Effektive lusetiltak gjennom avl og genetikk

Nr. 1 / Mai 2016


Kunnskapsbrevlogo
Last ned PDF

 

Kampen mot lakselus kan bare vinnes ved å ta i bruk både forebyggende og behandlende metoder. Avl og genetikk er en av de få metodene som øker fiskens resistens mot lus gjennom hele produksjonssyklusen. Redusert risiko for lusepåslag, robust fisk som bedre tåler håndtering og kortere produksjonstid i sjø er viktige bidrag som oppnås ved bruk av ny avlsteknologi.

AquaGen har utviklet verdens kraftigste «leteverktøy» for å finne stamfisk med genetikk som gjør dem egnet til å møte de biologiske utfordringene laksenæringen står ovenfor. Denne såkalte SNP-chipen kan analysere inntil 930 000 genmarkører per fisk, som deretter korreleres med ønskede og uønskede egenskaper. Størrelsen og kvaliteten på SNP-chipen har avgjørende betydning for hva man kan oppnå ved å ta i bruk QTLer og genomisk seleksjon som nå er på full fart inn i de fleste profesjonelle avlsprogrammer knyttet til land- og havbruk.

Tre strategier for å redusere luseproblemet

AquaGen har fokusert på tre nøkkelegenskaper hos laksen som er viktig hver for seg, og som samlet vil gi et betydelig bidrag i kampen mot lakselus:

  • Genetisk resistens mot lus vil redusere påslaget av lus med 30-40 prosent
  • Genetisk resistens mot CMS og AGD vil bidra til høy håndteringstoleranse
  • Økt veksthastighet vil gi en redusert produksjonstid på 1-2 måneder

Figur 1. Smitteforsøk med lus i kar hvor fisk med en kopi av lusesamler-QTLen har mer lus enn gjennomsnittet for alle fisker i gruppen.

QTL for lusemottakelighet

Basert på gentesting av mer enn 4000 lusesmittede fisk er det funnet en genmarkør (QTL) for lusemottakelighet.

Denne markøren er overrepresentert hos fisk med høye lusetall, såkalte lusesamlere (Figur 1). Ved å fjerne disse lusesamlerne fra avl og rognproduksjon, får vi et lavere innslag av særlig mottagelige fisk i merdene. Dermed fjernes fisken som ofte fungerer som inngangsport for lusepåslag i populasjonen, man oppnår bedre flokkbeskyttelse, som i neste omgang gir et redusert smittepress for den øvrige populasjonen og mottakelig villfisk i området.

Betydningen av QTL for lusemottakelighet under vanlige oppdrettsbetingelser

Med utgangspunkt i et feltmateriale som omfattet 625 fisk fra 11 ulike lokaliteter i Midt- og Vest-Norge ble det dokumentert at fisk med

den ugunstige genmarkøren hadde et høyere lusetall også under feltforhold. Fisk med en kopi av den ugunstige markøren hadde i gjennomsnitt for alle lokaliteter 11 prosent mer lus enn fisk uten markøren, mens fisk med to kopier av markøren for lusemottakelighet hadde 28 prosent mer lus enn fisk uten markøren (Figur 2).

Figur 2. Resultatet av feltvalidering av QTL for lusemottakelighet. Lusenivået for fisk som ikke har den ugunstige markøren (QQ) er satt til 100 prosent. Når de 11 lokalitetene sees samlet finner vi at fisk med en kopi av den ugunstige markøren har 11 prosent mer lus, mens fisk som har to kopier (qq) av den ugunstige markøren har 28 prosent mer lus.

Innslaget av lusesamler-fisk varierer sterkt og kan være opp mot 40 prosent i enkelte fiskegrupper. Slike grupper vil være disponert for alvorlige luseproblemer og at det vil være av stor betydning å redusere frekvensen av den ugunstige genmarkøren. Som eksempel kan nevnes en lokalitet hvor fisk med markøren hadde 1,9 lus i gjennomsnitt, mens fisk uten markøren hadde 1,0 lus i gjennomsnitt. På denne lokaliteten var innslaget av markøren på 33 prosent av fisken.

Genomisk seleksjon for luseresistens

Genomisk seleksjon er en metode som gjennom bruk av avansert teknologi og statistikk, øker sikkerheten og nøyaktigheten av utvelgelsen av dyr i avlsarbeidet. Ved å studere nesten hele arvematerialet til hver enkelt laks, kan man med større sikkerhet velge ut toppkandidatene for videre formering. Basert på data fra smitteforsøk er det dokumentert at genomisk seleksjon er langt mer effektivt enn klassisk seleksjon for luseresistens. AquaGen har siden 2013 brukt genomisk seleksjon for å øke luseresistensen i avlsarbeidet.

Figur-2-GEN-innOva-GAIN

Figur 3. Gjennomsnittlig antall lus per fisk etter 1. dag med lusesmitte (akutt påslag) av fiskegrupper selektert for henholdsvis høy og lav genomisk resistens mot lus i to separate forsøk.

Allerede etter én generasjon med genomisk seleksjon ble det i smitteforsøk påvist en forskjell i lusetall mellom fisk selektert for høy eller lav resistens på 20-25 prosent. Desto flere runder vi gjennomfører genomisk seleksjon for en egenskap, desto sterkere blir effekten. Slik vil 2. generasjon genomisk seleksjon for luseresistens gi en høyere resistens mot lus enn 1. generasjon genomisk seleksjon.

AquaGen har i samarbeid med Sea Lice Research Centre (Universitetet i Bergen) og Universitetet for Miljø- og Biovitenskap nylig gjennomført forsøk med fiskegrupper som har 2 generasjoner med genomisk seleksjon for luseresistens. Det ble gjennomført to separate smitteforsøk med lus. Resultatene fra smitteforsøkene dokumenterte en klar effekt av 2 generasjoner genomisk seleksjon. Lusetelling 24 timer etter smitteeksponering (akutt påslag) viste omtrent 50 prosent færre lus for fiskegruppene selektert for høy luseresistens (Figur 3). 18 dager etter smitte i forsøkskarene, hadde gruppene som var selektert for høy resistens fremdeles over 30 prosent færre lus sammenlignet med lavresistente fisk.

Fra høsten 2016 vil AquaGen for første gang levere rogn med 2. generasjon genomisk seleksjon for luseresistens. Samtidig vil genomisk seleksjon for AGD-resistens (1. generasjon) og vekst (2. generasjon) også bli tilgjengelig.

Høy håndteringstoleranse

Kapasitet knyttet til hjerte, blodsirkulasjon og respirasjon er avgjørende for hvordan et hvert dyr tåler fysiske belastninger. Hos laksen vil et sterkt hjerte kombinert med effektiv respirasjon via gjellene gjøre den bedre rustet til å tåle håndtering som f.eks. sortering, transport og behandling. Hos fisk som hos andre dyrearter, er ulike sykdommer ofte årsak til nedsatt organfunksjon og helsetilstand, og derfor er økt resistens mot sykdommene CMS (hjertesprekk) og AGD (amøbeindusert gjellesykdom) viktige egenskaper.

Resistens mot CMS og AGD

Resistensavl er et godt dokumentert forebyggende tiltak mot CMS. Fisk med CMS-QTL kvitter seg med viruset mer effektivt og har mindre hjerteskader sammenlignet med fisk uten genmarkøren. I feltutbrudd er det registrert rundt 20 prosent mindre dødelighet hos fisk som har CMS-QTLen.

AGD-resistens viser seg å være en egenskap med høy arvegrad. Gjentatte smitteforsøk med AGD viser store forskjeller både i dødelighet og gjellescore mellom familiene. For overlevelse finner man arvegrader på 55 – 58 prosent, og for gjellescore finner man arvegrader på 25 – 28 prosent. I Tasmania har man gjennom tradisjonell avl redusert antall badebehandlinger mot AGD fra 5 til 2 behandlinger per årsklasse i perioden 2005 til 2013. Dette potensialet er enda større dersom man benytter genomisk seleksjon.

Vekst

LakselusVekst har gjennom 45 års seleksjon vært en av de viktigste egenskapene i avlsprogrammet, med en betydelig fremgang gjennom 11 generasjoner tradisjonell familiebasert seleksjonsavl. Erfaringer fra andre dyrearter viser imidlertid en betydelig forbedring også på vekst dersom man supplerer med genomisk seleksjon.

AquaGen har siden 2013 gjennomført sammenlignende vekststudier mellom fiskegrupper avlet med og uten genomisk seleksjon. Fisk med genomisk seleksjon hadde ca. 20 prosent høyere vekt i forhold til fisk uten genomisk seleksjon på samme tidspunkt. Det ekstra tilvekstpotensialet som oppnås tilsvarer 1-2 måneder kortere produksjonstid i sjø, avhengig av hvilken tid på året smoltutsettet skjer. Raskere utslakting av fisken bidrar til redusert risiko for sykdommer og parasitter, og brakklegging av lokaliteter og soner kan starte tidligere.

Fakta om genetikk/genomikk

DNA:
Arvematerialet (genomet) til et individ. Det består av ulike baser, og rekkefølgen av disse vil lage ulike gener. Genene forteller hvilke egenskaper som skal komme til uttrykk.

Genetisk variasjon:
Variasjon blant individene i en populasjon på grunn av forskjeller i genetisk sammensetning.

Arvegrad:
Mål på hvor stor andel av den totale variasjonen i en egenskap i en populasjon som skyldes genetikk.

QTL og QTL-seleksjon:
En QTL er et område på genomet som er med på å styre en bestemt egenskap, og ved hjelp av genmarkører er det mulig å holde orden på nedarvingen til denne QTLen og derved også den egenskapen den styrer.

Genomisk seleksjon:
Fisk velges ut basert på deres genombaserte avlsverdi som er beregnet fra informasjon som ligger i fiskens DNA.

Genetisk markør (SNP):
Enkel baseendring i et DNA-område hvor det er variasjon mellom individene i populasjonen. Markører kan derfor brukes til å finne grad av likhet/ulikhet mellom individer.

SNP-chip:
Et verktøy for å analysere mange genmarkører samtidig. Informasjonen brukes i genomisk seleksjon for bestemte egenskaper hos enkeltindivider.