KONTROLL AV KJØNNSMODNING HOS ROGNKJEKS

Oppdrett av rognkjeks startet opp først i 2011, og det har siden vært en stadig etablering av nye produksjonsanlegg for å dekke etterspørselen. I dag antas det at det er mellom 15 og 20 kommersielle aktører som produserer rognkjeks for salg. En forventer at produksjonen av rognkjeks vil bli nærmere 20 millioner individer i 2016, en dobling fra 2015. Behovet for rognkjeks forventes å fortsette å øke bl.a. som følge av nye krav til grønne konsesjoner og økt resistensproblematikk i Nord-Norge. Det har imidlertid vist seg at stamfiskhold og produksjon av rogn og melke kan være utfordrende og krever bedre forståelse av de grunnleggende mekanismene som ligger bak kjønnsmodning hos arten. Ved å kontrollere reproduksjonssyklusen til rognkjeks kan man oppnå en helårlig egg og yngel produksjon og dermed produsere rognkjeks som er optimalisert i smoltutsettene som i dag skjer i 11 av årets 12 måneder. Dette prosjektet har som mål å kartlegge de biologiske mekanismene som styrer rognkjeksens reproduksjonssyklus. Alle hovedaktiviteter i prosjektet er blitt fullført. I hovedaktivitet 1, karakterisering av kjønnsmodingssyklusen hos rognkjeks, er det samlet inn materiale for en hel årssyklus for å beskrive det naturlige forløpet i histologi og kjønnssteroider. Steroid profil for hunner og hanner gjennom en hel årssyklus er analysert. Gonadevev fra alle individ er ferdigsnittet og på hannfisken er spermproduksjonen analysert på individnivå og sammenholdt med steroidnivåene. Billedanalyse av gonadeprøver gir ytterligere informasjon om antall gytinger, og relativ størrelse. I hovedaktivitet 2 ble det arbeidet med hente ut ulike komponenter av GnRH systemet hos rognkjeks og vi har skissert metoder for styrt reproduksjon hos arten med hjelp av lysperiodestyring. De ulike endokrine komponentene for styring av kjønnsmodning er nå isolert og klar for videre utprøvinger. Vi kan konkludere at vi har funnet en sterk kandidat for den GnRH-reseptor som er viktigst for kjønnsmodning i rognkjeksen, og den kan indikere når behandling med GnRH-analog kan være mest effektiv I hovedaktivitet 3 har vi undersøkt hvordan kronisk forhøyet plasmakortisol påvirket den naturlige kjønnsmodningssyklusen, reproduktivt utbytte og eggkvalitet hos rognkjeks. Det var en tendens til tidligere økning i kjønnshormoner, spesielt østrogen (E2), for «tidlig stresset» (injisert med 40 mg/kg kortisol 1/5-18) hunnfisk sammenlignet med ubehandlet gruppe. For hanner var nivået av 11-KT høyest for tidlig stresset fisk. Det ble også funnet en generell negative sammenheng mellom stress (kortisol) og tetthet og barrierestatus for slimceller i skinn. I Forsøkene i hovedaktivitet 4 har vi bl.a. klart å flytte tidspunkt for gyting i kommersiell rognkjeksproduksjon. Det er også blitt gjennomført forsøk knyttet til testing og verifisering av anbefalt GnRH-protokoll fra H2 under forskjellige oppdrettsforhold og oppfølging av stamfiskbestander over tid for kartlegging av utvikling av viktige stress, helse- og fiskevelferdsanalyser.

Med ny oppdrettsart kommer behovet for basal kunnskap som grunnlag selv for praktiske og anvendte problemstillinger. Erfaringer fra bl.a. laks, torsk, berggylt og kveite viser at grunnleggende forståelse av den naturlige kjønnsmodningsutviklingen er en forutsetning for design av modeller for bl.a. styring av kjønnsmodning og gytetidspunkt. Artsspesifikke tilpasninger er derfor nødvendig, men strategier for å komme frem til dette vil en i dette prosjektet adoptere fra våre andre oppdrettsarter for å sikre gode eksperimentelle oppsett, etablerte analyseverktøy og god referansebakgrunn. Forutsetningen for å lykkes med styrt reproduksjon er kontrollert stamfiskhold som sikrer god og stabil fysiologisk modus hos fisken (homeostase) som gir en forutsigbar respons på styringsverktøyet. Med de stressrelaterte utfordringene en har på rognkjeks i dag har det stor verdi for oppdretter å kartlegge interaksjoner mellom stress (økt plasmakortisol) og reproduksjon, som utgangspunkt for optimalisering av stamfiskhold. Innovasjonsgraden i prosjektet er derfor betydelig og vil bidra sterkt til at rognkjeks skal bli et fremtidsrettet, miljøvennlig og bærekraftig alternativ for avlusing av laks. Ved å kontrollere reproduksjonssyklusen til rognkjeks kan man oppnå en helårlig egg- og yngel produksjon og dermed produsere rognkjeks som er optimalisert i smoltutsettene som i dag skjer i 11 av årets 12 måneder. STAMINA prosjektet har hatt som mål å kartlegge de biologiske mekanismene som styrer rognkjeksens reproduksjonssyklus. Den overordnete målet for STAMINA har vært å generere ny grunnleggende forståelse av de morfologiske, molekylære og fysiologiske endringene som skjer gjennom kjønnsmodningsprosessen, hvordan stressfaktorer i miljøet kan påvirke reproduksjonspotensialet, og utnytte denne kunnskapen i en mer forutsigbar, optimal og dyrevelferdsmessig forsvarlig styring av reproduksjon hos rognkjeks. Dette vil bidra til målsetningen om å lukke livssyklusen til rognkjeks i oppdrett, en forutsetning for en bærekraftig bruk av rognkjeks i bekjempelsen av lakselus.

Bekjempelse av lakselus er en av de største utfordringene i lakseoppdrett og kostet oppdrettsnæringen over 4 mrd. i 2014. Utvikling av resistens har ført til økt bruk av rensefisk for avlusing, hvor rognkjeks er et effektivt virkemiddel i bekjempelsen av lusa. I 2015 brukte 86 oppdrettsselskaper rognkjeks til avlusing. Den positive effekten av rognkjeks i bekjempelsen av lakselus er veldokumentert og det er allerede gjort funn av familiebaserte forskjeller i lusespising hos rognkjeks som viser et grunnlag for avlsarbeid. Men erfaringstall fra oppdrettsindustrien viser svært stor variasjon i lusesping hos rognkjeks. Det rapporteres også om store variasjoner i kvalitet, sykdomsproblemer og tilfeller med høy dødelighet på rognkjeks etter utsett. En av hovedårsakene er at en fremdeles ikke har lukket livssyklusen for rognkjeks i oppdrett og derfor har en lite domestisert fisk. Av samme grunn har en heller ikke klart å utnytte mulighetene som ligger i målrettet avl i forhold til sykdomsresistens og den variasjonen som ligger i effektiv lusespising. Flaskehalsen for dette ligger i utfordringene en har på stamfiskhold og styring av reproduksjon. Det har vist seg komplisert å styre kjønnsmodning og reproduksjon hos rognkjeks etter prinsipp fra andre oppdrettsarter. Det foreslåtte STAMINA prosjektet vil derfor kombinere eksperimentelle oppsett med gonadehistologi, molekylære og endokrinologiske verktøyene for å etablere en bedre grunnleggende forståelse av mekanismene som styrer reproduksjon samt påvirker reproduktivt utbytte og fitness. Bedre kontroll med stamfiskhold og reproduksjon vil bidra til å slutte en komplett produksjonssyklus for rognkjeks og vil muliggjøre domestisering, bedre sykdomskontroll, styrt produksjon som gir økt tilgjengelighet av rognkjeks til bekjempelse av lus, og ikke minst åpne opp for målrettede avlsprosjekter. Med disse midlene kan potensiale for rognkjeks som bekjempelsesmiddel mot lus hos oppdrettsnæringen økes betraktelig.