Først i verden på gentestet lakserogn

Nr. 2 / 2009

Last ned som PDF Kunnskapsbrevlogo

 

pic1_NO

Nye metoder innen lakseavl og rognproduksjon vil bli tatt i bruk ved årets produksjon av Aqua Gen rogn. Som verdens første avlsselskap innen akvakultur vil det bli benyttet såkalte genmarkører for å velge ut stamfisk som gir avkom med forutsigbar høy motstandsevne mot virussykdommen IPN. Dette markerer en ny æra i avlsarbeidet, og vil bidra til økt kostnadseffektivitet og bedre dyrevelferd i oppdrettsnæringen.

Resistens mot IPN – en viktig del av avlsmålet

Aqua Gen har valgt å legge relativt stor vekt på resistens mot IPN i sitt avlsmål. Dette gjøres fordi IPN har meget stor utbredelse og opptrer hyppig både i ferskvann og sjøvann. Ved at sykdommen introduseres tidlig i fiskens liv, er det vanskelig å utvikle vaksiner og vaksinasjonsregimer som effektivt kan kontrollere sykdommen. I tillegg er det flere ganger dokumentert at høy IPN-resistens er korrelert med høy grad av generell robusthet og dermed redusert svinn gjennom produksjonssyklusen. Det er blant annet vist at laksefamiler med høy motstandsevne mot IPN i smitteforsøk også viser høyere overlevelse ved PD-utbrudd i feltforsøk sammenlignet med familier med lav motstandsevne mot IPN (Kunnskapsbrev 1, 2008).

Fra tradisjonell seleksjon til bruk av genmarkører

Seleksjon for høyere sykdomsresistens i fisk gjøres vanligvis på grunnlag av smittetester utført under kontrollerte betingelser. For avlsprogrammet til Aqua Gen som består av 800 laksefamilier betyr dette at 80-100 000 fisk må smittetestes for hver generasjon. Selv om dette gjøres for å identifisere familier med høyest mulig motstandsevne, har metoden en ikke uvesentlig dyrevernmessig bakside. En annen svakhet er at man ikke har mulighet til å bruke smittetestede individer som avlsfisk. Dermed kan man bare selektere de beste familiene og ikke de beste fiskene innenfor de beste familiene. For å optimalisere avlsarbeidet har derfor ledende avlsselskaper innen fjørfe, gris og storfe satset store ressurser innen sitt FoU arbeid for å kunne identifisere markører for gener som virker inn på resistens mot sykdom. Slike markører kan potensielt brukes til å ”spisse” seleksjonen ved å plukke ut enkeltindivider fra familier med høy avlsverdi.

En markør for IPN-genet

Etter flere år med målrettet forskningsinnsats, med betydelig støtte fra Norges Forskningsråd kom gjennombruddet i 2007. Da fant forskere i Aqua Gen, Nofima Marin og CIGENE (Ås) markører for et gen som forklarer hele 80 % av den genetiske variasjonen i resistens mot IPN både i yngel og i post-smolt. Dette er unikt, også når det sammenlignes med andre genmarkører som allerede er tatt i bruk innen kommersiell avl på andre dyr. Det spesielle er at et enkelt gen kan forklare så mye av variasjonen av en egenskap (motstandsdyktighet mot IPN). Slike ”kraftige” markører er derfor spesielt egnet til å velge ut fisk med stor grad av forutsigbarhet for at fisken har den ønskede egenskapen.

Genet vi snakker om finnes i to ulike varianter (alleler). Det ene allelet (Q) gir høy IPN-resistens, mens det andre (q) gir lav IPN-resistens. Ingen av allelene er dominante over det andre allelet, noe som betyr at en fisks evne til å motstå IPN i stor grad bestemmes av det samlede antall kopier av høyresistens allelet Q hos dets foreldre. Det er gjennomført flere smitteforsøk som entydig viser at økende antall kopier av Q hos foreldrene fører til større overlevelse i smittetest med IPN (figur 1).

Robust og Effektiv

For å imøtekomme ulike behov i markedet har Aqua Gen etablert ulike grupper/linjer av stamfisk. I den ene gruppen, kalt Robust er det lagt ekstra vekt på seleleksjon for resistens mot IPN og andre sykdommer. Den andre gruppen, kalt Effektiv er hovedsaklig selektert for viktige produksjonsegenskaper som tilvekst, slakteutbytte, fett og farge. Ved å krysse stamfisk fra Effektiv- og Robust-gruppen (ExR), vil det bli en lik vekting mellom effektive og robuste egenskaper hos avkommet. En kryssing mellom to Effektiv-foreldre (ExE) vil gi en overvekt av effektive egenskaper, mens en kryssing mellom Robust-foreldre (RxR) vil gi en overvekt av robuste egenskaper hos avkommet.

Seleksjon gir endringer i allelfrekvens

Aqua Gen har helt siden 1997 gjennomført IPN-smittetester for å kunne estimere avlsverdien for IPN resistens. Det har vært en viktig målsetning med dette arbeidet å gjøre Aqua Gen stammen mer motstandsdyktig mot IPN. Spesielt i Robust-gruppen har IPN resistens vært en sentral egenskap som har blitt ekstra vektlagt. Analyser av forekomsten av deto variantene av IPN-genet i våre avlsbestander viser at dette arbeidet har gitt resultater. I 2005-årsklassen av avlskjernen (startfôret i 2005) fant vi at frekvensen av Q var 0,30 (dette innebærer at frekvensen av lavresistensallelet q var 0,70). Tre år senere, etter at alle familiene i 2005-årsklassen var blitt testet og selektert og dannet grunnlaget for 2008-årsklassen var frekvensen av det ønskede allelet steget til 0,50.

Figur 1. Overlevelse i IPN-smittetest med ulike yngelgrupper av laks, inndelt etter samlet antall kopier av høyresistensallelet (Q) i fiskens foreldre. Avkom av fisk som hadde maksimalt antall Q (4) inngikk ikke i testen.

Figur 1. Overlevelse i IPN-smittetest med ulike yngelgrupper av laks, inndelt etter samlet antall kopier av høyresistensallelet (Q) i fiskens foreldre. Avkom av fisk som hadde maksimalt antall Q (4) inngikk ikke i testen.

Videre viste analyser av frekvensen av Q i det to stamfiskgruppene at i Robust-gruppen var frekvensen på hele 0,62, mot 0,24 i Effektiv-gruppen. Disse resultatene viser tydelig at seleksjon for IPN-resistens virker og at seleksjon på fenotype (overlevelse i smittetest) kan brukes til å oppnå øket IPN resistens over tid. Sammenlignet med bruk av en ”kraftig” genmarkør vil imidlertid bruk av tradisjonelle smittetester være meget tidkrevende (Aqua Gen har brukt 15 år for å oppnå en allelfrekvens på 0,5), risikabel (fare for at IPN-smitteforsøkene mislykkes), og mindre presis (seleksjon basert utelukkende på familier, ikke de beste individene innen de beste familiene).

Høy IPN-resistens kombinert med høy tilvekst

I år vil Aqua Gen tilby rogn fra foreldre som er gentestet for IPN-markøren. Ved å kombinere våre Effektiv- og Robust-grupper med gentesting, vil man kunne oppnå langt større fleksibilitet i produktegenskaper. Bl.a. vil en krysning

Figur 2. Gjennomsnittlig overlevelse i IPN-smittetest og beregnet beskyttelse mot IPN med ulike yngelgrupper av laks, inndelt etter samlet antall kopier av høyresistensallelet (Q) i fiskens foreldre. Gruppen som hadde 0 antall Q hos sine foreldre er benyttet som kontrollgruppe (65 % dødelighet) ved beregning av relativ prosent overlevelse (RPS).

Figur 2. Gjennomsnittlig overlevelse i IPN-smittetest og beregnet beskyttelse mot IPN med ulike yngelgrupper av laks, inndelt etter samlet antall kopier av høyresistensallelet (Q) i fiskens foreldre. Gruppen som hadde 0 antall Q hos sine foreldre er benyttet som kontrollgruppe (65 % dødelighet) ved beregning av relativ prosent overlevelse (RPS).

mellom Effektiv-fedre og Effektiv-mødre kombinert med gentesting kunne oppnå både maksimal utnyttelse av Aqua Gen stammens potensial knyttet til effektive egenskaper (tilvekst, slakteutbytte, fett og farge) samt at gentesten sikrer en høy andel av det ønskede høyresistensallelet (Q) hos avkommet. Som det fremkommer i figur 2, viser smittetesting av yngel som stammer fra foreldre med ulik antall Q store forskjeller i overlevelse. Foreldre med qq x qq kombinasjonen ga en gjennomsnittlig overlevelse på 35 %. Overlevelsen øker til 87 % i snitt i den fiskegruppen som stammer fra foreldre med allelkombinasjonen QQ x Qq. Dersom man bruker vaksineterminologien på disse smitteforsøkene vil denne gruppen gi en RPS (Relative Percent Survival) på 80 % dersom man benytter gruppen uten høyresistensallelet som kontroll.

Det er også utført omfattende analyser i avlsdatabasen for å kartlegge mulige positive eller negative korrelasjoner mellom IPN-genet og andre viktige egenskaper. Resultatene så langt viser at bruk av genmarkøren som supplement til det tradisjonelle avlsarbeidet vil ha minimal påvirkning på de andre egenskapene i avlsmålet.