Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Novel insights into the epigenetic landscape of puberty onset in Atlantic cod

Alternativ tittel: Ny innsikt i det epigenetiske landskapet av pubertetens begynnelse hos atlantisk torsk

Tildelt: kr 12,0 mill.

Prosjektnummer:

336112

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2023 - 2028

Samarbeidsland:

Atlantisk torsk er en førsteklasses art for norsk havbruk, med et enormt potensiale innen matsikkerhet, opprettelse av nye arbeidsplasser og økonomisk vekst. I løpet av de siste årene har et økende antall oppdrettere vært interessert i torskeoppdrett, men kritiske kunnskapshull i torskbiologi (inkludert reproduksjon) truer suksessen. Vill torsk blir kjønnsmoden fra 3 år, mens oppdrettstorsk når puberteten i løpet av de første 2 årene, like før de når markedsstørrelsen på 2 til 4 kg. Puberteten setter i gang en forskyvning av energireservene mot modning av gonadene (egg og sæd), noe som har en negativ effekt på vekst, filetkvalitet og dødelighet etter gyting. Dette begrenser lønnsomheten til næringen og har vært delvis ansvarlig for sammenbruddet av torskeoppdrett tidligere. Dessuten har tidlig modning en negativ innvirkning på miljøet, siden kjønnsmoden oppdrettstorsk kan formere seg i merder og slippe ut befruktede egg i havet. Siden oppdrettsanleggene ligger i fjorder langs norskekysten, er genforurensning uunngåelig og representerer en stor trussel for villfiskbestandene. Målet vårt er å forstå de biologiske mekanismene som er ansvarlige for tidlig initiering av puberteten hos oppdrettstorsk og identifisere nøkkelmarkører som kontrollerer den. For å oppnå dette vil vi screene spesifikke celler i to hovedkjertler som er ansvarlige for lyssensing (pineal) og hormonell regulering (hypofyse) ved å bruke avanserte genetiske, epigenetiske og transkriptomiske tilnærminger. På lang sikt kan de biologiske markørene som vi vil oppdage bli brukt til å velge fisk for forsinket pubertet, og dermed minimere genforurensning, forhindre dødelighet og tap i kroppsmasse og filetkvalitet.

Aquaculture is one of the most important and international industries in Norway, however, major challenges such as climate change, food security, market and resource fluctuations threaten its future. The diversification of cultured species in aquaculture is one of the most promising solutions to these challenges. Atlantic cod is a prime species with proven economic potential. Its successful domestication is a strategic resource of food security, however, several aspects of its biology are still unknown including the early onset of puberty under farmed conditions. Although the onset of puberty in cod is largely controlled with photoperiod manipulation, in large-scale production of the species in sea cages the application of light-stimulation is limited, thus puberty is controlled to some extent. This phenomenon has a major impact both on the environment and the wild cod populations that share habitats with farms (reproduction of farmed animals in sea cages) and on the growth, fillet quality and post-spawning mortalities of the farmed animals due to the shift of energy reserves towards gonadal development. Because puberty is largely affected by external stimuli, we hypothesize that epigenetic mechanisms are largely responsible for the control of this mechanism. We will perform a photoperiod manipulation experiment, and investigate cell-specific epigenetic signals and gene expression from the pineal and pituitary gland of fish under normal (12L:12D) and continuous (24L:0D) light. We will focus on cell populations such as the gonadotropes that are responsible for the secretion of puberty-promoting hormones. To capture the bigger picture, we will profile the Pituitary-Liver-Gonad axis for tissue-specific DNA methylation and gene expression changes and combine it with interdisciplinary methods such as the biochemical analysis of the liver. Validation of these markers will be performed in multiple cod families and the interspecies applicability will be tested in sea bass.

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning