Genetic improvement of survival in the seawater phase of Atlantic salmon

Høy dødelighet hos laks i sjøperioden er fortsatt et problem for norsk oppdrettsnæring. Omtrent 12-14% går tapt de første månedene etter overføring til sjøvann. Selv om årsakene til dødeligheten sannsynligvis er mange, har suboptimal smoltproduksjon vært antydet som en viktig faktor. I SmoltFieldGen brukte vi forskjellige metoder for å registrere ulike parametere hos fisken under smoltifisering og sjøvannoverføring, samt ikke-invasive vekstmålinger i sjøperioden. Målet er å finne en eller flere parametere som kan brukes for å kunne øke overlevelsesevnen og robustheten til laks i sjøperioden. Vi fulgte 2000 laks gjennom (0+) smoltifisering, 2000 laks gjennom (1+) smoltifisering og 5500 laks i en åtte måneders vekstperiode ii sjøen. Laksen i alle de tre gruppene kom fra 50 familier av avlskjernen til MOWI Genetics AS og de genetiske slektskapet mellom fiskene innen og mellom gruppene ble etablert gjennom genotyping. Resultater: 1. De estimerte arvbarhetene til forholdet mellom sjøvann (SW) og ferskvann (FW) komponentene ifra SmoltVision-settet levert av Pharmaq Analytiq varierte fra 5 til 21% for 0+ laks og fra 6 til 20 % for 1+ laks. Dette viser et potensiale for å kunne øke laksens smoltifiseringsstatus gjennom avl. 2) Den genetiske korrelasjonen mellom SW/FW hos 0+ og 1+ var lav og ikke signifikant forskjellig fra null, noe som kan skyldes at parametrene ble registrert til ulik tid hos de to gruppene som også var av ulik alder. 3) Vi fant at en dioderamme med PIT-tag leser var svært nøyaktig for å kunne måle den gjennomsnittlige tilveksten hos en gruppe laks i en merd i sjøen i åtte måneder, men mindre presis for å kunne måle tilveksten til hver fisk. Dette betyr at hvis en trenger å måle tilveksten til hver fisk er det mer presist å registrere vekt/lengde av alle fisken på to eller flere ulike tidspunkt, men noe som kan påføre fisken for mye stress. 4) For fisken i merden i sjøen var den estimerte arvbarheten etter åtte måneder 39-41% for henholdsvis lengde og vekt målt manuelt og viste høy genetisk korrelasjon (>0.8) med vekt og lengde målt med dioderammen, noe som indikerer potensial for bruk av dioderammer for å avle for økt tilvekst i sjøperioden uten å påføre fisken stress. I siste smoltifiseringsforsøket der vi samlet inn ikke-dødelig gjellebiopsier og blodprøver på syv ulike tidspunkt i smoltifiseringsperioden, etterfulgt av registrering av tilvekst hos de samme fiskene etter noen uker på sjøvann. Vi registrerte 18 forskjellige velferdsindikatoregenskaper, blodplasmaegenskaper og tarmmikrobiota. Det var ingen signifikant forskjell i sjøvannsvekst eller velferdsindikatorer mellom de testet og kontrollerte fisken, noe som indikerer at det med de riktige forholdsreglene er mulig å bringe prøvetatt smolt tilbake til sjøvann og knytte smoltifiseringsmålingene til vekst og overlevelse til sjøs.

The gene expression of NKA1a freshwater, NKA1b seawater genes where significantly heritable, enabling breeding for optimal synchronised smolt. However, the genetic background is different between 0+ and 1+ smolts, meaning selection must be smolt type specific. In a controlled environment, fish measured for smoltification parameters did not significantly differ in growth or onfarm welfare indicators to control smolt. This makes it possible to link individual smoltification parameters to growth in sea water and help helping producers optimize smolt production. For the first time it is possible for the salmon industry to follow the growth of individual Atlantic salmon at sea though the linking diode frames with pit tag readers. This gives managers better information on the biomass in the pen and the ability to evaluate the effects of different interventions on individual growth of individual fish, ie smoltification parameters.

In farmed Atlantic salmon high survival and robustness in the seawater phase is of critical importance for good growth, good animal welfare and a good economic result. In today?s breeding programs genetic improvement for these traits is sought through selection for growth until harvest and survival in specific disease challenge tests. In this project using fish from 100 families we will record growth and total survival in the entire seawater period as well as specific causes of mortality, and discriminate between fish with optimal and sub-optimal growth. We will use existing and advanced disease diagnostic methods for assigning specific causes of mortality and obtained growth curves of individual through repeat recordings of their size. We will quantify the genetic variation of mortalities during the early period of sea transfer, and estimate the genetic correlation between early survival at sea and smoltification status of their sibs. In addition we will estimate the genetic variation in specific and total survival at sea, and the genetic correlation of survival at sea with survival from controlled challenge tests with specific diseases. Furthermore, based on the growth curves of individuals we will estimate the genetic variation in healthy and subclinical growth, and the genetic correlation of these traits with survival and smoltification status. A genome wide association study will be undertaken for the studied traits with genotypes generated from a 57K SNP array. Finally, we aim to link gut microbiota data to survival and growth of healthy and sub-clinical fish. The project will increase our limited knowledge on the genetic variation in survival at sea, and thus contribute to a more effective selection for increased survival in the seawater period.