Établissement d'un stock de géniteurs contrôlé de truite arc-en-ciel au moyen d'une technologie d'aquaculture en recirculation et de génotypage

Rapport définitif
Lyndon Fish Hatcheries Inc
PIAAM 2012-CA01

Aperçu de l'entreprise

Lyndon Fish Hatcheries est une entreprise privée appartenant à Lynn Rieck. Le secteur d'activité principal de l'entreprise est la reproduction et la vente d'œufs et d'alevins de truites arc-en-ciel à des fermes piscicoles en Ontario et à l'étranger. L'écloserie principale se trouve juste au nord de New Dundee. Un autre site se trouve dans la partie ouest de l'île Manitoulin. Lyndon s'est également récemment élargi avec l'ajout de deux systèmes à recirculation d'eau avec élément chauffant dans l'installation de New Dundee, soit un volume de grossissement de 89 000 gallons. L'écloserie de New Dundee est inspectée à l'échelle fédérale par le MPO et a été déclarée exempte de maladies dans le cadre du Règlement sur la protection de la santé des poissons. L'exportation de poissons vivants et d'œufs provenant de cette installation est donc autorisée vers d'autres provinces et pays. Le site de l'île Manitoulin est utilisé principalement pour élever des alevins à des fins de pisciculture en cage sur l'île et à Parry Sound. En raison de la taille de l'écloserie, de notre ouverture aux nouvelles technologies et aux nouvelles idées, ainsi que de la proximité de Guelph, des chercheurs en génétique et en ichtyopathologie de l'Université de Guelph ont travaillé avec l'écloserie sur plusieurs projets. Nous avons également travaillé avec Amber Garber, ph. D., du Centre des sciences de la mer Huntsman, au Nouveau-Brunswick, qui nous a aidés à mettre en place un programme sur les stocks de géniteurs. Actuellement, une grande proportion des œufs de poisson vivants achetés par les pisciculteurs canadiens provient d'une écloserie de l'état de Washington appelée Troutlodge. Il s'agit de notre principal concurrent par sa taille et sa capacité à fournir des œufs pratiquement toute l'année. Toutefois, la mauvaise performance de leurs poissons et le désir des éleveurs canadiens d'acheter au pays incitent les pisciculteurs à explorer d'autres options. Notre engagement quant à l'offre d'un produit de qualité en temps voulu ainsi que l'augmentation de notre population de géniteurs nous ont permis de concurrencer Troutlodge à petite échelle. Avec l'aide de nos partenaires scientifiques, nous prévoyons la mise en œuvre d'un programme de reproduction sélectif qui nous aidera à être concurrentiels et à donner aux producteurs canadiens non seulement une autre option, mais une option privilégiée au pays, lorsqu'ils arrêteront leur choix sur l'endroit où acheter des œufs et des alevins.

Possibilités d'affaires

En ce qui concerne la reproduction d'animaux, l'aquaculture canadienne se situe bien loin de l'agriculture terrestre. L'industrie avicole est un exemple de secteur dans lequel des gains significatifs sont réalisés à chaque génération en matière de rendement. L'établissement de programmes de reproduction se trouve souvent sur la liste des enjeux importants dans de nombreux groupes d'aquaculture au Canada. Par le passé, la seule manière d'établir un programme de reproduction sélectif était de posséder un grand nombre de bassins individuels afin d'élever le poisson jusqu'à ce qu'il soit suffisamment grand pour que l'on puisse lui injecter une micropuce « PIT » (transpondeur intégré passif) grâce à laquelle il est possible de récupérer facilement des renseignements sur l'ascendance en cas de mélange des poissons dans un environnement de production. Pour de nombreuses écloseries de poissons, y compris la nôtre, le fait d'avoir des bassins dédiés à cette fin n'est pas rentable économiquement. Actuellement, avec les avancées en génétique moléculaire, l'établissement du génotype de la descendance permettra aux chercheurs de déterminer qui étaient les parents sans devoir avoir recours aux bassins familiaux individuels aux coûts écrasants. Ce projet fournira également des données importantes sur le rendement dans un milieu de production, contrairement aux résultats en laboratoire. Le fait de savoir que l'installation dans laquelle les œufs sont achetés possède un programme de reproduction sélectif augmentera également la crédibilité de notre produit. Un grand nombre de nos clients sait que nos poissons sont déjà très performants, mais dans le marché actuel, si l'on n'améliore pas le rendement ou la qualité, on prend du retard sur la concurrence. Nous visons à étendre notre marché d'exportation et à faire ce qu'il faut pour améliorer encore davantage nos produits. À elle seule, l'augmentation des ventes permettra à notre écloserie de fonctionner à son plein potentiel et à nos activités d'être plus rentables.

Détails sur les projets

Durée du projet

Objectifs techniques

1. Établir le génotype de tous les individus du stock de géniteurs dans le cycle de frai de 2012/2013 et du tout nouveau stock de géniteurs dans le cycle de frai de 2013/2014.
   Le génotypage de ces poissons représente un travail continu et les efforts se poursuivent. La durée étendue des efforts de génotypage est due au grand nombre d'échantillons à traiter.
2. Assurer le suivi des croisements et des familles ou des descendants produits
   La descendance issue de croisements est constamment surveillée et des rapports hebdomadaires sont produits pour indiquer les tailles moyennes de chaque lot de poissons, ainsi que les données sur la température, dans le but de corroborer les taux de croissance pour chaque lot. Les parents des croisements sont tous indiqués dans le dossier de frai, leur marquage par transpondeur passif intégré est consigné et les échantillons de tissu de chaque parent sont génotypés. Cela permet de garantir la diversité génétique et de s'assurer qu'aucun croisement ne se produit à l'avenir.
3. Développement continu de regroupements multiplexes propres aux locus à caractère quantitatif (QTL) en vue d'une future utilisation dans des programmes de sélection à l'aide de marqueurs et dans des analyses de pedigree.
   Cet objectif a fait l'objet de travaux continus et les efforts se poursuivent. Les marqueurs de sélection ont été augmentés de 6 à 8, ce qui permet une sélection génétique pour la croissance, la durée du frai et la maturité. Plus des descendants profiteront du Programme d'innovation en aquaculture et d'accès au marché (PIAAM), plus il sera possible de mener des recherches à ce sujet afin de valider les marqueurs de croissance.
4. Sous-ensembles d'élevage des lots de descendants de 2013/2014 dans la station de recherche aquacole Alma (Alma Aquaculture Research Station)
   Au 24 mars 2013, 10 sous-ensembles de lots de descendants obtenus dans le cadre du PIAAM étaient également élevés à Alma à des fins de recherche. Au 1er avril, 5 142 poissons au total sont élevés à Alma.
5. Établissement d'un programme formel de reproduction en vue d'améliorer la croissance dans la souche de Lyndon
   De nombreuses discussions ont été menées au sujet de l'élaboration d'un programme national de reproduction; toutefois, Lyndon poursuit actuellement son travail à l'égard de l'élaboration d'un programme formel, dans l'espoir qu'une aide du gouvernement sera disponible pour compenser le coût de cet effort et pour faciliter le potentiel de croissance génétique de la souche de Lyndon. Actuellement, nous effectuons la sélection en fonction de la croissance et de la résistance aux maladies et à l'aide d'une analyse génétique de la descendance, et ce, une fois que les poissons ont atteint 50 grammes.

Plan de travail et résultats

Élaboration du système

En janvier 2012, les phases initiales de conception ont été mises en place pour la conception du système d'un point de vue génétique et structurel. Divers chercheurs et concepteurs ont été consultés afin que le système soit conçu à l'aide de toutes les meilleures informations disponibles.

Entre janvier et avril 2012, les mécanismes ont été mis en place en matière de conception et de procédure. Au mois d'avril, la phase de conception était terminée et la construction pouvait commencer.

L'installation de l'équipement s'est déroulée entre mi-mars et mi-septembre. Cette installation de l'équipement a subi plusieurs retards, car différentes modifications structurelles ont été nécessaires pour que le bâtiment puisse accueillir la plomberie du système. En plus des modifications structurelles, différents aspects de la conception ont pu être modifiés afin d'améliorer l'efficacité du système. L'ensemble des facteurs mentionnés plus haut a entraîné l'allongement de la période d'installation de l'équipement prévue à l'origine. Cependant, il en résulte un système plus efficace.

Fonctionnement du système

Le système était entièrement opérationnel à la mi-septembre et les œufs de poisson provenant d'œufs frayés ont été introduits le 4 octobre 2012. À partir de cette date, des croisements ont été créés pour ce système pratiquement toutes les semaines dans lesquelles le frai se produisait. Les parents de chaque famille introduite dans le système sont suivis et archivés dans la base de données sur le stock de géniteurs et les échantillons de tissu des parents sont envoyés à Guelph pour des analyses approfondies, dont le génotypage.

À compter du 24 mars 2012, des poissons issus de 300 familles sont élevés dans le système à la suite de 19 jours de frai. La taille des individus de ces 19 groupes varie d'alevins vésiculés à des poissons de 13 grammes.

Les poissons sont nourris à la main au moins 3 fois par jour et la température et les niveaux d'oxygène et d'ammoniaque sont surveillés de façon systématique afin de s'assurer que les conditions environnementales ne nuisent pas aux taux de croissance.

Une fois qu'ils ont atteint une taille précise, les poissons sont également triés afin de sélectionner les poissons qui grossissent le plus vite et chaque semaine, on effectue des prélèvements dans chaque lot suffisamment grand pour être alimenté afin de suivre la variation des taux de croissance d'un groupe à l'autre et ainsi déterminer si la croissance des poissons change selon la période de l'année à laquelle s'est produit le frai.

Résistance à la maladie de l'eau froide d'origine bactérienne

Les recherches en cours, menées en collaboration avec John Lumsden, ph. D., de l'Université de Guelph, ont montré que la souche de Lyndon présentait une résistance variable à la maladie de l'eau froide. Dans des essais préliminaires, la morbidité après l'injection de bactéries variait de 9,5 à 85,7 %. D'autres recherches montrent que la résistance à la maladie est bien liée à la croissance, ce qui signifie que les poissons qui grandissent le plus vite sont également les plus résistants. Concernant la variation importante en matière de résistance ainsi que les recherches à l'appui, il a été déterminé que le PIAAM offrirait l'occasion de procéder à l'activité du tri des poissons selon leur résistance à la maladie et leurs taux de croissance.

Après consultation de John Lumsden, ph. D., il a été décidé que nous effectuerions un tri selon la résistance à la maladie en élevant les poissons dans des eaux infectées sans leur fournir de traitement pour que seuls les poissons résistants survivent. Ensuite, on continuerait de sélectionner les poissons suivant leur croissance jusqu'à la fin de leur cycle de vie. Lors du PIAAM, la maladie de l'eau froide était présente dans l'eau; par conséquent, les poissons étaient entourés par la bactérie. À ce jour, il a été observé qu'environ 55 % des poissons n'ont pas résisté à la maladie; toutefois, les poissons résistants semblent être les plus grands.

Cette étape a modifié le processus de tri, puisque les populations de poissons sont considérablement réduites à la suite de l'élimination des poissons non résistants à la maladie, et que le processus de sélection basé sur la taille a été légèrement modifié, mais au final, la sélection se fait en fonction de la taille et de la résistance aux maladies. Ce développement est très stimulant, car cette approche nous permet d'aborder la résistance aux maladies d'un point de vue génétique et phénotypique. La création d'une souche résistante à la maladie de l'eau froide mène à une diminution de la dépendance aux antibiotiques, ce qui crée un produit plus sain pour le consommateur, et permet au producteur de réduire les coûts de médication.

Progrès futurs

La création de familles se poursuivra et la descendance sera transférée sans avoir recours au PIAAM une fois la période finale de tri atteinte. Une fois cette phase atteinte, les poissons seront intégrés dans les installations habituelles de Lyndon en vue d'une future sélection et d'une intégration dans le stock de géniteurs de Lyndon.

Les efforts en matière de recherche génétique se poursuivront pour l'élaboration de regroupements multiplexes propres aux locus à caractère quantitatif (QTL) en vue d'une future utilisation dans les programmes de sélection à l'aide de marqueurs et les analyses de pedigree. Des efforts sont également effectués en vue du développement d'une méthodologie d'essai sur la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) pour la résistance aux maladies.

Grâce à la qualité supérieure de la descendance issue de ce système, nous pouvons désormais explorer d'importantes possibilités économiques et dans le domaine de la recherche en nous appuyant sur nos plus grandes connaissances et notre expérience.

Défis et difficultés

Nous avons rencontré certaines difficultés opérationnelles. La conception d'origine, qui consistait à utiliser des grilles pour séparer les lots de poissons, a dû être modifiée, car certains petits poissons arrivaient à passer dans les espaces entre la grille et le mur du bassin. Certains poissons pesant moins de 0,5 g, le plus petit espace pouvait entraîner un mélange entre les lots. Ce problème a été résolu en concevant et créant des « insertions » de maille dans lesquelles les poissons étaient élevés dans des « paniers » identiques à la conception d'origine, sauf que les « insertions » servaient de barrière complète et empêchaient ainsi de futurs problèmes.

Impact du projet et prévisions

Pour le moment, aucune autre installation commerciale canadienne de reproduction des truites arc-en-ciel ne possède un programme de reproduction tel que celui que Lyndon a pu établir avec l'aide du présent projet. Cela nous place en bonne position pour être concurrentiels à l'échelle mondiale contre Troutlodge et d'autres fournisseurs européens d'œufs. Avec un programme de reproduction en place, notre crédibilité en tant qu'écloserie s'améliorera et cela ajoutera de la valeur à notre stock de géniteurs, en plus d'attirer d'éventuels investissements d'autres entreprises. Il est également important de noter qu'en ce moment, les Canadiens dépendent énormément d'œufs provenant de l'étranger. Il est déjà arrivé que les frontières se ferment en raison de problèmes liés à des maladies. Si cela se produisait demain, de nombreuses entreprises canadiennes seraient en danger. Le fait d'avoir une offre d'œufs exempts de maladie au pays est une très bonne assurance contre ces situations.