HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Fiskeoljer er en viktig kilde til de marine omega-3 fettsyrene EPA og DHA, som er essensielle komponenter i kostholdet til både mennesker og fisk. Fiskeoljer er en begrenset ressurs. I OMEGA3GENOMICS fokuserte vi derfor på fiskens individuelle genetiske kapasitet til å syntetisere og deponere EPA og DHA i ulike organer og vev samtidig som den opprettholder god helse. Det genetiske grunnlaget for EPA og DHA egenskapen ble studert i en avlspopulasjon ved å benytte en kombinasjon av flere ulike genomiske metoder og hvor målet var å avdekke de komplekse genetiske mekanismene som regulerer omega-3 fettsyremetabolismen. Resultat: 1. De relative mengdene av EPA og DHA i totalfett i muskel har en arvbarhet på respektive 9 og 26%. Dette viser at det finnes et potensial i laksens gener til å øke mengden av disse viktige fettsyrene. Dette resultatet er viktig for avlsselskapene, og muliggjør seleksjon for økt mengde av EPA og DHA i laksefilet. 2. Det ble i prosjektet evaluert om hurtigmetoden «near-infrared» NIR spektroskopi kunne benyttes til å måle mengde EPA og DHA i muskel. Resultatene viste at metoden ikke har god nok presisjon da analysesvaret samvarierte med fettnivået i for stor grad. Det var dermed vanskelig å detektere nøyaktig variasjoner i EPA og DHA innhold på individuelt nivå. 3. Vi har for første gang vist at EPA og DHA nivåer i laksemuskel har en sammenheng med ekspresjon av gener i karbohydratmetabolismen, inklusive insulin, samt gener relatert til muskelfunksjon. Økte nivåer av EPA og DHA i muskel kan ikke forklares av opp- eller nedregulering av gener i muskel relatert til elongering eller desaturering av omega-3 fettsyrer i vårt forsøk. 4. Vi fant en negativ effekt av metylering av individuelle CpG loci i delta6fad_b genet på både ekspresjon av delta6fad_b og mengde EPA og DHA i lever, men ikke muskel. Vi fant også en lavere metylering i delta6fad_b genet i laks som hadde fått en diet med høy andel fiskeolje. Derimot fant vi ingen dietteffekter i metylering av delta5fad, Elovl2 and Elovl5_b genene i hverken lever eller muskel. Disse genene er sentrale gener i fettsyremetabolismen. 5. I en genassosiasjonsstudie fant vi genetiske markører på kromosom 21 og i Elov2 genet på kromosom 19 med effekt på relative mengder omega-3-fettsyrer i muskel i laks. 6. Genomisk seleksjon er en metode der man bruker store antall (10000-100000) genetiske markører for å estimere avlsverdier til seleksjonskandidater i avlspopulasjoner. Her testet vi sikkerheten av genomiske avlsverdier ved å bruke kun 400 genetiske markører i gener med kjent genekspresjon på laks med ulike varianter av de genetiske markørene. Sikkerheten på disse avlsverdiene var 15% lavere enn da ~50000 genetiske markører ble brukt for å estimere avlsverdier for relativ mengde DHA i muskel, men for relativ mengde EPA i muskel og muskelfettinnhold fant vi ingen forskjeller mellom de to datasettene i sikkerheten på avlsverdiene.

The omega-3 fatty acids are essential components in both human and fish diets. The health beneficiary very long chain omega-3 fatty acids EPA and DHA are only found in marine ingredients, while the shorter chain alfa-linolenic acid (ALA) are found in several plant oils. There is a global lack of marine oils for use in fish diets due to an increased demand from the aquaculture industry and human consumption sectors. The overall aim of OMEGA3GENOMICS is to increase the genetic capacity of Atlantic salmon to synthesize, utilize and deposit omega-3 fatty acids while maintaining good health. We have in earlier projects shown a significant genetic variation in the capacity of Atlantic salmon to synthesize the omega-3 fatty acids EPA and DHA from ALA, and that this variation impacts the capacity of the fish to cope with different diets, lipid storage, survival and inflammatory status. The EPA and DHA contents in the muscle does not only depend on the capacity to synthesize EPA and DHA in the liver, but the omega-3 fatty acid bioconversion also includes uptake, transport, deposition, mobilization, oxidation in other tissues and organs including muscle. In OMEGA3GENOMICS, this complex genetic basis of this trait will be approached by a combination of genome-wide association, transcriptomics, epigenetics and genomic prediction studies. Results aim to be directly relevant for the aquaculture selective breeding, feeding and production industries in their work to reduce the dependence on marine oils.