Til innholdet

Prosjektnummer

901590

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 901590
Status: Pågår
Startdato: 01.01.2020
Sluttdato: 31.12.2022

Identifisering av miljømessige signaler som regulerer smoltifisering og modning hos oppdrettslaks: Et funksjonelt grunnlag for å redusere taperfisk og tidlig kjønnsmodning

​Optimal vekst i sjøfasen forutsetter en optimal smoltifisering hos laks. Dessverre viser det seg at opp mot 20 % av fisken som settes ut i sjø har en betydelig redusert vekst. Disse fiskene kalles ofte for taperfisk. I tillegg til redusert vekst har taperfisken store problemer med osmoregulering i sjøvann. Dette resulterer i betydelige økonomiske tap og i tillegg et enormt velferdsproblem for fisken.

For å øke somatisk vekst og samtidig forhindre kjønnsmodning, blir parr ofte holdt under forhold med konstant lys. Initiering av smoltifisering foregår ved å ha en periode med kortere daglengde, et “vintersignal”, i seks uker på slutten av parr-perioden. I løpet av denne perioden begynner imidlertid en betydelig andel av laksen å kjønnsmodne. Konsekvensen av denne tidlige kjønnsmodningen er redusert smoltifisering og vekst som igjen påvirker fiskens overlevelse i sjøfasen. Et av de første hormonene som øker under smoltifiseringsprosessen er tyroksin, men man vet fortsatt lite om hvordan tyroksin reguleres. Det som er interessant er at taperfisk har lave tyroksin-nivåer i blodet sammenliknet med laks som utvikler seg ​normalt. Nylig oppdaget man en ny variant av tyroksin/skjoldbrusk-stimulerende hormon (tshβb). Denne tshβb-varianten kan muligens være en nøkkel til å forstå smoltifisering og tidlig kjønnsmodning hos laks.

Dette prosjektet er utformet for å belyse funksjonen til tshβb og undersøke hvordan daglengde og temperatur kan optimaliseres for å initiere et robust uttrykk av tshβb og derved muligens en mer effektiv smoltifisering, og som sådan bidra til å redusere forekomsten av taperfisk. I dette arbeidet inkluderer man også en omfattende karakterisering av taperfisk for å identifisere faktorer som påvirkes av tshβb. 
Hovedmål
Å finne metoder som effektivt kan aktivere hjerne–hypofyse–thyroidea-aksen og dermed eliminere såkalte taperfisk ved overføring til sjø. Et tilleggsmål er å finne optimale forhold som reduserer eller hemmer tidlig kjønnsmodning ved manipulering av fotoperiode.

Delmål
• Å karakterisere fysiologiske parametere til taperfisk med fokus på thyroidea-systemet.
• Å etablere nye metodiske verktøy som bruker knockout-laks for å undersøke smoltifisering og modning.
• Å forstå hvordan melatonin/fotoperiodemanipulering regulerer cellulære prosesser i hypofysen.
• Å forstå hvordan endringer i fotoperiode og temperatur påvirker smoltifisering og kjønnsmodning hos laks.
​På kort sikt vil prosjektet gi ny kunnskap om funksjonen til den nye varianten av tyroksin/skjoldbrusk-stimulerende hormon (Tsh)​. På lang sikt er målet å kunne benytte fotoperiode-behandlinger som gir en robust aktivering av Tsh, og som vil kunne medføre ​​en betydelig reduksjon av taperfisk. 
​Prosjektet er inndelt i fire arbeidspakker (AP-er):

AP1: Fysiologiske undersøkelser og karakterisering av taperfisk
Ansvarlig: NMBU v/ Stormoen
Hensikten med AP1 er å bedre forståelsen av hva som forårsaker taperfisk. Det vil utføres omfattende undersøkelser av fysiologiske parametere så vel som studier av genuttrykk. Arbeidet utføres i samarbeid med to lakseprodusenter, som har rapportert utfordringer med taperfisk. Det tas sikte på prøvetaking fra anlegg med høy forekomst av taperfisk. 

AP2: Etablering av tre ulike knockout-laks
Ansvarlig: NMBU v/ Hodne
For å bedre forstå de nevroendokrine mekanismene som styrer smoltifisering, vil det i samarbeid med CIGENE (v/ Sandvik) genereres tre forskjellige knockout-laks ved bruk av CRISPR/Cas-teknologien. De tre genene som vil inaktiveres er tshβa, tshβb (viktig under smoltifisering) og fshb (setter i gang kjønnsmodning). Knockout-fiskene vil gi nye verktøy for å undersøke genfunksjon i AP3 og AP4.

AP3: Karakterisering av cellulære signalveier involvert i smoltifisering og kjønnsmodning, samt identifisering av de viktigste genene som uttrykkes i ulike celletyper i hypofysen
Ansvarlig: NMBU v/ Hodne
Hensikten med AP3 er å forstå hvordan celler som uttrykker tshβb (viktig for smoltifisering) og fshb (viktig for initiering av kjønnsmodning) reguleres av melatonin. Sammen med CIGENE (v/ Lien) vil det genereres et detaljert genuttrykksatlas over hypofysen i taperfisk, normalt utviklet fisk og knockout-fisk (AP2). Dette arbeidet vil ta i bruk helt nye metoder for sekvensering som gjør det mulig å se forskjeller i genuttrykk ned til enkeltceller. Dette vil også gi mulighet til å identifisere hvordan transkriptomet til alle forskjellige celletyper i laksehypofysen påvirkes av miljøendringer (daglengde) og knockout (avslåtte gener). Videre vil genekspresjonsstudier bli komplementert med funksjonelle eksperimenter for å undersøke hvordan spesifikke celler reguleres av melatonin. Her vil det kombineres elektrofysiologi med ulike andre teknikker som måler hvordan cellene bruke Ca2+ til hormonutskillelse. 

AP4: Undersøkelser av fotoperioderegimer som er optimale for robust tshβb-uttrykk og samtidig reduserer fshb-produksjonen
Ansvarlig: NMBU v/ Mayer
Hovedmålet med AP4 er å undersøke eksperimentelt hvordan miljøkontroll kan brukes mest effektivt i produksjonen av robust smolt. Spesielt vil det fokuseres på hvordan kontrollert tilpasning av daglengde kan brukes mest effektivt for produksjon av robust smolt, og samtidig minimere forekomsten av tidlig kjønnsmodning. Her vil man også identifisere produksjonsregimer som favoriserer utvikling av taperfisk, inkludert komparative studier med knockout-laks (AP2).
​Kunnskapen som genereres i dette prosjektet vil tiltrekke bred interesse fra både akademia og industri. Det vil samarbeides med industripartnere om hvordan best implementere nye funn. Prosjektet vil også delta på nasjonale og internasjonale møter. Det tas sikte på publisering i høyt rangerte tidsskrifter. Prosjektgruppen inngår også et nytt samarbeid med The Salmon (Oslo), et nylig åpnet visnings/informasjons- og matsenter med fokus på lakseoppdrett-relevant utdanning, informasjon og debatt.
keyboard_arrow_up