06 Takle Molekylærfysiologisk overvåkning av fiskevelferd ... · Endokrinologi • Vekst • ... Schematic of the teleost fish gill. Evans et al. Physiol Rev 2005 Gjeller som molekylærfysiologisk

Molekylærfysiologisk overvåkning av fiskevelferd og prestasjon i RAS

1

Harald Takle Seniorforsker, Nofima

Målet for foredraget:

• Motivere dere for videreføring av optimaliseringsarbeid i settefiskproduksjon

• Vise hvordan anvendelse av molekylærfysiologisk kunnskap og metodikk kan nyttes for optimalisering av enkelt faktorer i RAS

• For…..

2

for……….som OL-vinnerne sier:

Alt ligger i detaljene!

3

Vi ønsker en Robust Fisk!

Sterk sykdomsmotstand mot virus, bakterier og parasitterGod evne til å takle ulike miljøendringer og –forholdGod evne til å kombinere rask vekst med normal

utvikling av kroppens organsystem

4

Faktorer som påvirker robusthet og helse hos settefisk

5

• Lys-styring• Vannhastighet:

trening• Sortering• Temperatur• Tetthet• Vannkvalitet• Saltvannsinnblanding• Vaksinering• Avl• Ernæring

POSITIVT

NEGATIVT

Effekt

1. Stress2. Hormonelle endringer3. Immunkompetanse4. Kroppssammensetning5. Velferd6. Vekst7. Dødelighet

Hvordan måle effekt av påvirkning hos fisk?

6

• Tetthet• Strøm• Vannkvalitet• Mikroflora• Salinitet• Lys

Påvirkning

SYKDOMSMOTSTAND

Fisk er dårlig på formidling……

7

…mens noen mennesker formidler vel myeDet er litt varmt vann i dag!

Kan du vennligst bedre vannkvaliteten? Gjellene blir så slitne av å pumpe så mye NH3 hele dagen!

Kan jeg få trenelitt så jeg ikke blir så dvask?

Vi må ha overvåkingsverktøy!

molekylær

organeller

cellulært

vev

organ

organisme

populasjon

BIO

MA

RK

ØR

SIGN

AL

”Tidlig”

”Sein”

Stimuli

Mulighet til driftsoptimalisering

• Sensitive (rask respons)• Reproduserbare (lite påvirket av sampling

tidspunkt etc)• Spesifikke (kan knyttes til enkeltfaktorer)• Dose-respons (lineær sammenheng)• Raske og presise analyse svar• Kostnadseffektive• God korrelasjon med endepunkt (vekst,

sykdomsmotstand, smoltifisering etc)

Ingen markører tilfredsstiller alle forutsetninger

Eks ATPase

Kjennetegn for gode markører:

8

Kunnskap bygges stein på stein

Vevsmarkører

Blodfysiologi og histologi

Organindekser

Kroppssammensetning og velferdsindikatorer

Vekst og dødelighet

Gen Protein Enzymaktivitet

Ioner, gasser, metabolitter

Kun

nska

p

Tid9

Markører for ytelse, velferd og helse

Muskel• Vekst• Kvalitet

Osmo-/gassregulering• Ammonium• Nitritt• CO2• Smoltifisering

Skjelett• Beinkvalitet• Deformiteter

Metabolisme• Lipid• Protein• Karbohydrat

Endokrinologi• Vekst• Nervesystem

Immunologi• Medfødt• Adaptiv

Stress• Atferdstype• Responsevne

Hjertekapasitet• Vekst• Kontraksjon• Metabolisme• Immunkap.• Respirometri• Hematokritt

Tarm• Helse• Opptak/utsk.• Mikroflora

Svømmekapasitet

Eksterne velferdsmarkører (finneslitasje, gjellelokk, sår etc), røntgen Fôrinntak

Skinn• Kvalitet• Reparasjonsevne

10

Schematic of the teleost fish gill.

Evans et al. Physiol Rev 2005

Gjeller som molekylærfysiologisk indikator

• Ionebalanse (H+, Na+, K+, Cl-, NO2-, NH4

+)• Gassutveksling (O2, CO2, HCO3, NH3)• Transport mekanismer reguleres kontinuerlig for å sikre likevekt

Målet er å finne fysiologiske markører som er sensitive for endringer i vannkvalitets parametere

Stabilt miljø = mindre stress = bedre helse!

11

22 dager 105 dager9 16 36 9 16 36 µg l-1 NH3-N

0,1 µg l-1 NH3-N (Kontroll)

Rhesus protein: Ammoniakk transporter

Rhcg 1: Responderer på økt NH3 nivå hos laks Ammoniakk markør

12

Genekspresjon

Kolarevic, Takle et al. 2012

Relativt ok hjerter

Avvikende hjerter med fett og bindevevsdannelse, aneurismer og epikarditt

Små runde hjerter

Næringen trenger bedre laksehjerter!

13

• Trening av regnbueørret (500gr) i 28 dager

• Trening ved 1-1,5 KL/s

14

Trening bedrer kardiovaskulær kapasitetMinuttvolum

Slagvolum

Hjerterate

18% økning

Økning i hjertestørrelse har større betydning enn pulsøkning hos fisk

Farrell et al. 1991; Takle & Castro, 2013

Hvordan påvirker RAS miljøet skinnkvalitet?

15

• Sårutvikling betydelig problem for næringen• Viktigste patogen er Moritella viscosa• Viktig å unngå smitte i smolt anlegg og etter

sjøutsett

• Skinnet svært viktig førstelinjeforsvar mot sykdom• Lite kunnskap om skinn

e

ds

rm

hm

EpidermisSkjellDermis

Rød muskulatur

Hvit muskulatur

OppsummeringMolekylærfysiologiske analyser og markører for robusthet og helse er viktig:

Gir grunnleggende forståelse for årsak-virkning forhold – forklarer hvorfor!

Forbedre produksjonsbetingelser• Benytte markører for relevante egenskaper for å optimalisere:

Miljø Ernæring Genetikk

Overvåking av fiskens fysiologi og helse status:• Verifisere at fisken har god velferd og helse i RAS• Tidlig varsling av avvik• Muliggjør iverksetting av tiltak, mens det enda er virkningsfullt

16

Takk for oppmerksomheten!

17

NOFIMA

Kontaktinformasjon:Harald TakleDr. scient., SeniorforskerEpost: [email protected]: 911 19 945

• RASALMO (NFR): B.F. Terjesen (PL)• OPP (NFR + industri): C. Lyngøy (PL)• RobustFisk (FHF): H. Takle (PL)• FitnessFish (NFR/FHF): H. Takle (PL)