Juvenile production in halibut farming

In today's halibut farming, there is limited access to roe and great variation in roe quality, and different broodstock individuals perform very differently in terms of quantity and quality of roe. Despite this, we see a few individuals performing well with lots of good quality roe. Such a variable and unpredictable production probably have its background in random recruitment to broodstock of individuals from the farm, with different, unknown characteristics. It is a strong indication that roe production can be increased and made very efficient through a broodstock process with recruitment through a controlled selection of the best-performing individuals. The main goal of this project has been to develop a controlled breeding process concerning genetic selection, quality parameters related to roe and milt quality, nutrition and follow-up, and selection of recruits with known origins and known characteristics such as high performance. This should improve access to quality roe in production, and increase fry production directly and indirectly by stabilizing production conditions, biologically and operationally. In the project, eggs study within production at a facility, has been carried out over several seasons, and there is now a final protocol for assessing roe quality in the form of an assessment of embryo development at 50 daydegrees. A presentation of this part of the project has been prepared with title; Effects of post-ovulatory aging on embryonic viability in Atlantic Halibut eggs (Nils Niepagen, NTNU, Madeira 2021), with several publications, planned to describe the development and quality of eggs (Nils Niepagen, NTNU). Linked to the study of roe quality, NIR (Near-infrared-specter) has been tested to describe roe quality before fertilization (UiN). No difference was found in the NIR spectrum, and the method should be tested further to conclude, on several batches from different fish and throughout an entire season. As an important part of controlled milt quality, there is now an industry standard for the use of frozen milt (prepared by Cryogenetics), which means that breeders can harvest and deliver milt and have it quality-controlled and frozen for use in production. This will be labour-saving and considered as an important breeding tool in halibut farming, particularly necessary to ensure genetic diversity and to avoid inbreeding. In a feed trial carried out at Nofima Sunndalsøra, no effect was found of an increased level of phospholipid in feed for halibut recruits/breeding fish. Measurements of individual feed intake show great individual variation, and different intake for females and males. The results may be influenced by a lack of temperature control and gonad development throughout the experimental period. A fodder sausage has been used and tested in the project, which has further become a basis for realizing a standard feed concept for recruits and broodstock of halibut. Results of the experiment together with parallel histochemical studies and fatty acid analyzes (UiN) are available in a separate report. A report has also been prepared which includes registrations of the feeding of broodstock and recruits at two facilities and attempts to establish a form of feeding reference. Over several years, DNA analyzes (NMBU) have been carried out on offspring in various recruit groups to determine parents based on DNA analyzes of the parent population. There is uncertainty in the results due to the sensitivity of the method, which indicates the need to adopt more modern and advanced technology developed for halibut as a result of this project. The results show a probable reduction in genetic diversity as a result of recruitment within ordinary production in a system that is not adapted to breeding-oriented recruitment. This emphasizes the need for a separately defined recruitment program and mapping of kinship beyond mapping the parent-offspring relationship. The project has revealed bottlenecks and challenges in controlled breeding recruitment and shows the extent of the process and the importance of building a system that makes controlled recruitment possible. The broodstock process with associated issues is described in a separate report and is presented together with other related farming mechanisms (Leif Berg, Controlled broodstock process and system development will provide efficient and sustainable halibut farming, HAVBRUK22). In summary, the project has contributed to and laid the foundation for: • To control roe quality in the production line with the associated opportunity to carry out production logistics • Use of a service that involves stable and safe milt quality • Cryopreserved quality-assured milt as an important breeding tool • Possibility of adopting a standard feed concept • Routine for evaluating the feed intake of recruits and broodstock • A description of important points and prerequisites for responsible controlled recruitment - a description of the broodstock process

I prosjektperioden har vi spesielt oppnådd i) protokoll for å bestemme rognkvalitet og ii) nedfrysing av melke (protokoll og produktportefølje). I tillegg til disse to punktene har vi kommet frem til en beskrivelse av stamfiskprosessen, og mulighet for å iverksette et standard fôrkonsept og evaluere fôropptak hos stamfisk og rekrutter. Prosjektet har satt fokus på rognkvalitet og strykeprotokoll, og resultert i en betydelig bedret produksjon av rogn kvantitativt og spesielt kvalitativt. Dette har vært med på å øke yngelproduksjonen til en produksjon i dag på mer enn 1 mill. yngel årlig (Nordic Halibut). Under normale forhold vil dette kunne gi en årlig produksjon på 4000 tonn, som er i tråd med selskapets mål for 2025. For å muliggjøre en dobling av denne produksjonen, vil det med gjeldende resultater og overlevelse kreve en dobling av yngelproduksjonen til 2 mill. yngel årlig. Dette målet kan regnes som realistisk, men vil kreve utvidelse av anlegg og kapasitet. Det er fortsatt usikkerhet angående fôring av stamfisk og rekrutter, så langt det mangler et konkret fôrkonsept med beviselig effekt på rognproduksjon og rognkvalitet. Dagens fôr gir likevel forholdsvis mye rogn med god overlevelse fra enkeltindivider stamfisk rekruttert fra oppdrettet. Per i dag foreligger det en logistikkmessig beskrivelse av stamfiskprosessen, men det genetiske mangfoldet i dagens kveiteoppdrett er for dårlig. Dette skyldes en for dårlig DNA-service eller manglende program for å gjennomføre en kartlegging og ta i bruk slektskapskart som det ultimate grunnlaget for å bedrive ansvarlig rekruttering. Frysing av melke er uansett et verktøy av uvurderlig betydning for å bevare og gjenopprette genetisk mangfold. Det er uansett å vente en forbedring i rekruttering som effekt av prosjektet. Rekrutteringsprosessen er fundamentalt viktig, og en forutsetning for å kunne øke yngelproduksjon i fremtiden. Prosjektet har bidratt til en forbedret teknikk for kjønnsbestemmelse ved bruk av ultralyd, og har satt fokus på betydningen av DNA-analyse samt forbedret tjeneste innenfor området, som et viktig verktøy i ansvarlig rekruttering og bevaring av genetisk mangfold. Totalt sett har prosjektet bidratt til økt kunnskap for både prosjektpartene og for kveitenæringen. Prosjektet har vært vellykket ved at oppnådde resultater har bidratt til måloppnåelsen. En betydelig produksjonsøkning i oppdrettet har det ikke blitt som en effekt av prosjektet, da oppdrettet er begrenset av strukturelle og produksjonsmessige problemstillinger i anlegget. For eksempel vil effekten av en beskrivelse av stamfiskprosessen begrenses i mangelen på et system for å bedrive rekruttering. Lang generasjonstid er også en betydelig utfordring og dermed en begrensning for raskt å øke produksjonen.

Kveiteoppdrettsnæringen i Norge har et stort uforløst verdiskapingspotensial grunnet dårlig tilgang på yngel og derfor lav utnyttelse av den tilgjengelige produksjonskapasiteten hos oppdrettsselskapene. Dette skyldes i stor grad mangel på tilgang av rogn med stabil og kvalitet. Den overordnede idéen er å utnytte utviklingen i forskningsfronten innen reproduksjon hos marine arter, for å bedre rognkvalitet i produksjonen av yngel, som viktig grunnlag i å utvikle kommersielle prosedyrer for yngelproduksjon. Dette skal sikre en bedre og mer stabil tilgang på kveiteyngel. Den overordnede idéen skal realiseres gjennom: • Utvikle stamfiskprosess med kontrollert oppfølging av genetisk basert utvalg av rekrutter fra oppdrettet, for å realisere kontrollert strykerutine med økt produksjon av kvalitetsrogn • Undersøkelser av eggkvalitet for evaluering av stamfiskprosessen, og om mulig å etablere et kvalitetsstempel for rogn i kommersiell produksjon • Undersøkelser av melkekvalitet for å utvikle rutiner for høsting av melke med kjent kvalitet • Utvikle kommersiell protokoll for bruk av fryst melke basert på kjent melkekvalitet, for mer fleksibel tilgang på melke i produksjonen og som et viktig verktøy innenfor avl I dette prosjektet skal tre kommersielle oppdrettsselskaper sammen med ledende norske forskningsmiljøer innen marin biologi løse gjenværende viktige utfordringer knyttet til yngelproduksjon i kveiteoppdrett. Prosjektet skal resultere i nye kunnskapsbaserte metoder for bedømmelse av rogn- og melkekvalitet, nye metoder for kryogen preservering av melke og etablering av systematisk avlsarbeid basert på moderne metoder innen genomikk.