IU: CRISPR/Cas9 editing to test and control genes implicated in influencing Aeromonas disease resistance in carp and salmon

Karpe er den fisken det produseres mest av rundt om i verden. Særlig Rohu karpe er en viktig næringskilde i India. Zebrafisk derimot er en modell art, som bl.a. kan brukes til å modellere genetiske forandringer i karpe iom at disse tilhører samme familie. Oppdrett av Atlantisk laks er en viktig inntektskilde for Norge, samtidig som sektoren skaper arbeidsplasser og produserer mat. I oppdrett av karpe og Atlantisk laks er bakteriesykdommer en utfordring som kan ha alvorlige effekter på bioøkonomien i akvakultur, både i India og Norge. Målet med dette prosjektet er å utvikle metoder og kunnskap som kan brukes til å effektivt øke sykdomsmotstanden mot en av de mest økonomisk utfordrende bakterielle sykdommene som påvirker Rohu karpe i India. Sykdommen har vært utbredt i Norge også (furunkulose), men atlantisk laks vaksineres nå mot denne sykdommen og problemet er redusert. Begge Aeromonas hydrophila og Aeromonas salmonicida påvirker fiskens helse og forårsaker økt dødelighet. Partene i prosjektet har allerede samarbeidet om å identifisere gener som sannsynligvis påvirker Rohu karpens sykdomsresistens mot A. hydrophila som forårsaker aeromoniasis. I dette prosjektet vil teste om ekspresjon av disse genene påvirker Rohu karpens motstand mot sykdommen. Vi vil også starte arbeidet med å avgjøre om de samme gener er forbundet med resistens hos Atlantisk laks mot A. salmonicida. For å nå målet i prosjektet skal genediteringsteknologi brukes. Spesifikke gener skal testes for om de påvirker motstanden mot Aeromonas sp. infeksjoner hos karpe og laks og for å avgjøre om disse dermed kan gjøre fisk mer eller mindre mottakelig eller resistent mot aeromoniasis eller furunkulose. Prosjektet vil generere kunnskap som kan brukes i selektiv avl eller kunne brukes til å styre sykdomsresistensfenotypen av bestemte individer. Prosjektet vil også bidra til økt kunnskap om hvordan man kan bruke genmodifiseringsteknologi i selektiv avl for å få størst innvirkning på den blå bioøkonomien.

Carp are by far the most highly produced species in aquaculture around the world and rohu carp is an important source of nutrition in India. Zebrafish are a suitable model species to use for carp genetic research as they belong to the same family. Atlantic salmon production is an important source of jobs and income for Norway. But bacterial diseases have severe effects on the bio-economy of aquaculture in India and Norway. The objective of this project is to develop methods and knowledge that can be used to effectively boost the disease resistance to the most economically significant bacterial disease challenges affecting rohu carp in India and Atlantic salmon in Norway, Aeromonas hydrophila and Aeromonas salmonicida. The partners in the project have already collaborated to identify genes (including perforin and mucin) that putatively influence the disease resistance of rohu carp to A. hydrophila causing aeromoniasis. This project will test whether the expression of these genes influences the resistance of rohu carp to the disease. We will also begin work to determine whether the same genes are associated with disease resistance of Atlantic salmon to A. salmonicida which causes furunculosis. The proposed research will use the CRISPR/Cas9 gene editing technology to regulate the expression of perforin and mucin genes to test whether these genes influence the resistance of rohu carp and Atlantic salmon to Aeromonas sp. infection and to determine whether this can make fish more or less susceptible or resistant to aeromoniasis or furunculosis. In doing so the project will generate knowledge that can be applied to boost selective breeding efforts or could be used to directly steer the disease resistance phenotype of particular individuals. The project will also fill a gap in our knowledge about how to most effectively implement such genomic and gene editing technologies in selective breeding to have the greatest impact on the blue bioeconomy of both countries.