New species, new traits, new opportunities

Dette prosjektet har hatt som mål å etablere de nødvendige verktøyene og metodene for å komme i gang med markør-assistert og genomisk seleksjon for rognkjeks (Cyclopterus lumpus), tilapia (Oreochromis niloticus) og havabbor (Dicentrarchus labrax). I tillegg har vi i prosjektet analysert nye egenskaper relevant for avl av regnbueørret til produksjon i sjø. I forskning knyttet til avl ønsker man å knytte fiskens målbare egenskaper til fiskens genvarianter. For å studere genvarianter bruker man såkalte DNA-markører, som er variable enkeltbaser spredt rundt omkring i genomet. For å kunne utnytte denne teknologien fullt ut må vi ha tilgang til artens fullstendige genomsekvens. Dette eksisterte ikke for rognkjeks ført prosjektstart. Vi har derfor sekvensert og satt sammen hele genomsekvensen til en enkelt rognkall ved hjelp av såkalt andre- (Illumina) og tredjegenerasjons (Oxford Nanopore) sekvenseringsteknologi. Referansesekvensen som ble laget er rundt 550 millioner basepar langt og virker å være av høy kvalitet. Rognkjeksenomet ble i November 2018 gjort åpent tilgjengelig via publiseringsverktøyet figshare (https://doi.org/10.6084/m9.figshare.7301546). En oppdatert versjon av referansegenomet er planlagt publisert i et vitenskapelig tidsskrift i løpet av 2020. Ved hjelp av rognkjeksgenomet har Aquagen utviklet en SNP-array for rognkjeks. Dette SNP-arrayet brukes for øyeblikket av Aquagen til å lete etter gener som gir forbedret sykdomsresistens hos fisken. Resistens mot Aeromonas salmonicida og Vibrio anguillarum, er testet i smittetester utført av Vaxxinova. Det ble funnet lovende resultater for arvbar økt resistens mot A. salmonicida. For tilapia ble det i løpet av høsten 2018 utført smittetest for å avdekke økt resistens mot Streptococcus agalactiae, og en smittetest for Francicella ble utført høsten 2019. Disse dataene vil blir brukt for å velge ut nye stamfedre til fremtidig produksjon av tilapia med økt resistens mot disse bakteriene. I tillegg har man i prosjektet undersøkt det om det ved hjelp av genetikk er mulig å kunne øke andel tilapia som reverserer kjønn fra hunnfisk til hannfisk etter varmesjokking. I tilapiaindustrien er det stor etterspørsel etter hannfisk, siden disse vokser fortere og man med høy anndel hannfisk unngår uønsket gyting i produksjonsdammer. Med disse resultatene håper Genomar å kunne avle frem og tilby fisk med genetikk som gjør det lettere å skifte kjønn etter varmesjokk. I prosjektet er det sekvensert et antall individuelle havabbor hvor dataene er overlevert vår samarbeidspartner. Det ble forsøkt gjennomført smittetester for havabbor, men disse ble ikke vellykket. Data og metoder fra dette prosjektet vil likevel bli adoptert og videreutviklet av forskere som jobber med havabbor. Med verktøyene og metodene utviklet i dette prosjektet har vi gjennomført vellykkede søk etter genvarianter som påvirker viktige egenskaper i regnbueørret som skinnfarge, filetfarge, tilvekst, og kjønnsmodning. Disse egenskapene vil derfor inngå i fremtidig avl av regnbueørret hos Aquagen.

I dette prosjektet er det utviklet nødvendige verktøy for å etablere et kommersielt genombasert avlsprogram for rognkjeks. Dette arbeidet kan få positive effekter for den nasjonale rognkjeksnæringen, og da spesielt for Namdal rensefisk, som er leverandør av rensefisk til fire store oppdrettsselskap som opererer i hele Norge. Genomreferansen og SNP-array utviklet i prosjektet vil være nyttig for forskere i hele verden. For havabbor er det generert sekvensdata som har gjort det mulig for samarbeidspartner å forbedre sine genomiske verktøy. For sjøørret er genetiske markører identifisert for flere av de undersøkte egenskapene. Dette vil kunne bli kommersielt viktig for Aquagen og Aquagen sitt datterselskap Aquasearch i Danmark. Smittetestene for resistens mot Streptococcus og Francicella i tilapia har gitt Genomar verdifull informasjon om genetiske parametere i populasjonen og de har startet seleksjon for bedret overlevelse ved sykdomsutbrudd.

This project focuses on the application of genomics in selective breeding for key non-salmon aquaculture species, providing a vital part of the foundations for AquaGen?s upcoming involvements with the species. AquaGen has recently established a breeding programme, aiming at breeding forth healthy lumpfish with a strong appetite for lice. The project will establish vital genomics tools for the species, a genome reference sequence and a high-density SNP-chip. The project will thereafter use this tool in order to identify genes or genome regions (QTL) affecting lice grazing abilities and resistance to Aeromonas and Vibrio. In tilapia, we will scan the genome for QTL for Streptococcus- and Franciscella-resistance, as well as temperature-induced sex ratios. The research will be carried out within the framework of Aquabel, a Brazilian fry/fingerling producer which AquaGen has recently acquired. Results will be commercialized within the same framework. In sea bass, the project will add to an already established project undertaken in collaboration with Culmarex (Spain), aiming at the identification of QTL for nodavirus resistance in sea bass. The project will also produce the contents needed for the future production of a SNP-chip for sea bass, a step towards a stronger future involvement in the species. In rainbow trout, we will carry out genetics research that could help in the marketing of large, sea-reared trout as a high-value product, as compared to the portion size trout which dominates the market. We will target the traits skin colour, fillet colour, and sea-water tolerance. All activities are geared towards generating DNA-markers that can be utilised in marker-assisted selection or genomic selection, following the business model AquaGen has successfully applied on Atlantic salmon. The project is likely to contribute to more sustainable aquaculture of the species in question and to state-of-art of genomics research within the species.