Accelerated genetic improvement of key traits in farmed Atlantic salmon via transplantation of in vitro propagated germline stem cells

Prosjektet har som mål å bidra til løsninger på bærekraftsutfordringer i lakseoppdrettsindustrien. For at lakseproduksjonen i Norge skal kunne øke på en bærekraftig måte, må man finne løsninger på problemer knyttet til for eksempel dødelighet som følge av sykdommer, og genetisk påvirkning hos villaks fra rømt oppdrettslaks. Viktige verktøy i denne sammenheng vil være selektiv avl med fokus på sykdomsresistens, og generering av steril produksjonsfisk. Foreløpig er fremgangen begrenset av laksens lange generasjonstid, kompleksiteten ved å selektere for flere egenskaper, og den tekniske utfordringen med å avle genetisk steril laks. I dette prosjektet skal vi kombinere in vitro kultivering av kjønnsceller fra Atlantisk laks med surrogati for å etablere et verktøy bestående av protokoller spesifikt for denne arten, som kan tas i bruk i industrien som en del av avlsprogrammene for å akselerere genetisk forbedring av viktige egenskaper. Protokoller vil bli etablert for akkumulering, optimalisering og genredigering av kjønnsceller i tredimensjonale cellekultursystemer, kryopreservering og transplantasjon av slike celler gjennom surrogati, for å kunne videreføre utvalgte genetiske egenskaper til neste generasjon. En kombinasjon av disse teknologiene har et stort potensial for å bidra til mer effektiv selektering og oppskalert produksjon av viktige genetiske egenskaper.

The project aims to address sustainability challenges in the Norwegian Atlantic salmon farming industry. To ensure a sustainable growth in the industry, issues such as high mortality caused by diseases, and genetic introgression from farmed escapees to wild populations, need to be solved. Selective breeding for disease resistance, and developing sterile production fish, are important for addressing these challenges. However, progress is limited by the long generation time of salmon, the complexity of targeting multiple traits in the breeding goal, and the technical challenge of breeding genetically sterile salmon. Here, we will combine in vitro propagation of salmon germ cells in combination with surrogate broodstock technology to establish a toolbox of salmon-specific protocols that can be applied by the industry to accelerate the genetic improvement of key production traits, and to develop sterile production animals. Protocols will be developed for germ cell enrichment, propagation and gene editing in three-dimensional cell culture systems, germ cell cryopreservation and transplantation into sterile surrogates that will carry the donor-derived selected traits to the next generation. Combining these technologies is a powerful addition to existing breeding programs, allowing more efficient selection and upscaled production of key genetic traits to overcome sustainability challenges.