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)