Seleksjon for øket sykdomsresistens gir resultater

Nr. 5 / 2005

Last ned PDF Kunnskapsbrevlogo

 

Aqua Gen har implementert og videreutviklet pionerarbeidet som Trygve Gjedrem og hans medarbeidere i AKVAFORSK la det forskningsmessige grunnlaget for tidlig på 1990-tallet. Omkring 1995 gjorde Aqua Gen de første utvalg for øket resistens mot ILA og furunkulose. I 1997 startet vi innledende forsøk med IPN, og den første seleksjonen ble foretatt i 2001.

Genetisk variasjon og korrelasjoner – også for ”nye” sykdommer

En forutsetning for avlsmessig fremgang gjennom seleksjon er at egenskapene har genetisk variasjon. Arvbarhet er et mål for hvor stor del av variasjonen som skyldes arv, og angis fra 0 – 1. For de fleste egenskapene som inngår i vårt avlsprogram ligger arvbarheten i området 0,2 – 0,3. Våre genetikere kontrollerer for hver seleksjon genetiske korrelasjoner mellom de ulike egenskaper. Dette vil kunne bidra til å oppdage eventuelle negative korrelasjoner mellom egenskaper som kan bidra til at framgang for én egenskap gir tilbakegang for en annen. På den annen side kan positive korrelasjoner utnyttes til et mer kostnadseffektivt avlsarbeid ved at fremgang for en egenskap kan ”dra med seg” fremgang for andre egenskaper. Vi kan imidlertid bare beregne korrelasjoner mellom de egenskapene som det blir testet for. AKVAFORSK har tidligere gjennomført resistensforsøk med kaldtvannsvibriose, vibriose og BKD. For Aqua Gens avlspopulasjon som ble startfôret i 2005 skal Aqua Gen, i tillegg til ILA, furunkulose og IPN, gjennomføre smitteforsøk med bakteriene som forårsaker vintersår og piscirickettsiose. Dette er sykdommer som har betydning i hhv. Norge og Chile. Det er viktig å vite arvbarheten for sykdomsresistens samt kartlegge om resistens mot disse sykdommene korrelerer med furunkulose og de andre sykdommene. Pancreas Disease (PD) er blitt et betydelig problem i Norge og Storbritannia/Irland, men for denne sykdommen er det foreløpig ikke utviklet en smittemodell som vi kan bruke i avlsarbeidet. I samarbeid med Marine Harvest skal Aqua Gen på 2005-populasjonen gjennomføre et feltforsøk med merkede familier i et område med stor forekomst av PD.

Tabell 1. Resistens mot de tre sykdommene som inngår i dagens avlsprogram (grønn). AKVAFORSK har tidligere gjennomført genetiske forsøk med tre bakteriesykdommer (rød). Aqua Gen gjennomfører i 2005 forsøk med tre ”nye” sykdommer (blå). +, ++, +++: hhv. svak, middels og sterk positiv korrelasjon. ±: ingen korrelasjon. ?: korrelasjonsdata mangler. Arvbarhetsestimat er oppført i diagonalen for de sykdommene som vi tester for i dag.

Tabell 1. Resistens mot de tre sykdommene som inngår i dagens avlsprogram (grønn). AKVAFORSK har tidligere
gjennomført genetiske forsøk med tre bakteriesykdommer (rød). Aqua Gen gjennomfører i 2005 forsøk med tre ”nye”
sykdommer (blå). +, ++, +++: hhv. svak, middels og sterk positiv korrelasjon. ±: ingen korrelasjon. ?: korrelasjonsdata
mangler. Arvbarhetsestimat er oppført i diagonalen for de sykdommene som vi tester for i dag.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I tabell 1 er det gitt en oppstilling av de sykdommene som Aqua Gen rutinemessig tester for i dag, de forsøkene som tidligere er gjennomført og publisert av AKVAFORSK samt planlagte smittetester med nye sykdommer som skal gjennomføres av Aqua Gen i løpet av 2005. Det er viktig å merke seg at det ikke er funnet noen negative korrelasjoner for de sykdommene som så langt er undersøkt. For noen sykdommer er det positive korrelasjoner, noe som bidrar til framgang også for andre sykdommer enn den det testes for.

Dokumentert seleksjonsrespons for IPN

Vi har flere indikasjoner på at seleksjon for IPN-resistens fører oss nærmere målet med å redusere de store IPN-tapene som rammer alle lakseproduserende land. Den første testen vi gjorde i 1997 omfattet bare 50 familier. I 1998 ble de samme 50 familiene rammet av et naturlig IPN utbrudd i sjø. Vi fant en positiv korrelasjon på 0,56 mellom dødelighet i smittetest(ca 0,2 gram) og i feltutbruddet (>100 gram), se Figur 2. Ved IPN-utbrudd i ferskvannsfasen i 2002 ble korrelasjonen beregnet til 0,80.

Aqua Gen ønsker å framskaffe mest mulig dokumentasjon på at seleksjonen virker. Dette ble aktualisert i 2004 da vi fikk henvendelse fra VESO Vikan og Fiskeriforskning i Tromsø med forespørsel om å skaffe rogn fra familier med lav avlsverdi for IPN-resistens. Ved begge forskningsstasjonene hadde de problemer med å få tilstrekkelig dødelighet i smittetestene ved bruk av fiskemateriale fra Aqua Gen.

 

Figur 2. I 1998 ble det IPN-utbrudd på postsmolt i sjø i en populasjon som bestod av de samme familiene som ble testet i smitteforsøk ved VESO Vikan som små yngel i 1997. Diagrammet viser fenotypisk korrelasjon i dødelighet på familienivå mellom testen og feltutbruddet.

Figur 2. I 1998 ble det IPN-utbrudd på postsmolt i sjø i en populasjon som bestod av de samme familiene som ble
testet i smitteforsøk ved VESO Vikan som små yngel i 1997. Diagrammet viser fenotypisk korrelasjon i dødelighet på
familienivå mellom testen og feltutbruddet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

For å dokumentere at man gjennom målrettet avl kan fremskaffe fiskemateriale med ønskede egenskaper tilpasset markedets behov ble det gjennomført et smitteforsøk bestående av tre grupper:

  1. Aqua Gen handelsrogn fra 28 familier sterkt selektert for IPNresistens. Familiene var grunnlaget for rogn leverte til Aqua Gen kunder i 2004/2005 som etterspør fisk med høy resistens mot IPN.
  2. Rogn fra 9 familier med lav avlsverdi for IPN-resistens. Familiene var grunnlaget for produksjon av spesialrogn med lav IPN resistens som skulle brukes til forskningsformål ved VESO Vikan og Fiskeriforskning i Tromsø.
  3. Rogn fra 4 familier vill-laks med ukjent avlsverdi for IPN-resistens. Vill-laks familiene ble inkludert for å få et bilde av IPN resistens hos et materiale som ikke har vært påvirket av selektiv avl.

Forsøket ble gjennomført på startfôringsklar yngel (ca 0,2 g). De tre fiskegruppene ble hver smittet i 7 paralleller, og hver gruppe ble kjørt som usmittet kontroll.

Akkumulert dødelighet for de tre gruppene 50 dager etter at smitten ble tilført er vist i Figur 3. Fisken som var selektert for lav IPN-resistens hadde over dobbelt så høy akkumulert dødelighet sammenlignet med fisken som var selektert for høy IPN-resistens.

Dette viser at den metoden Aqua Gen bruker i seleksjon for øket IPN-resistens er effektiv, og at IPN-resistensen kan økes betydelig bare etter ett utvalg.

Alle våre smitteforsøk for seleksjon for øket resistens mot infeksjonssykdommer blir utført ved VESO Vikan, og dette dokumentasjonsforsøket er et samarbeidsprosjekt mellom Aqua Gen og VESO. Det skal gjentas på samme fiskemateriale på smoltifisert fisk høsten 2005.

Figur 3. Gjennomsnittlig akkumulert dødelighet (± standardfeil) i smitteforsøk med tre ulike genetiske grupper mhp. IPNresistens. Fisken som var selektert for lav IPN-resistens (LR) hadde over dobbelt så høy dødelighet sammenlignet med fisk som var selektert for høy IPN-resistens (HR). Den lave standardfeilen indikerer svært liten variasjon mellom de 7 parallellene i hver gruppe.

Figur 3. Gjennomsnittlig akkumulert dødelighet (± standardfeil) i smitteforsøk med tre ulike genetiske grupper mhp. IPNresistens.
Fisken som var selektert for lav IPN-resistens (LR) hadde over dobbelt så høy dødelighet sammenlignet med
fisk som var selektert for høy IPN-resistens (HR). Den lave standardfeilen indikerer svært liten variasjon mellom de 7
parallellene i hver gruppe.

 

Genmarkører for sykdomsresistens

Moderne avlsforskning dreier seg i stor grad om å søke etter genetiske markører som er koblet til de genene som koder for de ulike egenskaper. Særlig for sykdommer er det nyttig å kunne foreta seleksjon basert på moderne molekylærgenetiske metoder, såkaldt markør- eller genassistert seleksjon (MAS7GAS). Dette vil gjøre oss mindre avhengig av å gjennomføre smittetester, og det vil kunne gjøre seleksjonen mer effektiv. I dag utnytter vi bare familieinformasjonen i avlsarbeidet for øket sykdomsresistens. Den genetiske variasjonen innen familie er trolig like stor som mellom familier. Dersom vi ved hjelp av MAS/GAS kan velge de beste individene innen de familiene som har lavest dødelighet i smittetestene, vil den genetiske framgangen økes vesentlig.

Aqua Gen har deltatt i et EU-finansiert forskningsprosjekt for å finne ut om varianter av immunforsvarsgener (MHC) gir ulik beskyttelse mot ILA og furunkulose. Dette er videreført i et NFR-finansiert prosjekt i samarbeid med Norges veterinærhøgskole med en av Aqua Gens ansatte som doktorgradsstipendiat. I prosjektet, som blir sluttført i løpet av 2005, er det identifisert og patentert genvarianter som gir øket beskyttelse mot de aktuelle sykdommene. Dette representerer en viktig milepæl i arbeidet med å bygge opp en ny teknologiplattform som kan benyttes i fremtidens avlsarbeid.

Gjennom et nytt NFR-finansiert brukerstyrt Aqua Gen-prosjekt, som ble startet i 2005, (Markør-Assistert Seleksjon for IPN-resistens hos atlantisk laks) vil arbeidet med å utvikle og implementere genomisk seleksjon i Aqua Gens avlsarbeid videreføres. I dette 3-årige prosjektet er AKVAFORSK og Norges veterinærhøgskole forskningspartnere. Prosjektet vil bli tett koblet til Senter for integrert genetikk (Cigene) og de mest moderne molekylærgenetiske metoder vil bli anvendt (single nucleotide polymorphisms, SNP). I prosjektet inngår også en implementeringsdel (”proof of concept”). Prosjektet har en total
kostnadsramme på 11 millioner kroner og en god forsøksdesign gjør at implementering av markørbasert seleksjon i avlsarbeidet er en realistisk målsetting.