Growth and welfare of germ cell-free salmon- the sustainable solution for genetic containment of farmed fish.

Bruk av kimcellefri (GCF), steril, dnd-knockout oppdrettslaks til oppdrett kan løse problemene knyttet til tidlig modning og genetisk førurensing av oppdrettslaks i vill laks populasjoner. Men før bruk av GCF-fisk i lakseoppdrettsnæringen, vil det være avgjørende å forstå om, eller hvordan, GCF-fenotypen skiller seg fra vanlig laks (WT) når det gjelder vekst og velferd. For å belyse karakterisere GCF-fenotypen i forhold til WTs gjennom en produksjonssyklus, har vi i dette prosjektet oppdrettet GCF- og WT-laks i innendørs felles tanker i 3 år, frem til slaktestørrelse. Når det gjelder kroppsstørrelse, smoltifiseringsmarkører (mRNA-nivåer av gjelle Na+/K+-ATPase), plasmastressindikatorer (pH, glukose, natrium, klorid, kalsium), relativ hjertestørrelse, forekomst av vertebradeformiteter og filetens nærliggende sammensetning, GCF-fisk kunne ikke skilles fra WT-er. Forbigående forskjeller ble påvist i plasmakonsentrasjoner av laktat og osmolalitet, og bare noen få gener ble differensielt uttrykt i WT- og GCF-transkriptomer av muskel og hypofyse. Mot slaktestørrelse var kroppsveksthastighet, kondisjonsfaktor og relativ hjertestørrelse høyere i WT enn i GCF-fisk, sannsynligvis relatert til initiering av pubertet i WTs. Siden GCF-laks aldri blir kjønnsmoden, kan det være fordelaktig å utsette slaktetidspunktet for å utnytte vekstpotensialet uhemmet av kjønnsmodning. Interessant nok var det relative innholdet av omega-3-fettsyrer ved innhøsting høyere i GCF sammenlignet med WT-hanner. Avslutningsvis presterte GCF-laks i stor grad på samme måte som sine WT-kolleger, men hadde den klare fordelen av aldri å modnes

- Vi har observert at den kjønnscellefrie laksen har god velferd i forhold til smoltifisering, vekst og deformiteter - Den kjønnscellefrie laksen går ikke i kjønnsmodning og er derfor en god løsning å bruke RAS system der tidlig kjønnsmodning er et stort problem - Den kjønnscellefrie har god filetkvalitet

The genetic impact of escaped farmed salmon on wild populations is regarded as a major environmental risk, being one of the reasons preventing expansion of the Norwegian salmon industry. The use of sterile fish would solve this problem. Currently, functionally sterile triploid salmon are tested for commercial use. However triploid salmon are more prone to develop deformities and triploid males still go through puberty. Clearly, alternative models should be evaluated. We have recently produced germ cell-free salmon by editing a single gene, and vaccination/knockdown in salmon targeting the protein product of this gene is currently being tested with the aim of developing an approach to generate germ cell-free salmon for industrial use. This should be accompanied by assessing key features of the performance of germ cell-free fish in a larger scale production system. This includes evaluating growth, robustness and welfare of these fish. Complete loss of germ cells in all vertebrates studied so far results in sterility, while other gonadal functions, such as sex steroid production and hence development of secondary sexual characteristics and sexual behaviour, remain intact. Interestingly, germ cell-free salmon different from all previous observations in other germ cell-free vertebrates do not enter puberty. Both sexes will be studied since somatic gonadal tissue in germ cell-free salmon still differentiates into testis or ovary. One of the prerequisites for the commercial success of a farmed fish is an excellent growth performance. Previous studies in teleosts showed that the gonad stimulates somatic growth by locally producing growth hormone. It is therefore essential to monitor if the loss of germ cells affects somatic growth. Initial results suggest that both growth and development of secondary sex characteristics are affected in germ cell-free salmon. Importantly, we observe low sex steroid levels throughout life in germ cell-free fish.