Paenibacillus thiaminolyticus is not the cause of thiamine deficiency impeding lake trout (Salvelinus namaycush) recruitment in the Great Lakes

Catherine A. Richter, Allison N. Evans, Maureen K. Wright-Osment, James L. Zajicek, Scott A. Heppell, Stephen C. Riley, Charles C. Krueger, Donald E. Tillitt, Karen Kidd
2012 Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences  
Thiamine (vitamin B 1 ) deficiency is a global concern affecting wildlife, livestock, and humans. In Great Lakes salmonines, thiamine deficiency causes embryo mortality and is an impediment to restoration of native lake trout (Salvelinus namaycush) stocks. Thiamine deficiency in fish may result from a diet of prey with high levels of thiaminase I. The discoveries that the bacterial species Paenibacillus thiaminolyticus produces thiaminase I, is found in viscera of thiaminasecontaining prey
more » ... ontaining prey fish, and causes mortality when fed to lake trout in the laboratory provided circumstantial evidence implicating P. thiaminolyticus. This study quantified the contribution of P. thiaminolyticus to the total thiaminase I activity in multiple trophic levels of Great Lakes food webs. Unexpectedly, no relationship between thiaminase activity and either the amount of P. thiaminolyticus thiaminase I protein or the abundance of P. thiaminolyticus cells was found. These results demonstrate that P. thiaminolyticus is not the primary source of thiaminase activity affecting Great Lakes salmonines and calls into question the long-standing assumption that P. thiaminolyticus is the source of thiaminase in other wild and domestic animals. Résumé : La carence en thiamine (vitamine B 1 ) est un problème d'envergure planétaire touchant tant les animaux sauvages et d'élevage que les humains. Chez les salmoninés des Grands Lacs, la carence en thiamine est cause de mortalité embryonnaire et entrave le rétablissement des stocks indigènes de touladi (Salvelinus namaycush). Une carence en thiamine chez les poissons peut découler d'une alimentation faite des proies avec de fortes teneurs en thiaminase I. Le fait que la bactérie Paenibacillus thiaminolyticus produit de la thiaminase I, qu'elle est présente dans les viscères de poissons proies contenant de la thiaminase et qu'elle cause une mortalité quand elle est donnée à manger à des touladis en laboratoire sont autant de découvertes offrant des preuves circonstancielles de l'implication de P. thiaminolyticus. L'étude a quantifié la contribution de P. thiaminolyticus à l'activité totale de la thiaminase I dans de multiples niveaux trophiques de réseaux trophiques des Grands Lacs. Contre toute attente, aucun lien n'a été observé entre l'activité de la thiaminase et la quantité de protéine thiaminase I de P. thiaminolyticus ou l'abondance de cellules de P. thiaminolyticus. Ces résultats démontrent que P. thiaminolyticus n'est pas la principale source d'activité de la thiaminase affectant les salmoninés des Grands Lacs et remet en question le postulat bien établi voulant que P. thiaminolyticus soit la source de la thiaminase dans d'autres animaux sauvages ou domestiques. [Traduit par la Rédaction]
doi:10.1139/f2012-043 fatcat:27ooxapjvbckrpbuj7ludrmeom