SALMAT: Climate change will increase early maturation in salmon aquaculture which can be mitigated via genes controlling puberty

Kjønnsmodningsgenet hos laks er identifisert i dette prosjektet. Trolig er det den samme mekanismen som setter i gang puberteten hos mennesker. Oppdagelsen kan nå brukes til å avle laks som modner sent. Det gir bedre velferd for oppdrettsfisken. For å finne genetikken som bestemmer tid for kjønnsmoding hos laks, ble hele genomet fra laks som modner henholdsvis tidlig og sent sekvensert. Laksen kom fra seks elver på Vestlandet. Metodikken identifiserte en region i kromosom 25 som er med på å bestemme alder ved kjønnsmodning hos laks. Denne regionen er også tidligere knyttet til tidspunktet for puberteten hos mennesker. Funnet støtter teorien om at det kan være en generell mekanisme som styrer alder ved kjønnsmodning hos virveldyr. I oppdrett av laks er tidlig kjønnsmoding negativt. Laksen får redusert vekst, svekket motstandskraft mot sykdom og dårligere kjøttkvalitet. Det ideelle er at laksen fortsatt er umoden ved slakt. Våre resultat viser at kjønnsmodning blir redusert hvis vi bruker bestander av laks som er avlet til sen modning. I tillegg reduseres risikoen for genetisk påvirkning fra rømt laks, siden sent modnende fisk oftere dør før de kan gyte. I tillegg til at sen kjønnsmodning gir bedre velferd for oppdrettsfisken og dermed bidrar til mer bærekraftig lakseproduksjon, kan den genetiske predisposisjonen for kjønnsmodning brukes i forvaltningen av vill laks. I forvaltingen kan dette fortelle hvor mange tidlig modnende og sent modnende fisk det finnes i ville bestander av laks. Gjennom å se på dette over flere år kan man se hvordan den reproduktive stammen forandrer seg hos laks hvilket kan bedra til bedre kunnskap om laksestammene. Videre undersøkelser vil avsløre hvilke funksjoner kjønnsmodningsgenet har. Her har vi sett at dette genet reguleres i testikkelen hos hanndyr når de går inn i kjønnsmodning. Vi tror at genet er assosiert til proliferering av de somatiske cellene i gonaden. Våre studier har bidratt til økt kunnskap om pubertet hos virveldyr, siden man kan forklare hvordan pubertet molekylært induseres hvis man kjenner funksjonen til proteinene som kodes av de aktuelle genene. Denne kunnskapen kan bidra til grunnleggende forståelse av pubertet hos både dyr og mennesker.

State-of-the-art genomic and bioinformatics methods, in combination with a unique collection of biological samples from both wild populations and multiple-generation experiments already conducted, will be implemented to address the projects primary goals. The first approach will be to conduct massive parallel resequencing of entire genomes from wild salmon individuals and strains displaying different age at puberty (early, intermediate and late). Such subsamples will be studied in the South and the North of Norway. This will aid finding regions under selection for time of puberty. The second approach will be to use a material bred for the dwarf male phenotype over two generations. Genome resequencing and SNP chips will reveal regions under selection in th is material. The third approach is based on compiling orthologous genes involved in reproduction and growth in the salmon genome. Data obtained from genome resequencing of wild strains, SNP analysis of dwarf males and candidate genes will be mapped to the salmon genome. Bioinformatic analysis will reveal regions under selection. Since the age at puberty is strongly modulated by environmental factors such as light and temperature, epigenetic programming of puberty will also be investigated. In order to ide ntify the molecular mechanisms of such modulation we will use clonal lines subjected to different light and temperature conditions to characterize the effects epigenetic programming of maturation.