Til innholdet

Triploid laks: Mottagelighet for smittsomme sykdommer

Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport (Summary in English further below)
Prosjektet besto av tre deler:
• Mottakelighet for bakterielle sykdommer.
• Mottakelighet for virussykdommer.
• Regulering av immungener hos triploid og diploid laks.

I delprosjekt 1, ble mottakelighet for Moritella viscosa og Tenacibaculum spp. sammenlignet mellom triploid og diploid laks. For Moritella viscosa ga tilsammen 3 smitteforsøk varierende resultater. Det første smitteforsøket viste betydelig større mottakelighet for Moritella viscosa i triploid versus diploid laks. Imidlertid hadde den triploide laksen gått på diploid fôr en periode forut for selve smitteforsøket, noe som kunne ha ​påvirket sykdomsforløpet. Forsøket ble derfor gjentatt. I det repeterte forsøket var det fremdeles en tendens til høyere mottakelighet, selv om forskjellene ikke var signifikante. For rask dødelighet knyttet til forhøyet smittedose kan ha maskert mulige forskjeller mellom gruppene i dette forsøket. Et siste smitteforsøk ble gjennomført, denne gang med både vaksinert og uvaksinert laks. Grunnet manglende tilslag av bakterien i dette forsøket, ble det ikke oppnådd planlagt dødelighet, og resultatene var ikke tolkbare. Resultatene fra det første smitteforsøket gir en indikasjon på at triploid laks kan være mer mottakelig for Moritella-smitte enn diploid laks. Som nevnt over ble den triploide laksen i dette forsøket foret med diploid fôr en periode i forkant av smitte, og dette kan ha bidratt til økt dødelighet. Men det ble ikke observert sykdomsproblemer med den triploide laksen i perioden den fikk diploid fôr, og triploid fôr ble deretter tatt i bruk ca. 1 uke før smitte og ble brukt gjennom hele smitteforsøket. I tillegg hadde den triploide gruppen som fikk diploid fôr gjennom hele smitteforsøk 2 ikke høyere dødelighet enn gruppene som fikk triploid fôr. Ukene på diploid fôr forut for smitte kan derfor vanskelig forklare de store forskjellene i dødelighet mellom gruppene alene. 

Dagens praksis er at laks i sjø er vaksinert mot Moritella viscosa, noe som innebærer at en økt mottakelighet for Moritella viscosa hos uvaksinert triploid laks ikke nødvendigvis medfører økt mottakelighet også i vaksinert laks. Siden smitteforsøk 3, hvor også vaksinert laks var inkludert ble mislykket, er det ikke mulig å konkludere på den praktiske betydningen i felt av en eventuell økt mottakelighet for Moritella viscosa i uvaksinert triploid laks. Smitteforsøket med Tenacibaculum spp viste samlet lav dødelighet, og det var gjennomgående moderat forekomst av sårdannelse i de smittede gruppene. Forsøket viste at den triploide laksen døde noe raskere enn den diploide laksen, og resultatene indikerte også at den triploide laksen kunne være mer utsatt for kohabitantsmitte enn for badsmitte. Imidlertid var det ingen forskjeller i samlet dødelighet mellom triploid og diploid laks.

I delprosjekt 2 ble mottakelighet for Salmonid alphavirus genotype 3 (SAV3) og Infeksiøs pankreas nekrosevirus (IPNV) Sp serotype undersøkt. Smitteforsøket med SAV3 ga lav dødelighet for alle smittede grupper og det var ingen forhøyet dødelighet i gruppene med triploid laks. Gruppene skilte seg heller ikke i virusmengde i hjerte og i produksjon av nøytraliserende antistoffer mot SAV. Et noe lavere antall SAV-positive fisk kunne observeres etter 2 uker i triploide grupper, men senere tidspunkter viste ingen forskjeller. Histopatologiske undersøkelser viste ingen signifikante forskjeller mellom triploid og diploid laks. Konklusjonen fra dette smitteforsøket er at triploid laks ikke er mer mottakelig for SAV3 enn diploid laks.​

Smitteforsøket med IPNV viste like høy dødelighet i diploid og triploid IPNV-mottakelig lakseyngel. Det var heller ingen signifikante forskjeller i dødelighet mellom triploid og diploid IPN QTL-laks. Heterozygot triploid lakseyngel hadde like god beskyttelse mot IPNV som den tilsvarende diploide laksen.

I delprosjekt 3 ble regulering av immungener hos triploid og diploid laks undersøkt før og etter smitte med SAV3. Undersøkelsene viste forskjeller i uttrykk av spesifikke immungener mellom frisk triploid og diploid laks. Fisken ble fulgt utover i sykdomsforløpet etter smitte med SAV, og endringer i genuttrykk ble målt. Det ble påvist forskjeller knyttet til viktige immungener mellom triploid og diploid SAV3-smittet laks. Disse forskjellene kunne imidlertid ikke knyttes til forskjeller i sykdomstegn i smitteforsøket, slik at betydningen av funnene for eventuell sykdomsutvikling er uklar.

Det ble også gjennomført RNA-seq analyser på isolerte hvite blodceller fra Moritella-smittet diploid og triploid laks for å identifisere ulikt metylerte immungener. Disse ble så sortert og gener som tilhørte ulike “immune pathways” ble identifisert. Resultatene viste at også her ble det funnet forskjeller mellom triploid og diploid laks i respons på smitte. Hvorvidt disse observerte forskjellene kan knyttes til forskjeller i mottakelighet for sykdom må utredes videre.


Results achieved
Summary of results from the project’s final reporting
The project consisted of three parts:
Susceptibility to bacterial infections;
Susceptibility to virus diseases;
• Regulation of immune genes in triploid and diploid salmon.

In work package 1, the susceptibility of triploid and diploid salmo​n to Moritella viscosa and Tenacibaculum spp was investigated. For Moritella, 3 challenge trials were performed with mixed results. The first experimental trial showed significantly higher susceptibility to Moritella viscosa in triploid compared to diploid salmon. However, the triploid salmon had received feed designed for diploid fish for a short period prior to the experimental infection, which could potentially have influenced the result. In a repeated experiment, there remained a tendency towards a slightly higher mortality in the triploid groups, although the differences were not significant in this experiment. However, the increased bacterial dose used in this experiment resulted in rapid increase in mortality for all tanks, and the enhanced infection pressure may have masked differences between diploid and triploid salmon. A final experimental trial was performed, also including a comparison of Moritella-vaccinated and un-vaccinated groups. However, as the challengemodel did not work as expected in this experiment, no conclusive data was produced. Taken together, the results from the first experiment indicated a higher susceptibility to Moritella viscosa in triploid compared to diploid salmon. The triploid salmon in this experiment were fed diploid feed for a period of time, raising questions whether this could have influenced the results. However, no health issues were observed in the triploid salmon during this period, and feed designated for triploid salmon was introduced prior to the challenge and used for the whole experiment. In addition, a triploid group receiving diploid feed throughout the second experimental trial did not exhibit a higher mortality compared to triploid salmon fed on triploid feed. The project group therefore consider it very unlikely that the large differences in susceptibility observed in the first experiment could be explained by the period on diploid feed alone. However, salmon used in aquaculture are routinely vaccinated, and a higher susceptibility to Moritella infection in unvaccinated triploid salmon does not necessarily imply a higher susceptibility for ​vaccinated triploid salmon. As the experiment including vaccinated salmon did not produce results, a conclusion regarding the practical implications for Norwegian aquaculture of a possible higher mortality in unvaccinated triploid salmon cannot be made.

The challenge trial with Tenacibaculum spp. showed a low mortality with moderate skin ulcerations in all infected groups. The experiment indicated that the triploid group died earlier than the diploid groups. The results also indicated that the triploid salmon may be more susceptible to fish to fish transmission compared to bath challenge. However, there were no differences in total mortality between triploid and diploid salmon.

In work package 2, the susceptibility for triploid and diploid salmon to Salmonid alphavirus genotype 3 (SAV3) and Infectious pancreas necrosis virus (IPNV) Sp serotype was compared. The challenge trial with SAV3 produced low mortality in all infected tanks, and no enhanced mortality was observed in the triploid groups. Histopathological examinations of the heart and pancreas revealed no difference between the triploid and diploid groups, and the amount of neutralizing antibodies in serum were comparable. A slight lag in the number of SAV-positive fish in the triploid groups could be observed early in the infection, this effect disappearing later on. The results from the experimental trial support a similar susceptibility in triploid and diploid salmon to SAV3.

The challenge trial with IPNV showed no differences in mortality between diploid and triploid IPNVsusceptible non-QTL salmon fry. For the QTL-salmon, the experiment showed that heterozygote IPNV-QTL triploid salmon were equally resistant to IPN disease as the equivalent diploid salmon. The same trend was shown for homozygotes. Taken together, the results show that there are no apparent differences in the susceptibility for salmon fry to IPNV, and also demonstrate that heterozygote triploid IPN-QTLs retain their resistance to IPN disease. 

In work package 3 the regulation of immune genes in triploid and diploid salmon was investigated ​following SAV3 challenge. The ​results showed differences in expression of specific immune genes when comparing healthy and diseased fish. There were also differences in the expression of important genes in triploid compared to diploid fish. However, these differences could not be related to differences in disease development between the groups, and the significance of the findings are therefore unclear. RNA-seq analysis was performed on isolated leukocytes from the different groups in the first experimental Moritella trial. These investigations also identified differences regarding the expression of genes involved in various immune pathways in response to Moritella viscosa-challenge. Further studies need to be performed to evaluate if these differences can be connected to disease development and mortality.
Flere lakseoppdrettsbedrifter har tatt i bruk triploid, steril laks, delvis som krav i forbindelse med tillatelse til produksjon av laks på spesielle vilkår. Siden det har vært og delvis er diskusjon om det er mulig å produsere steril laks basert på triploidi uten høyere risiko for sykdom, er resultatene nyttige som grunnlag for mulige fremtidige beslutninger om bruk av steril laks. Selv om prosjektet ikke kunne konkludere når det gjelder risiko for sår på grunn av Moritella, og ik​ke klarte å knytte genekspresjonsstudiene direkte til endring i sykdom, har prosjektet gitt mye ny og nyttig kunnskap.​
  • Presentasjon: Triploid laks – mottakelighet for smittsomme sykdommer
    Veterinærinstituttet. Foredrag på Havbrukskonferansen i regi av Forskningsrådet, FHF og Tekna Fiskehelse i Bodø 18.–20.april 2016. Av H. Sindre (Veterinærinstituttet), D. Colquhoun (Veterinærinstituttet), A. B. Olsen (Veterinærinstituttet), H. Nilsen (Veterinærinstituttet), A. Wargelius (Havforskningsinstituttet), N. Santi (AquaGen), V. Emilsen (AquaGen), M. Løvoll (VESO Vikan), T. Taksdal (Veterinærinstituttet), S. Grove (Veterinærinstituttet) og S. Tavornpanich (Veterinærinstituttet).
  • Sluttrapport: Triploid laks: mottagelighet for smittsomme sykdommer
    Veterinærinstituttet. Rapport 27-2018. Av Hilde Sindre og medforfattere (se side 2 i rapporten).
Produksjon av steril laks er et effektivt tiltak for å redusere genetiske interaksjoner mellom villaks og oppdrettslaks ved rømming. Mange organisasjoner, både norske og internasjonale (Den nordatlantiske laksevernorganisasjonen (NASCO), FNs organisasjon for ernæring og landbruk (FAO), Det internasjonale havforskningsrådet (ICES​), Norske Lakseelver, etc.), er positive til triploidisering som et tiltak mot de negative effektene av rømming. Tidligere problemer knyttet til skjelldeformitetet er redusert, og flere oppdrettsselskaper er nå i gang med fullskala utprøvning av triploid laks innenfor forsøkskonsesjoner eller såkalte “grønne” konsesjoner. Hvorvidt triploid fisk har samme motstandsdyktighet mot smittsomme sykdommer har imidlertid i liten grad vært undersøkt, og mottakelighet for slike sykdommer bør utredes gjennom kontrollerte smitteforsøk, før triploid laks tas i bruk i større skala.
Å avklare om triploid laks har samme motstandsdyktighet som diploid laks mot sykdommer av stor relevans for norsk oppdrettsnæring.
Hvis triploid laks har økt mottakelighet for smittsomme sykdommer vil dette både kunne resultere i økt dødelighet og mulig økt spredning av smittsomme agens mellom lokaliteter. De økonomiske og velferdsmessige konsekvenser for næringen kan derfor bli store.

Ut fra resultatene generert i dette prosjektet, vil næring og myndigheter kunne ta kvalifiserte beslutninger angående bruk av triploid laks i norsk fiskeoppdrett.
Prosjektet vil bestå av tre deler:

1. Mottakelighet for bakterielle sykdommer
Sårutvikling er en av de mest tapsbringende sykdomstilstander i norsk lakseoppdrett. Flere bakterietyper, blant annet Moritella viscosa og Tenacibaculum sp. er knyttet til forskjellige varianter av tilstanden. Utviklet smittemodell for M. viscosa vil benyttes for å studere sårutvikling, dødelighet og sårheling i diploid og triploid laks. Tilsvarende forsøk vil bli utført med Tenacibaculum, men her vil det først bli gjennomført et lite pilotsmitteforsøk for å tilpasse smittemodellen til norske bakterier.
 
Smitteforsøkene vil starte opp senhøsten 2015.
 
Tillegg oppstart høsten 2017:
Smitteforsøk med Moritella på både vaksinert og uvaksinert fisk.

2. Mottakelighet for virussykdommer
IPN-virus er svært utbredt i norsk fiskeoppdrett, både i settefiskfase og sjøfase. Bruk av QTL-laks, dvs. laks med genmarkører, har ført til betydelig reduksjon i dødeligheten av sykdommen, men viruset er likevel utbredt. En eventuell økt følsomhet hos triploid laks for dette viruset vil kunne få stor betydning. I tillegg er det utviklet gode smittemodeller for IPNV. Viruset er derfor et naturlig valg for å undersøke mulig økt mottagelighet for virussykdommer. Smitteforsøket med IPNV er planlagt startet i februar 2016.
 
Siden det er tildelt tillatelser til bruk av triploid laks i flere områder av Norge hvor PD (pankreassykdom) enten allerede er utbredt, eller i randsonen for utbredelsen, inkluderes også smitteforsøk med SAV (PD-virus). Smitteforsøket med SAV er planlagt startet tentativt april 2016.

3. Regulering av immunogener hos triploid og diploid laks
Havforskningsinstituttet har i et pågående prosjekt (Norges forkningsråd/FHF-prosjekt 900723) sett at triploidisering virker non-additivt på genekspresjon i atlantisk laks. Noe av mekanismen bak den non-additive genekspresjonen hos triploider skyldes økt metylering av genomet, noe som bidrar til redusert genekspresjon ift. det man skulle forvente med tre genkopier.
 
I dette prosjektet vil disse epigenetiske mekanismene studeres videre for å forstå mekanismen helt ned på immunogen-nivå. Det vil blant annet utnyttes fisk fra forsøkene med IPNV og SAV for å studere genekspresjon i hodenyre av immunogener som er differensielt regulert i diploid og triploid laks.

Prosjektorganisering
Veterinærinstituttet vil ha prosjektledelse og være ansvarlige for gjennomføring av de ulike delprosjektene. Veterinærinstituttet vil designe smitteforsøkene, produsere smittemateriale til samtlige smitteforsøk og analysere prøver med tanke på patologi og virusdistribusjon/mengde etter smitte og immunresponser.

Aquagen AS er ansvarlig for produksjon og genetisk karakterisering av laks til smitteforsøk og transport av fisk.

Havforskningsinstituttet er ansvarlig for sammenlignende studier av genekspresjon i triploid laks.

VESO Vikan AS er ansvarlig for gjennomføring av smitteforsøk (smittefasiliteter, prøvetaking, monitorering).
Resultater planlegges presentert fortløpende etter hvert som de foreligger på aktuelle møter som Frisk Fisk-, AquaNor- og EAFP-konferansene. I tillegg vil man informere gjennom Veterinærinstituttets jevnlige brukermøter og på møter arrangert av FHF. Populærvitenskapelige presentasjoner i for eksempel Kyst.no vil også være aktuelt. Arbeidet vil resulterer i minst 2 vitenskapelige artikler som skal publiseres i internasjonale tidsskrift.
keyboard_arrow_up