Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Coping with new environments and production methods: Animal welfare and stress biology applied to modern salmon farming

Alternativ tittel: Mestring av nye oppdrettsmiljø og -metoder: Dyrevelferd og stressbiologi i fremtidens lakseoppdrett

Tildelt: kr 8,0 mill.

Prosjektnummer:

267788

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2017 - 2021

Samarbeidsland:

For å sikre god dyrevelferd trenger oppdrettsnæringen både velferdsvennlig teknologi og prosedyrer og robust fisk som kan mestre dagens og fremtidens teknologier og -miljø. I dag vet vi ikke om avlslinjer og familier av laks som er avlet frem for å mestre tradisjonelle oppdrettssystemer også er de som best vil mestre fremtidens metoder. I dette prosjektet undersøker vi hvordan laks fra ulike laksefamilier mestrer både gode og mer krevende oppdrettsforhold både i ferskvann og sjøvann. Vi har overvåket fiskens velferd, stressfysiologi, vekst og dødelighet for å forsøke å klarlegge biologiske og arvelige faktorer som kan forklare variasjonen i evnen til å tilpasse seg stressende omgivelser. I 2017-18 gjorde vi en pilotstudie hvor vi sammenlignet grupper med høye karbondioksidnivå eller lave oksygennivå i vannet med kontrollgrupper. Høye karbondioksidnivå ga tydeligst effekt i form av redusert vekst og stressfyiologiske og nevrobiologiske parametre ga indikasjoner på kronisk stress, mens det var mindre effekt av hypoksi. Alle grupper ble fulgt frem til slakt våren 2019, der stressgruppene hadde kompenserte helt eller delvis for tapt vekst i ferskvannsfasen. Høy dødelighet i sjøfasen på grunn av skarveangrep gjorde resultatene i denne fasen mer usikre. Sommeren 2018 startet hovedforsøket med 50 utvalgte Salmobreed familier a 90 fisk (Totalt 4500 PIT-merkete fisk), med hypercapnia (10-26mg/l CO2) som ekstra stressor i ferskvann, og periodevis begrenset adgang til luftfylling, ved å bruke et nottak i merden, som stressor i sjøfasen. Så godt som alle familiene i stressgruppene i ferskvann viste tydelig respons på hypercapnia i form av betydelig redusert vektøkning, med betydelig variasjon mellom familiene. Det samme kunne en observere i stressgruppene i sjøfasen. I juni 2019 ble det oppdaget mye snuteskader på fisken i stressgruppene, og vi valgte å ta bort nottaket av velferdshensyn, for deretter undersøke om fisken i stressgruppene kunne kompensere for tidligere veksttap når forholdene ble bedre. Fiskene ble kontrollmålt fire ganger i ferskvann og fire eller fem ganger i sjøvann, som ga en god veksthistorien til alle individer, samt dødelighetstidspunk. Fisken ble slaktet i februar 2020. Stressgruppene hadde da langt på veg kompensert for veeksttapet etter at de fikk normale forhold. Ved slakt ble det også tatt bilder av all fisk og vev for DNA analyser. Dette er et unikt datasett med indivduelle vekstmønster til mer enn 3000 laks fra 50 familier fra yngel til slakt. Hovedresultatet fra dette eksperimentet er at beregninger av genetiske parametre for vekt og overleving viste lite og ubetydelig GxE for miljø med og uten stress, og med det at det ble lite rerangering av familiene under ulike miljø og at stresstoleranse var lite arvbart. Dette var et viktig resultat for avlsselskapene som bekrefter at tidliger utvalg av avlsfisk har vært riktige også for oppdrett av Atlantisk laks i miljø med miljømessig stor stresspåvirkninrangeringene av arvbarhet. I prosjektet har vi også vurdert responshastighet på skremmende stimuli (startle reflex), samt kortisolinnhold i fiskeskjell som velferdsindikatorer. Refleksreaksjonen på skremmende stimuli var svært rask (0,1s) for enkelte fisk, noe som gjør presise målinger av responsen vanskelig, og varierte mye mellom idivider innen samme gruppe. Det ble ikke funnet tydelige forskjeller i responstid mellom kontroll og stress gruppene. Siden metoden er vanskelig å bruke og gir usikre resultater ble den vurdert som lite egnet som operasjonell velferdsindikator. Vi fant ingen økning i kortisol i skjell i gruppene som var utsatt for kronisk sammenlignet med kontrollgruppene, og heller ikke mellom kortisolinnhold i skjellene til normal fisk og fisk med tydelig svekket helse og velferd. Det var imidlertid en klar økning i kortisolnivå i fiskeskjellene fra smolt til stor fisk, som viser en oppkonsentrering i skjellene. Foreløpig vurderer vi indikatoren som lite egnet, og det trengs ytterligere studier av sammenhengen mellom stress og oppkonsentrasjon av kortisol i lakseskjellene, og hvordan nivåene er korrelert med økende stressnivå. Vi har indikasjoner på at genetisk arv påvirker stressfølsomhet og hjertefeil og at dette kan ligge til grunn for økt dødelighet av stor laks under trenging og avlusing. I WP3 har det blitt samlet inn prøver fra døende laks etter lusebehandling for studier av hjertepatologi og en helgenom-assosiasjonsstudie (GWAS), hvor en sammenligner laks som dør av akutt hjertesvikt under avlusning med de som overlever (WP3). Fra disse studiene har vi publisert resultater som viser at mange fisk har avvikende hjertemorfologi som blir knyttet til intensiv smoltproduksjon. Ventrikklelens morfologi kan også være en indikator for dødelighetsrisiko etter CMS infeksjon og under lusebehandling.

Prosjektet har vist at kronisk stress påvirker alle familier negativt og hyperkapnia kan føre til at fisken ikke mestrer akutt tilleggsstress. Arvbarhetsberegninger viste at det ble lite rerangering av familiene under ulike miljø og at stresstoleranse var lite arvbart. Dette var et viktig resultat for avlsselskapene som bekrefter at tidliger utvalg av avlsfisk har vært riktige. Morfologiske og molekylære indikatorer for dødelighetsrisiko identifisert i dette prosjektet er lovende indikatorer for bruk i fremtidige risikovurderinger fiskehelsepersonell av planlagte trengings- og avlusningsoperasjoner. Prosjektet har også generert viktige data og hypoteser for andre nystartede prosjekter som skal belyse hjertehelse og smoltkvalitet. Prosjektdeltakerne har fått ny kunnskap innen fiskens nevrobiologi, stressfysiologi og genregulering, betydningen av ulike nivå velferdsindikatorer, , kortisol i fiskeskjell, hjertemorfologi og -genomikk, individuelle vekstmønster.

The rapid development of salmon aquaculture incurs renewed focus on production biology and fish welfare. E.g. mortalities caused by delousing procedures has made a solid leap with the transition from traditional delousing in sea cages into treatment in system which relies on crowding and pumping the fish. This, together with the development and implementation of novel production methods such as recirculating systems, rearing at exposed localities, and alternative cage designs, requires robust fish that are able to cope with current and future rearing technologies and changing environments. As of today it is not known whether lines and families that perform well in the traditional production systems are also those that will thrive best under novel conditions. To approach this question the current project will study how an agnate pedigreed family material is responding when reared under different conditions in both freshwater (normal, repeated acute stress, hypercapnia) and saltwater (traditional vs submersible cages). Close monitoring of behavioural and physiological phenotypes as well as underlying genetic traits will be employed to facilitate the identification of biological mechanisms underlying variable ability to adapt to new, potentially stressful environments. Previously established models and novel welfare indicators for animal welfare monitoring will be further developed and verified by neurobiological studies, in order to support the assessment of stress coping ability and ascertain fish welfare under novel conditions. Moreover, there are indications that a genetically determined association between stress responsiveness and heart failure underlies the recent increase in acute mortality of large pre-harvest fish during stress exposure (e.g. delousing). A genome wide association analysis together with physiological studies will be performed in an attempt to explain the mechanism behind such hitherto unexplained acute mortality and production loss.

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning