarische Kost um? Kann man Fische auf pflanzliches Futter prägen? Fütterung von Brütlingen mit unterschiedlichen Anteilen pflanzlicher Rohstoffe Die Forelle als Modellorganismus (einfaches Handling, etabliert und von praktischer Relevanz) 12

13 Die Prägung von Forellenbrut Wie verhält sich das Wachstum? 13

14 Pflanzliche Rohstoffe als Basis für Adaptionsversuche in [g] TM Anteil pflanzlicher Rohstoffe: 0 % 50 % 100 % Zusammensetzung Diet A Diet B Diet C Fischmehl Muschelmehl Blutmehl Garnelenmehl Maisproteinmehl Sojaproteinmehl Erbsenproteinmehl Raps Konzentrat Weizengluten Vitaminmix Mineralmix Leinöl Fischöl Gelatine Weizenstärke Füllstoff Tryptophan Summe in [g] TM: Rohprotein in [g] TM Bruttoenergie in [MJ/kg] A B C

15 Adaptionsversuche Prägungsphase: 3 Futtermittel ad libitum 3 Monate ab Erstfütterung Diet A Diet B Diet C Futtergruppe A 0 % B 50 % C 100 % Anteil pflanzlicher Proteine 15

16 Prägungsphase: 3 Futtermittel ad libitum 3 Monate ab Erstfütterung Diet A Diet B Adaptionsversuche Fütterungsversuch: 3 Futtermittel (3.8 % BW/d) 6 Wochen ab Ende der Prägungsphase Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C Diet C Diet A Diet B Diet C Futtergruppe A 0 % B 50 % C 100 % Anteil pflanzlicher Proteine 16

17 Wachstumsergebnisse aus dem Adaptionsversuch der Regenbogenforelle Gruppengewichte am Ende der Prägungsphase a b Futtergruppe A 0 % Anteil pflanzlicher Proteine B 50 % 150 C 100 % [g] 100 c 50 0 Diet A Diet B Diet C n=9; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD 17

18 Wachstumsergebnisse aus dem Adaptionsversuch der Regenbogenforelle Gruppengewichte am Ende der Prägungsphase Futtergruppe A 0 % B 50 % C 100 % Anteil pflanzlicher Proteine [g] Diet A Diet B Diet C n=9; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD 18

19 Wachstumsergebnisse aus dem Adaptionsversuch der Regenbogenforelle Gruppengewichte am Ende der Prägungsphase Futtergruppe A 0 % B 50 % C 100 % Anteil pflanzlicher Proteine [g] Diet A Diet B Diet C n=9; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD 19

20 Wachstumsergebnisse aus dem Adaptionsversuch der Regenbogenforelle 1200 Gruppengewichte am Ende des Fütterungsversuches b b 1000 a a a,b a,c Futtergruppe A 0 % Anteil pflanzlicher Proteine 800 B 50 % [g] 600 C 100 % d c,d 400 e Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C n=3; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD 20

21 Vorläufige Ergebnisse aus der Enzymanalytik Gruppengewichte am Ende des Fütterungsversuches Amylase-Aktivität [g] Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B Diet C n=3; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD 21

22 Mögliche Schlussfolgerungen aus dem Adaptionsversuch 1. Keine Prägung der Tiere auf eine bestimmte Futterzusammensetzung somit auch kein Anpassungsdruck durch neues Futterregime 2. Es gab eine Prägung aber durch frühes Entwicklungsstadium auch erneute Adaption an das Folgefutter 3. Es liegt bereits eine genetische Selektion der Fische durch jahrelange Züchtung vor 22

23 Mögliche Schlussfolgerungen aus dem Adaptionsversuch 1. Keine Prägung der Tiere auf eine bestimmte Futterzusammensetzung somit auch kein Anpassungsdruck durch neues Futterregime 2. Es gibt eine Prägung aber durch frühes Entwicklungsstadium erneute Prägung auf das Folgefutter 3. Es liegt bereits eine genetische Selektion der Fische durch jahrelange Züchtung vor 23

24 Mögliche Schlussfolgerungen aus dem Adaptionsversuch 1. Keine Prägung der Tiere auf eine bestimmte Futterzusammensetzung somit auch kein Anpassungsdruck durch neues Futterregime 2. Es gibt eine Prägung aber durch frühes Entwicklungsstadium erneute Prägung auf das Folgefutter 3. Es liegt bereits eine genetische Selektion der Fische durch jahrelange Züchtung vor 24

25 Evolutionäre Anpassungsmechanismen an Veränderungen im Nahrungsregime Wildstämme Zuchtstämme Gibt es einen Einfluss jahrelanger Selektion durch Züchtung? Wie reagieren Wildstämme in solchen Prägungsversuchen? 25

26 Ein Vergleich zwischen Regenbogen- und Meerforellenbrut Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) Meerforelle (Salmo trutta) 250 [g] b 250 [g] 200 a 200 b a a 100 c Diet A Diet B Diet C Diet A Diet B* Diet C* Anteil pflanzlicher Proteine im Brutfutter n=9; Gruppengröße n=200; Mittelwerte mit SD Anteil pflanzlicher Proteine im Brutfutter n=9; Gruppengröße: n=160; Mittelwerte mit SD Futtergruppe Anteil pflanzlicher Proteine A 0 % B B* 50 % 60 % C C* 100 % 85 % 26

27 Résumé 1. Es gibt scheinbar keinen Einfluss züchterischer Selektion auf die Adaption an eine andere Ernährungsweise 2. Die erfolgreiche Ernährung juveniler Forellen mit pflanzlichen Rohstoffen hat großes Potential 3. Der Einfluss vegetarischer Kost auf die Verdauungsphysiologie bleibt abzuwarten 27

28 wird betreut von Prof. Carsten Schulz Dr. Bernd Ueberschär wird unterstützt von wird finanziert durch 28

29 Bildernachweis Folie Folie Folie 12 Folie Folie 22 Sebastian Kick Folie