Et kart over celler og organer for optimalisering av laksens organutvikling

Bakgrunn

​Norsk havbruksnæring produserer over 1,6 millioner tonn laks i året, som er mer enn halvparten av den globale produksjonen. Dette produksjonsnivået krever fisk som vokser raskt, noe som er oppnådd både gjennom avl og ved å bruke høye oppdrettstemperaturer i tidlige livsfaser.

Hele produksjonslinjen taper derimot mer enn 90 millioner laks i året før de når slaktestørrelse, noe som rammer økonomisk, etisk og miljømessig bærekraft.

Tapene har en rekke årsaker, men kan i stor grad tilskrives mangler i organhelse, inkludert hjerte, nyrer og gjeller, men også immunsystem, hud og skjelett.

Prosjektet vil utforske hypotesen om at produksjonsforhold under embryonale- og larve-utviklingsstadier kan ha en negativ innvirkning på organutvikling, og dermed på fremtidig hjerte-, nyre- og gjellehelse.

Organutvikling er en kompleks prosess der stamceller gjennomgår flere runder med differensiering, som til slutt gir en rekke spesialiserte celletyper, som igjen kombineres for å danne funksjonelle organer. Prosessen er nøye styrt av genetiske programmer, men har også en viss grad av fleksibilitet. Omgivelsestemperatur kan for eksempel ha stor innvirkning på utviklingshastigheten, men også lede til dødelighet og organavvik. Balansen mellom det genetiske programmet og fenotypisk plastisitet bestemmer dyrehelsen.

Dette prosjektet foreslår å dokumentere dette samspillet hos laks på genetisk, cellulært, organisme og miljønivå. 

Mål

Hovedmålet er foreta utforming og validering av beste praksis for oppdrettsforhold for laks fra befruktning til første fôring. 

Dette gjør vi

Vi skal samle informasjon fra næringen gjennom en undersøkelse og workshop (ledet av NCE Aquaculture), og fra forskningslitteraturen, for å få en oversikt over dagens kunnskap om de tidlige miljømessige produksjonsforholdene og senere ytelse og robusthet. 

Sammen med UiT, NMBU og Aqua Kompetanse skal vi ale opp laks under en rekke ulike produksjonsforhold fra befruktning til plommesekken er konsumert (fisken begynner å ta til seg fast føde). Hvert av de ulike produksjonsforholdene tilsvarer en bestemt hypotese om miljøets påvirkning på embryoet. De utviklende embryoene og larvene vil bli analysert. 

I tillegg til forsøk i de tidlige livsfasene vil vi også gjennomføre langsiktige forsøk for å dokumentere robustheten til fisk som er oppdrettet i henhold til optimaliserte protokoller. Vi hadde en hypotese om at forskjeller i organutvikling skyldes asynkron utvikling av cellelinjer.

 Ved NMBU skal dette testes ved å konstruere et komplett kart over den tidlige utviklingen hos laks ved hjelp av enkeltcelle-RNA-sekvensering.

Sammen med NMBU skal vi evaluere hvilke konsekvenser de ulike produksjonsforholdene har for fiskens robusthet, og utsette laksen for en rekke oppdrettsrelevante stressfaktorer. Stresstester vil bli utført i 2 perioder: fra plommesekkyngel-stadiet (før første fôring) og smolt (etter utsetting i sjøvann). Disse periodene ble valgt for å identifisere hvor tidlig vi kan oppdage forskjeller i robustheten til oppdrettsfisk under ulike produksjonsforhold, og om det tidlige oppdrettsmiljøet kan avgjøre fiskens respons på stressfaktorer senere i livet. 

Til slutt skal vi sammen analysere eksisterende kunnskap og prosjektresultater (utviklingsmessige og funksjonelle) for å innsikt i utviklingen og effektene av suboptimal organutvikling. Denne nye kunnskapen vil vi bruke til å designe produksjonsforhold som gir atlantisk laks en god start på livet, og formidle disse til næringen.