Siderophore production and probiotic effect of Vibrio sp. associated with turbot larvae, Scophthalmus maximus

Production de sidérophore et effet probiotique de Vibrio sp. associé aux larves de turbot, Scophthalmus maximus

Unité Mixte de Nutrition des Poissons INRA-IFREMER, IFREMER, Centre de Brest, BP 70, F-29280 Plouzané, France

Received: 10 January 1997
Accepted: 17 April 1997

Abstract

The proportion of vibrio E, dominant in healthy turbot larvae, was artificially increased in the rotifer enrichment medium. The main effect of this vibrio enrichment was to improve the resistance of larval turbot challenged with a pathogenic strain of Vibrio splendidus, vibrio P. The improvement of the survival rates was significant with 1.5 × 10⁶ CFU of vibrio E added per ml of enrichment medium, and it was still maximum at the highest dose tested (5 × 10⁷ CFU.ml⁻¹; 80 ± 2% of survivors after 48 h of challenge, versus 50 ± 2% for the control group).

Further in vitro characterisation showed that vibrio E was able to grow in the presence of the chelating agents EDDHA and EDTA, while producing siderophore, as revealed by chrome azurol S dyeing. The pathogenic vibrio P did not grow on iron-depleted medium, and it did not seem to produce siderophore. Consequently, a second experiment attempted to appraise the role of iron availability in the interaction between the pathogenic and probiotic vibrios. To this end, turbot larvae were fed with rotifers treated by the bacterial siderophore deferoxamine. This treatment significantly increased the resistance of larvae chal-lenged with vibrio P in comparison with the control group, but to a lesser extent than the group enriched with vibrio E. There was also an increase of the growth rate due to either the siderophore treatment or the vibrio enrichment, as well. No further improvement was observed when the rotifers were simultaneously both treated and enriched. It was concluded that the probiotic effect of vibrio E may be at least partly due to competition for iron with the pathogen.

Résumé

La proportion du vibrion E, dominant dans des larves de turbot en bonne santé, a été artificiellement augmentée dans le milieu d'enrichissement des rotifères. Cet enrichissement a eu pour principal effet d'améliorer la résistance des larves de turbot infectées expérimentalement par une souche pathogène de Vibrio splendidus, le vibrion P. L'amélioration des taux de survie était significative avec un ajout de 1.5 × 10⁶ unités formant colonie (CFU) de vibrion E par ml de milieu d'enrichissement. L'effet était encore maximum avec la plus haute dose (5 × 10⁷ CFU.ml⁻¹; 80 ± 2 % de survivants après 48 h d'infection expérimentale, contre 50 ± 2 % pour le groupe de contrôle). Le vibrion E peut être cultivé en présence des chélateurs EDDHA et EDTA, et il produit un sidérophore révélé par la coloration au chrome azurol S. Par contre, le vibrion P ne forme pas de colonies en milieu carencé en fer par chélation, et il ne semble pas produire de sidérophore. Une seconde expérience a donc été menée pour tester l'hypothèse d'un rôle de la disponibilité en fer dans l'interaction entre probiotique et pathogène. Des larves de turbot ont été nourries dans ce but avec des rotifères traités avec un sidérophore bactérien, la déferroxamine. Ce traitement a amélioré la résistance des larves contre le vibrion P, mais moins que ne le permettait l'enrichissement en vibrion E. Le poids moyen des larves de turbot a augmenté aussi bien grâce au sidérophore qu'avec l'ajout du vibrion probiotique. Aucune amélioration supplémentaire n'a été observée avec l'emploi simultané des deux traitements. On peut en conclure que l'effet probiotique du vibrion E est dû au moins en partie à la compétition pour le fer avec le vibrion pathogène.