Published June 29, 2023 | Version v1
Publication Open

Acute hyperthermia and hypoxia tolerance of two improved strains of nile tilapia (Oreochromis niloticus)

  • 1. Kwame Nkrumah University of Science and Technology
  • 2. University of Ghana

Description

Tilapia production in Ghana has been hit with episodes of stress and pathogen-induced mass fish kills which have anecdotally been linked to the culture of illegally imported Genetically Improved Farmed Tilapia (GIFT) strains of Nile tilapia, Oreochromis niloticus. This study was thus set up to comprehensively assess the stress tolerance of the GIFT strain and a native strain of Nile tilapia (the Akosombo strain) following exposures to hyperthermic and hypoxic stressors. In a series of experiments, oxygen consumption (MO2), aquatic surface respiration (ASR), thermal limits and hypoxia tolerance were assessed. The effects of these stressors on haematological parameters were also assessed. The GIFT strain was less tolerant of hypoxia and performed ASR at higher O2 levels than the Akosombo strain. Under progressive hypoxia, the GIFT strain exhibited higher gill ventilations frequencies (fV) than the Akosombo strain. The thermal tolerance trial indicated that the Akosombo strain of O. niloticus has higher thermotolerance than the GIFT strain and this was reflective in the higher LT50 (45.1℃) and LTmax (48℃), compared to LT50 and LTmax of 41.5℃ and 46℃ respectively. These results imply that it is crucial to consider how the GIFT strain performs under various environmental conditions and changes during culture. Particularly, raising the GIFT strain of Nile tilapia in earthen ponds rich in phytoplankton and subject to protracted episodes of extreme hypoxia may have a detrimental physiological impact on its growth and welfare.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لقد تعرض إنتاج البلطي في غانا لنوبات من الإجهاد والقتل الجماعي للأسماك الناجمة عن مسببات الأمراض والتي تم ربطها بشكل غير قانوني بثقافة سلالات البلطي المزروع المحسن وراثيًا (GIFT) المستوردة بشكل غير قانوني من البلطي النيلي، Oreochromis niloticus. وهكذا تم إعداد هذه الدراسة لإجراء تقييم شامل لتحمل الإجهاد لسلالة الهدية وسلالة أصلية من البلطي النيلي (سلالة أكوسومبو) بعد التعرض لضغوط فرط الحرارة ونقص الأكسجة. في سلسلة من التجارب، تم تقييم استهلاك الأكسجين (MO2) والتنفس السطحي المائي (ASR) والحدود الحرارية وتحمل نقص الأكسجة. كما تم تقييم آثار هذه الضغوطات على المعلمات الدموية. كانت سلالة الهدية أقل تحملاً لنقص الأكسجة وأجرت ASR عند مستويات O2 أعلى من سلالة Akosombo. في ظل نقص الأكسجة التدريجي، أظهرت سلالة الهدية ترددات تهوية خيشومية أعلى (fV) من سلالة أكوسومبو. أشارت تجربة التسامح الحراري إلى أن سلالة أكوسومبو من O. niloticus لها تحمل حراري أعلى من سلالة الهدية وكان هذا انعكاسًا في LT50 الأعلى (45.1درجة مئوية) و LTmax (48 درجة مئوية)، مقارنة بـ LT50 و LTmax من 41.5درجة مئوية و 46 درجة مئوية على التوالي. تشير هذه النتائج إلى أنه من الأهمية بمكان النظر في كيفية أداء سلالة الهدايا في ظل مختلف الظروف والتغيرات البيئية أثناء الثقافة. على وجه الخصوص، قد يكون لرفع سلالة هبة البلطي النيلي في الأحواض الترابية الغنية بالعوالق النباتية والتي تخضع لنوبات طويلة من نقص الأكسجة الشديد تأثير فسيولوجي ضار على نموها ورفاهها.

Translated Description (French)

La production de tilapia au Ghana a été frappée par des épisodes de stress et des tueries massives de poissons causées par des agents pathogènes qui ont été liées de manière anecdotique à la culture de souches de tilapia d'élevage génétiquement améliorées importées illégalement (GIFT) de tilapia du Nil, Oreochromis niloticus. Cette étude a donc été mise en place pour évaluer de manière exhaustive la tolérance au stress de la souche GIFT et d'une souche native de tilapia du Nil (souche Akosombo) suite à des expositions à des facteurs de stress hyperthermiques et hypoxiques. Dans une série d'expériences, la consommation d'oxygène (MO2), la respiration aquatique de surface (ASR), les limites thermiques et la tolérance à l'hypoxie ont été évaluées. Les effets de ces facteurs de stress sur les paramètres hématologiques ont également été évalués. La souche GIFT était moins tolérante à l'hypoxie et a effectué une ASR à des niveaux d'O2 plus élevés que la souche Akosombo. Sous hypoxie progressive, la souche GIFT présentait des fréquences de ventilation branchiale (fV) plus élevées que la souche Akosombo. L'essai de tolérance thermique a indiqué que la souche Akosombo d'O. niloticus avait une thermotolérance plus élevée que la souche GIFT, ce qui se reflétait dans les LT50 (45,1℃) et LTmax (48℃) plus élevés, par rapport aux LT50 et LTmax de 41,5℃ et 46℃ respectivement. Ces résultats impliquent qu'il est crucial de considérer les performances de la souche CADEAU dans diverses conditions environnementales et les changements au cours de la culture. En particulier, l'élevage de la souche CADEAU du tilapia du Nil dans des étangs de terre riches en phytoplancton et soumis à des épisodes prolongés d'hypoxie extrême peut avoir un impact physiologique néfaste sur sa croissance et son bien-être.

Translated Description (Spanish)

La producción de tilapia en Ghana se ha visto afectada por episodios de estrés y muertes masivas de peces inducidas por patógenos que, anecdóticamente, se han relacionado con el cultivo de cepas de tilapia de cultivo genéticamente mejorado (GIFT) importadas ilegalmente de tilapia del Nilo, Oreochromis niloticus. Por lo tanto, este estudio se estableció para evaluar exhaustivamente la tolerancia al estrés de la cepa GIFT y una cepa nativa de tilapia del Nilo (la cepa Akosombo) después de la exposición a factores estresantes hipertérmicos e hipóxicos. En una serie de experimentos, se evaluaron el consumo de oxígeno (MO2), la respiración superficial acuática (ASR), los límites térmicos y la tolerancia a la hipoxia. También se evaluaron los efectos de estos factores estresantes en los parámetros hematológicos. La cepa GIFT fue menos tolerante a la hipoxia y realizó ASR a niveles de O2 más altos que la cepa Akosombo. Bajo hipoxia progresiva, la cepa GIFT exhibió frecuencias de ventilación branquial (fV) más altas que la cepa Akosombo. El ensayo de tolerancia térmica indicó que la cepa Akosombo de O. niloticus tiene una termotolerancia más alta que la cepa GIFT y esto fue reflectante en la mayor LT50 (45.1℃) y LTmax (48℃), en comparación con LT50 y LTmax de 41.5℃ y 46℃ respectivamente. Estos resultados implican que es crucial considerar cómo se comporta la cepa GIFT en diversas condiciones ambientales y cambios durante el cultivo. En particular, el aumento de la cepa GIFT de tilapia del Nilo en estanques de tierra ricos en fitoplancton y sujetos a episodios prolongados de hipoxia extrema puede tener un impacto fisiológico perjudicial en su crecimiento y bienestar.

Files

s44154-023-00099-w.pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:51e012ba0392e19231a127b545c15e2a
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فرط الحرارة الحاد ونقص التأكسج في سلالتين محسنتين من البلطي النيلي (Oreochromis niloticus)
Translated title (French)
Hyperthermie aiguë et tolérance à l'hypoxie de deux souches améliorées de tilapia du Nil (Oreochromis niloticus)
Translated title (Spanish)
Hipertermia aguda y tolerancia a la hipoxia de dos cepas mejoradas de tilapia del nilo (Oreochromis niloticus)

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4382727188
DOI
10.1007/s44154-023-00099-w

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ghana

References

  • https://openalex.org/W1513886440
  • https://openalex.org/W1569227178
  • https://openalex.org/W175958816
  • https://openalex.org/W1978674081
  • https://openalex.org/W1982370540
  • https://openalex.org/W1982677894
  • https://openalex.org/W1982858344
  • https://openalex.org/W2004874735
  • https://openalex.org/W2006061854
  • https://openalex.org/W2060574082
  • https://openalex.org/W2065818856
  • https://openalex.org/W2081954702
  • https://openalex.org/W2083704016
  • https://openalex.org/W2083830201
  • https://openalex.org/W2116707338
  • https://openalex.org/W2139115960
  • https://openalex.org/W2148374476
  • https://openalex.org/W2308934743
  • https://openalex.org/W2408192315
  • https://openalex.org/W2767095132
  • https://openalex.org/W2793111399
  • https://openalex.org/W2794382215
  • https://openalex.org/W2909272625
  • https://openalex.org/W2915037222
  • https://openalex.org/W2952759907
  • https://openalex.org/W2979275798
  • https://openalex.org/W2985126589
  • https://openalex.org/W3043433449
  • https://openalex.org/W3047652538
  • https://openalex.org/W3086002455
  • https://openalex.org/W3087348333
  • https://openalex.org/W3088445395
  • https://openalex.org/W3108915140
  • https://openalex.org/W3115784644
  • https://openalex.org/W3128736940
  • https://openalex.org/W3132257869
  • https://openalex.org/W3186685751
  • https://openalex.org/W3201499780
  • https://openalex.org/W4210293511
  • https://openalex.org/W4213326864
  • https://openalex.org/W4235364146
  • https://openalex.org/W4283317328
  • https://openalex.org/W4293001236
  • https://openalex.org/W4318321301
  • https://openalex.org/W83069746
  • https://openalex.org/W850294230