Antioxidant defenses and biochemical changes in the neotropical fish pacu, Piaractus mesopotamicus: Responses to single and combined copper and hypercarbia exposure

This study investigated the potentially detrimental effects of copper and elevated aquatic CO2 (hypercarbia), alone or in combination, on pacu, Piaractus mesopotamicus. Fish were exposed for 48 h to control (no copper addition in normocarbia), to 400 mu g Cu2+L-1, to hypercarbic (1% CO2; PCO2=6.9 mm Hg) water and to 400 mu g Cu2+L-1+ hypercarbia. In liver the single factors caused an increase in lipid hydroperoxide concentration that was not observed when the factors were combined. Copper exposure elicited increased hepatic superoxide dismutase activity, irrespective of aquatic CO2 level. On the other hand, the effects of copper on hepatic glutathione peroxidase activity were dependent on water CO2 levels. The two stressors combined did not affect hepatic catalase activity. Hypercarbic water caused a decline in plasma glucose concentration, but this was not observed when hypercarbia was combined with copper exposure. Copper caused a decrease in branchial Na+/K+-ATPase activity that was independent of water CO2 level. Copper caused an increase in branchial metallothionein concentration that was independent of water CO2 level. Thus, branchial metallothionein and Na+/K+-ATPase were effective biomarkers of copper exposure that were not affected by water CO2 level. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

Growth, body composition and hematology of juvenile pacu (Piaractus mesopotamicus) fed increasing levels of ractopamine

The effects of four levels of dietary ractopamine (RAC) on growth, body composition and hematology of pacu, Piaractus mesopotamicus juveniles (103.6+/-3.3g) were studied. Fish were housed into 12 circular tanks of 1 m(3) - 15 fish per tank - and fed for 60 days with practical diets supplemented with 0; 10; 20 or 40mg RAC per kg of diet, in a totally randomized design trial (n=3). Fish fed diets containing up to 40mg RAC/kg diet for 60 days did not have improved growth or body composition parameters. There were no significant differences in hematocrit, hemoglobin and mean corpuscular hemoglobin. Plasma glucose and triglycerides were significantly smaller in fish fed with RAC; however no significant differences between RAC levels were detected. The inclusion of up to 40mg RAC/kg of diet did not improve growth and body composition, but influenced some hematological and biochemical parameters of juvenile pacu.

Digestibility and performance of pacu (Piaractus mesopotamicus) juveniles - fed diets containing different protein, lipid and carbohydrate levels

Due to lack of information on the use of non-protein energy sources in diets for pacu (Piaractus mesopotamicus), a 2 x 2 x 3 factorial experiment was conducted to evaluate the performance and digestibility of 12 diets containing approximately two crude protein (CP; 220 and 250 g kg(-1)), two lipid (40 and 80 g kg(-1)) and three carbohydrate levels (410, 460 and 500 g kg(-1)). The pacu juveniles-fed diets containing 220 g kg(-1) CP did not respond (P > 0.05) to increased dietary lipid and carbohydrate levels, but the fish-fed diets containing 250 g kg(-1) CP showed a better feed conversion ratio. There were interactions in weight gain (WG), specific growth rate (SGR), crude protein intake (CPI) and feed conversion rate (FCR) dependent on dietary carbohydrate and lipid levels, showing positive effects of increasing carbohydrate levels only for fish-fed diets containing 80 g kg(-1) lipid level. However, when the diets contained 40 g kg(-1) lipid, the best energy productive value (EPV) results were obtained at 460 g kg(-1) carbohydrate. A higher usage of lipids (80 g kg(-1)) reduced CPI and was detrimental to protein [apparent digestibility coefficient (ADC)(CP)] and energy (ADC(GE)), but did not affect growth. The ADC(GE) improved proportionally as dietary carbohydrate levels increased (P < 0.05), increasing the concentration of digestible energy. In addition, the WG, CPI, ADC(GE) results showed best use of the energy from carbohydrates when dietary protein level was 250 g kg(-1) CP. The utilization of 250 g kg(-1) CP in feeds for juvenile pacu for optimal growth is suggested. Therefore, the optimum dietary lipid and carbohydrate levels depend on their combinations. It can be stated that pacu uses carbohydrates as effectively as lipids in the maximization of protein usage, as long as it is not lower than 250 g kg(-1) CP or approximately 230 g kg(-1) digestible protein.

Free- and peptide-based dietary arginine supplementation for the South American fish pacu (Piaractus mesopotamicus)

Arginine was hypothesized to be a model compound in the present study on molecular forms of indispensable amino acid (IAA) dietary supplementation. Juvenile South American pacu (Piaractus mesopotamicus) were fed diets containing arginine in a protein base (casein-wheat gluten or casein-gelatin), or the casein-wheat gluten base supplemented with dipeptide or free arginine at two levels (5 and 10 g kg(-1)). Growth and protein efficiency ratios were significantly affected by diets, but not by arginine molecular form. Three free dispensable amino acids (DAA) and four IAA in plasma were affected by diet, but plasma arginine concentrations did not differ. Plasma urea concentrations, being very low in the pacu, and hepatic arginase activities, were not affected by diet (P = 0.10-0.11), but together with plasma ornithine, mirrored the growth data. Molecular form of arginine supplementation, free or dipeptide, significantly changed several free IAA (Phe, Leu, Ile, His) and urea, with a higher mean plasma concentration in dipeptide fed fish. The dietary treatments, or molecular form of the arginine supplementation, did not change proximate composition, except that calcium levels decreased with higher dietary arginine supplementation level. The present study indicates that dipeptides can provide IAA to pacu, and that arginine supplemented in this form is utilized as efficiently as in free form.

Growth performance and energetic metabolism of pacu, Piaractus mesopotamicus (Holmberg, 1887), fed diets supplemented with ammonium metavanadate

Vanadium compounds mimic most of the metabolic effects of insulin, suggesting that it might be useful to improve utilization of dietary carbohydrate. This work evaluated the effect of dietary ammonium metavanadate (H(4)NO(3)V) on the growth performance and energy metabolism of pacu, an omnivorous South America characin. Two hundred and eighty-eight fish were distributed into four blocks according to the body weight (21.8 +/- 1.7, 28.5 +/- 2.0, 28.4 +/- 1.9, 35.7 +/- 1.9 g), stocked in 24 plastic tanks and fed twice daily with isonitrogenous and isoenergetic diets containing six levels of H(4)NO(3)V (0, 10, 50, 100, 300 and 1000 mg kg(-1)) for 60 days. Increasing levels of dietary ammonium metavanadate did not improve growth (P > 0.05), and the highest level of inclusion (1000 mg kg(-1)) reduced performance (P < 0.05). Blood glucose levels decreased (P < 0.05) in fish fed 300 and 1000 mg kg(-1) H(4)NO(3)V, but no differences were observed in other blood metabolites. A slight increase in muscle lipid content was observed in fish fed a diet containing 300 mg kg(-1) H(4)NO(3)V. Based on the results of this study, there is no benefit in supplementing pacu diets with metavanadate.

Leukocytes respiratory burst and lysozyme level in pacu (Piaractus mesopotamicus Holmberg, 1887)

Respostas imunológicas inatas são úteis para determinar o estado de saúde de peixes e avaliar o efeito de substâncias imunomoduladoras no cultivo destes animais. A atividade respiratória de leucócitos foi medida em pacu (Piaractus mesopotamicus) através de ensaio de quimioluminescência e ensaio de redução do nitroblue tetrazolium (NBT). O ensaio de redução do nitroblue tetrazolium pareceu mais adequado que o ensaio de quimioluminescência para determinação da atividade respiratória de leucócitos, uma vez que foi difícil isolar com êxito os leucócitos do sangue para o ensaio de quimioluminescência. Lisozima sérica e plasmática foram medidas por meio de ensaio turbidimétrico. Com o objetivo de inativar as proteínas do sistema complemento, as amostras de soro e plasma foram aquecidas (56 ºC por 30 minutos). Porém, este procedimento provocou a turvação das amostras de plasma e interferiu nos resultados. A atividade de lisozima no soro foi maior que no plasma, sugerindo que amostras de soro são mais apropriadas para esta análise. Este estudo estabeleceu protocolos que podem ser utilizados como ferramentas no estudo de mecanismos imunológicos do peixe tropical pacu.

Dynamics of some limnological characteristics in pacu (Piaractus mesopotamicus) culture tanks as function of handling

Visando obter subsídios para um estudo da qualidade da água em tanques de piscicultura, realizou-se um experimento de 166 dias com uma espécie nativa, pacu (Piaractus mesopotamicus). Nos tanques foram testados dois níveis diferentes de proteína na dieta (16% e 34% de proteína bruta) e três densidades de estocagem (0,25; 0,50 e 0,77 peixes/m²). Dos resultados obtidos foi observado que a interação entre a densidade de estocagem e a duração do experimento interferiram nas variáveis bicarbonato e alcalinidade e a interação entre a densidade de estocagem e a porcentagem de proteína interferiram nas concentrações de CO2 livre e total, condutividade e pH (P < 0,05). A temperatura da água nos tanques variou significativamente ao longo do período estudado (P < 0,05), diminuindo gradativamente do verão para o inverno. Não houve diferença significativa no tempo de residência da água nos tanques (P > 0,05) durante a duração do experimento. Os demais parâmetros não sofreram interferência dos tratamentos ao longo do período de estudo.

Monitoramento da variabilidade genética de pacu, Piaractus mesopotamicus, do programa de aumento de estoque do rio Paranapanema

Avaliou-se a variabilidade genética dos estoques de reprodutores e dos peixes jovens de Piaractus mesopotamicus de três pisciculturas do estado do Paraná, utilizadas no programa de aumento de estoque de peixes no rio Paranapanema. Foi utilizado o marcador RAPD para avaliar as amostras do estoque de reprodutores e dos peixes jovens das pisciculturas de Palotina, Cambará e Andirá. A porcentagem de fragmentos polimórficos e o índice de diversidade genética de Shannon dos estoques de reprodutores variaram de 75,0% a 71,4% e de 0,434 a 0,376, respectivamente. Os peixes jovens das pisciculturas apresentaram valores mais elevados para ambos os parâmetros, com exceção da piscicultura de Palotina, na qual o índice de diversidade genética de Shannon foi semelhante. Os estoques de reprodutores apresentaram alta variabilidade genética, e esta foi mantida nos peixes jovens.

Challenge of pacu (Piaractus mesopotamicus) fed diets supplemented with vitamins C and E by Aeromonas hydrophila under different temperature

Pacus Piaractus mesopotamicus alimentados com dietas contendo três níveis de vitaminas C e E (zero, 250 e 500mg/kg de ração) foram desafiados, em diferentes temperaturas, com Aeromonas hydrophila. Os peixes foram mantidos em caixas plásticas de 300L e, com o objetivo de reduzir as reservas vitamínicas, durante os primeiros 60 dias, foram alimentados com dietas isentas das vitaminas C e E. Após esse período, os peixes foram estocados na densidade inicial de 14 peixes/caixa e as dietas-teste foram oferecidas durante 60 dias. Ao final do experimento, todos os peixes foram infectados com 6×10(6) UFC de A. hydrophila/peixe, injetada intraperitonealmente. Não houve interação nível de vitamina C vs. nível de vitamina E quanto à mortalidade. A suplementação com as vitaminas C e E não reduziu a taxa de mortalidade dos peixes desafiados com A. hydrophila. Independentemente da suplementação vitamínica, após o desafio, os peixes menores apresentaram maior taxa de mortalidade que os maiores e o grupo mantido em ambiente com temperatura mais alta apresentou maior taxa de mortalidade após o desafio.

Eficácia do florfenicol e da oxitetraciclina no controle de Aeromonas hydrophila em pacu (Piaractus mesopotamicus)

Determinou-se a concentração eficaz de oxitetraciclina (OTC) e florfenicol (FFC) no tratamento de Aeromonas hydrophila em pacu (Piaractus. mesopotamicus). Os pacus foram submetidos à captura duas vezes ao dia por quatro dias e em seguida foram infectados com A. hydrophila (2,4x10(7) bactéria mL-1). Os tratamentos utilizados foram: controle sem infecção (CSI), controle com infecção (CCI) e tratados com 110,0; 140,0 e 170,0mgOTC.kg-1, e 5,0; 10,0 e 15,0mgFFC.kg-1. As variáveis de qualidade da água foram monitoradas diariamente. Após o tratamento, no CSI dos dois testes, ocorreu 100% de sobrevivência. Nos testes com OTC, no CCI, a sobrevivência foi de 29,2%; em 110,0mg.kg-1, 37,5%; em 140,0mg.kg-1, 29,2%; e em 170,0mg.kg-1, 50,0%. Nos testes com FFC, foi eficaz com 10,0mg.kg-1, e no CCI a sobrevivência foi de 76,9%; em 5,0mg.kg-1, 81,81%; em 10,0mg/L.kg-1, 100% e em 15,0mg.kg-1, 87,5%. A OTC, em concentrações de até 170,0mg.kg-1 de ração, não é eficaz para o controle de A. hydrophila em pacu, e o FFC é eficaz na concentração de 10,0mg.kg-1 e ambos não alteram as variáveis de qualidade de água.

The administration of exogenous prostaglandin may improve ovulation in pacu (Piaractus mesopotamicus)

Based on the reports of unsuccessful ovulation in pacu (Piaractus mesopotamicus) by fish farmers and researchers undertaking artificial reproduction programs, we evaluated the use of prostaglandin F (PGF) to improve pacu ovulation. This study was conducted during two spawning seasons (2009/2010 and 2010/2011) with two samplings in the first season and one sampling in the second season. A total of 45 females was sampled in this study. The control group was injected with carp pituitary extract (crude extract, 6 mg/kg), and the treatment group received PGF (2 mL per fish in the 2009/2010 season and 5 mL per fish in the 2010/2011 season) in addition to the crude extract. In both seasons, 100% (N = 4, 2009/2010 first sampling; N = 5, 2009/2010 second sampling; and N = 3, 2010/2011) of the PGF-treated fish spawned. In contrast, 53.0% (N = 9) and 83.3% (N = 10) of the control fish spawned in the first and second samplings of the 2009/2010 season, respectively, and only 25.0% (N = 1) spawned in the 2010/2011 season. Fecundity, fertility, and hatching rates did not differ (P > 0.05) between the treated and control fish. Based on oocyte volume frequency analysis, ovaries of the control fish had more (P < 0.05) vitellogenic oocytes with germinal vesicle breakdown that remained unovulated after spawning, whereas more (P < 0.05) of previtellogenic oocytes were present in the ovaries of the PGF-treated fish. In conclusion, administration of exogenous prostaglandin may improve the outcome of hormonally induced spawning in tropical migratory fish. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Biological indicators of stress in pacu (Piaractus mesopotamicus) after capture

Os efeitos da captura (perseguição, contenção em puçá e exposição aérea) no perfil sanguíneo do cortisol, glicose, cloreto, sódio, potássio, cálcio e na osmolaridade, hematócrito, hemoglobina, número de células vermelhas (CV) e volume corpuscular médio (VCM) foram investigados no pacu (Piaractus mesopotamicus). Um total de 132 peixes (49,7 ± 11,7 g) foi submetido à captura com 3 ou 5 minutos de exposição aérea. Nove peixes de cada tratamento foram amostrados 5, 15, 30, 60 minutos e 24 horas depois e outros nove peixes foram amostrados antes da captura e considerados controle. A captura resultou em aumento do cortisol e glicose no sangue 30 e 5 minutos depois da captura, respectivamente, independente do tempo de exposição aérea. Ambos os indicadores recuperaram os valores controle em 24 horas. Nos dois grupos de peixes, o cloreto plasmático diminuiu 60 minutos após captura e não recuperou os valores controle, enquanto o sódio sérico aumentou entre 15 e 30 minutos recuperando a condição controle em 24 horas. Não houve alteração significativa nos valores de potássio, cálcio, osmolaridade ou no hematócrito, hemoglobina, CV e VCM como consequência da captura. Os estressores sequenciais aplicados no pacu durante a captura ativaram o eixo cérebro-pituitária-interrenal (respostas do cortisol e glicose), mas a ativação do eixo cérebro-sistema simpático-células cromafins foi aparentemente moderada (respostas iônicas e hematológicas).

Feeding strategy with alternate fasting and refeeding: effects on farmed pacu production

P>A 36-day trial was conducted to determine the effects of repetitive periods of food restriction and refeeding on growth and energy metabolism in pacu (Piaractus mesopotamicus). A total 264 juvenile fish (36.9 +/- 2.8 g) were fed with the experimental diet for 36 days using three regimes: (i) feeding daily to satiation (FD); (ii) no feed for 3 days, then feeding the same amount offered to the control groups for the next 3 days (NF/R controlled); and (iii) no feed for 3 days, then feeding to apparent satiation for the next 3 days (NF/R at satiation). The treatments were distributed into four tanks each. WG and SGR were higher in FD group. Fish refed showed hyperphagia just up to the second day of refeeding. The worst feed conversion rate and the lowest protein efficiency ratio were found in fish NF/R controlled. The lowest values of visceral fat somatic index were found in both fasted fish groups, particularly in NF/R at satiation. The LL and glycogen concentrations, and the hepatosomatic index were all elevated in both feed restricted fish. Muscle lipid showed a tendency to decrease after the cycle of fasting and refeeding. Plasma free fatty acids and glucose levels were elevated in fish subjected to feeding restrictions while serum triglycerides levels were reduced. Triiodothyronine levels were significantly depressed in fish from the NF/R-controlled group and remained at the same levels as the control fish in fish NF/R at satiation. Results indicated that fish subjected to cyclic periods of 3-day satiation or controlled feeding after 3-days of fasting were unable to achieve the final body weight of fish fed to satiation after 36 days.

Farelo de canola em dietas para o pacu Piaractus mesopotamicus (Holmberg 1987): efeitos sobre o crescimento e a composição corporal

Avaliaram-se os efeitos da inclusão de farelo de canola em dietas de juvenis de pacu (Piaractus mesopotamicus) sobre parâmetros de crescimento e composição corporal. Um total de 192 alevinos (9 a 15g) foram estocados em 24 tanques de cimento, de 100l de capacidade, durante 103 dias. O farelo de canola foi utilizado em quatro proporções: zero; 9,5%; 19% e 38% da dieta, com ou sem farinha de peixe (12%/dieta), totalizando oito tratamentos. A presença de farinha de peixe não afetou os parâmetros de crescimento avaliados. A inclusão de 38% de farelo de canola na dieta diminuiu o ganho de peso dos peixes, valores médios de 28,74g a 50,70g, e piorou a conversão alimentar aparente, de 1,66 para 2,85. A taxa de eficiência protéica também foi menor nos peixes alimentados com 38% de farelo de canola. As várias proporções de farelo de canola das dietas alteraram os teores de umidade, proteína bruta e lipídios dos peixes. A presença da farinha de peixe, nas dietas, somente influiu no teor de lipídios dos peixes alimentados com dietas contendo 9,5% de farelo de canola. Conclui-se que até 19% de farelo de canola pode ser adicionado às dietas de juvenis de pacu, sem que seu desenvolvimento seja prejudicado.

Artificial fertilization of oocytes and sperm activation in pacu: effects of the spermatozoa:oocyte ratio, water volume, and in natura semen preservation

Objetivou-se foi avaliar a fertilização artificial e a duração da motilidade espermática em pacus com diferentes doses inseminantes, volumes de água e preservação do sêmen in natura. Foram realizados quatro experimentos para avaliação do efeito de doses inseminantes (7x10³, 7x10(4), 7x10(5), 7x10(6) e 7x10(7) espermatozoides ovócito-1) sobre a fertilização artificial dos ovócitos; do efeito do volume de água (0,5; 15,0; 30,0; 45,0 e 60,0 mL de água mL-1 de ovócitos) com doses inseminantes de 105.481 e 210.963 espermatozoides ovócito-1; do efeito de diluição do sêmen (0,005; 0,05; 0,5 e 5,0 µL de sêmen mL-1 de água) sobre a duração da motilidade espermática; e do efeito do armazenamento a 15 ºC por 9 h sobre a duração da motilidade espermática e o índice de sobrevivência espermática. Os maiores resultados obtidos foram: doses inseminantes entre 7x10³ e 7x10(7) espermatozoides ovócito-1; 15 a 60 mL de água mL-1 de ovócitos; diluição de 0.005 µL sêmen mL-1 de água e 98,65% de sobrevivência espermática até o tempo de preservação de 2h45min36s. A preservação a 15ºC por 9 horas não influencia a duração da motilidade espermática. As maiores taxas de fertilização podem ser observadas no emprego de 0,27 a 270 µL de sêmen mL-1 de ovócitos, com 15 a 60 mL de água para ativação.