01.10.2010

Avlsarbeid – viktig bidrag til fremgang i norsk fiskeoppdrett

Husdyrrasene på land er utviklet gjennom flere tusen år ved at menneskene har valgt de beste produksjonsdyrene til avlsdyr (foreldre til neste generasjon). Dermed har kulturrasene mangedoblet produksjonsevnen og tilpasset seg livet med oss og våre ønsker. Fiskeoppdrett i Norge er en ganske ny husdyrproduksjon, og avlsarbeidet har derfor bare pågått i noen få fiskegenerasjoner.

Av Håvard Bakke og Geir Olav Melingen i GENialt 2/2010

Plommesekkyngel som nylig er kommet ut av egget og mange øyerogn som straks klekker. Foto: Werner Juvik for SalmoBreed.

Et vitenskapelig basert avlsarbeid med laks og ørret startet på 1970-tallet. Professor Harald Skjervold ved Norges landbrukshøgskole (i dag Universitetet for miljø- og biovitenskap – UMB) var en foregangsmann i dette arbeidet (se tekstboks). Han brukte sin erfaring med avlsarbeidet på storferasen norsk rødt fe til å utvikle et tilsvarende avlsprogram for laks. Utgangspunktet var innsamlet stamfisk fra 40 elver langs norskekysten. Akvaforsk ble opprettet og drev avlsarbeid for norsk oppdrett i 15 år. Seinere er avlsarbeidet overtatt av kommersielle aktører, hvor Salmo- Breed AS i dag er et av de største avlsselskapene innen laks internasjonalt.

Familieavlsprogram

SalmoBreed driver et familieavlsprogram for laks, hvor en kombinerer informasjon fra stamfiskkandidater, foreldre, avkom og søsken for å skaffe mest mulig genetisk informasjon om de fiskene som velges for å bli stamfisk. Med denne samlede informasjonen kan en gjøre et sikkert utvalg blant alle stamfiskkandidatene og velge de beste fiskene som foreldre til neste generasjon. Stamfisk krysses etter grundige beregninger for å unngå innavl og samtidig sikre avkom med de riktige egenskapene. På denne måten kan en avle på flere viktige egenskaper samtidig, selv for egenskapene med lav arvegrad.

I avlsprogrammet produseres årlig ca. 300 nye familier (helsøskengrupper) hvor et antall individ fra hver familie merkes med databrikke (en såkalt pit-tag). Fisk fra alle familiene sendes til flere geografisk spredte settefiskanlegg og videre derfra til flere geografisk spredte stamfisklokaliteter i sjø. Gjennom produksjonen testes disse pittag- merkede individene for en rekke ulike egenskaper. Representanter fra alle familiene testes i kontrollerte smittetester for å finne de familiene som har størst motstandsevne mot de aktuelle sykdommene. Til slutt leies et slakteri hvor en håndslakter fisk fra alle familiene og registrerer en rekke egenskaper knyttet til vekst og fiskekvaliteten (fettinnhold, farge osv.). Alle innsamlede data legges inn i en database som brukes til å beregne arvegraden og genetiske korrelasjoner mellom de ulike egenskapene. Dette er grunnlaget for beregning av avlsverdier og seleksjon av stamfisk – dette er tradisjonell populasjonsgenetikk. Vi regner avlsverdi som avvik fra gjennomsnitt av populasjonen, enten for enkeltegenskaper, eller som en hovedkarakter (indeks) for flere egenskaper, slik at avlsverdi 120 betyr at individet er 20 prosent over gjennomsnittet. De siste årene har en også forsket på markørassistert seleksjon (MAS). Med molekylærgenetiske metoder ser en etter markører på DNA-et som er sterkt knyttet til viktige egenskaper, særlig sykdomsresistens. SalmoBreed arbeider med markører for motstandsdyktighet mot flere virus- og parasittsykdommer.

FAKTA – Harald Skjervold (1917–1995)

  • Var professor og leder ved Institutt for husdyravl ved Norges landbrukshøgskole (i dag Universitetet for miljø- og biovitenskap – UMB).
  • En av de få norske landbruksforskerne som har blitt internasjonalt kjent. Forsket på hvordan arv og miljø påvirket melkeproduksjonen hos kyr. Utførte avlsforsøk med storfe, svin og sau. Hans bidrag til utvikling av storferasen norsk rødt fe som ei kombinasjonsku for melk- og kjøttproduksjon er spesielt viktig.
  • En av pionerene innen akvakulturfaget. Startet med forskning på laks og regnbueørret og tok initiativ til forskningsstasjoner for oppdrettfisk på Sunndalsøra og Averøya, noe som førte til etableringen av Institutt for akvakulturforskning (Akvaforsk, i dag en del av Nofima).
  • Var opptatt av at resultatene av forskningen skulle komme til nytte i praksis. Samarbeidet tett med husdyravlsorganisasjonene og fikk se at avlsplaner som var utviklet på teoretisk grunnlag, virket i praksis.

Kilde: Store norske leksikon, artikkel av Ola Syrstad på snl.no.

FAKTA – Norsk fiskeoppdrett

De første forsøkene med oppdrett av atlantisk laks i merder i sjø ble startet omkring 1970. I 2009 produserte norske oppdrettere 833 000 tonn laks og 61 000 tonn regnbueørret. Dette tilsvarer om lag 3 milliarder middagsporsjoner. Dersom hele produksjonen skulle spises i Norge, måtte hver nordmann spise over ½ kg laks per dag året rundt. Eksportverdien av laks og ørret i 2009 var NOK 26 milliarder. I den mest hektiske perioden før jul eksporteres det ca 20 000 tonn laks per uke. Det tilsvarer 1000 fulle trailere med laks ut av landet på én uke. Eksport av fisk og fiskevarer utgjorde i 2009 6 % av all norsk eksport, og verdien er for eksempel større enn eksporten av metaller fra Norge.

Eksport av laks i tonn, 1979–2009. Kilde: Statistisk sentralbyrå.

Avlskjernen

For avlskjernen registreres en rekke egenskaper som inkluderes i utvalget for å sikre at en ikke mister eller forringer viktige egenskaper til fremtidige stamfisk. Genetisk bredde, eller genetisk mangfold, er viktig å ha i avlskjernen, og

det arbeides systematisk med å ta vare på denne bredden fordi vi benytter den genetiske bredden i disse egenskapene til å produsere oppdrettsfisk som er robust og har de produksjonsegenskapene som næringen til enhver tid etterspør. Utvalget baserer seg hele tiden på fiskens naturlige gener og variasjonene vi finner her. Ved å registrere en rekke egenskaper øker en forutsigbarheten på avkommet og sikrer samtidig den genetiske diversiteten i materialet, slik at vi får fleksibilitet i hva som kan velges ut av egenskaper. Genteknologi eller genmodifisering brukes ikke i avlsarbeidet på laks.

Helseutfordringer

SalmoBreed har i lang tid hatt sterkt fokus på de utfordringer som gir størst tap for oppdrettsnæringen og målbevisst forsøkt å styrke det genetiske materialet innen disse områdene. I ferskvann har økt motstand mot virussykdommen infeksiøs pankreasnekrose (IPN) stått sentralt, mens i sjø har oppmerksomheten i stor grad vært rettet mot motstandsdyktighet mot bakteriesykdommen furunkulose, virussykdommene infeksiøs lakseanemi (ILA) og pankreassykdom/ bukspyttkjertelsykdom (PD) samt parasitten lakselus. I tillegg har en hele tiden hatt fokus på tilvekst, slakteutbytte, fett og farge i filet, samt å redusere innslag av tidlig kjønnsmodning. Ved kjønnsmodning forringes fiskekvaliteten betydelig.

Økt sykdomsmotstand

SalmoBreed har som nevnt resistens mot flere sykdommer inkludert i avlsprogrammet. ILA har vært en fryktet sykdom i norsk oppdrettsnæring i over 20 år og er en av de virussykdommene det gjøres et aktivt utvalg mot. For å kunne gjøre et sikkert utvalg, er det behov for en sikker og forutsigbar smittemodell for den aktuelle sykdommen. For ILA gjøres en såkalt kohabitantsmitte, dvs. at en tar noen fisk som er smittet med sykdommen i samme kar som testfisk fra alle familiene. De individene som er smittet, vil da påføre testfisken naturlig smitte, og etter et gitt antall dager kan en måle dødelighet i familiegruppene. Figur 1 på viser fordelingene i overlevelse mellom de ca. 300 familiene som er testet mot sykdommen ILA. På et tidspunkt hvor en har ca. 50 prosent total dødelighet, ser en at noen familier har over 90 prosent overlevelse, mens enkelte familier på samme tid har under 10 prosent overlevelse. For å kunne bruke dette i avlsarbeidet må vi vite hvor stor del av variasjonen som er genetisk betinget. Vi finner en arvegrad på 0,20–0,30 for ILA-resistens, dvs. at 20–30 prosent av variasjonen er genetisk betinget. Ved bevisst å bruke familiene med høy overlevelse, og som samtidig presterer godt når det gjelder andre egenskaper, kan en sikre en god fremgang på de aktuelle egenskapene for neste generasjons avkom.

Figur 1: Her ser en overlevelsen til 300 familier som er smittet med virussykdommen ILA. Gjennomsnittet for alle gruppene er på dette tidspunktet 50 % dødelighet. De sterkeste familiene har over 90 % overlevelse på samme tid som de svakeste familiene har under 10 % overlevelse.

Etterprøving av data

Det er viktig at testene som utføres, og dernest utvalget som gjøres, er korrekte, og at egenskapene overføres til avkommet. Figur 2 viser hvordan avkom fra sterke familier og avkom fra svake familier presterer. Avkom fra de ILA-sterke familiene viser en betydelig større motstandsevne mot sykdommen enn avkom fra de svake familiene. Gjennom en slik seleksjon har en også klart å øke motstandsevnen for alle de 300 familiene i snitt med 12 prosentpoeng. I avlsarbeidet legges det betydelig vekt på beregning av genetisk fremgang som kontroll for effektiviteten i utvalget. Om en velger å fokusere på et fåtall egenskaper, kan en hente betydelig større fremgang på én generasjon enn dersom en vektlegger mange egenskaper. I avlskjernen inkluderes mange egenskaper for å sikre at en ikke mister fremtidige egenskaper, samtidig som en sikrer en balansert fremgang på egenskapene, mens når en produserer rogn som skal bli slaktefisk i oppdrettsnæringen, kan en spisse produktet ytterligere på et snevrere utvalg av egenskaper.

Figur 2: De blå søylene viser gjennomsnittelig overlevelse ved ILA for avkom som kommer fra ILA-svake familier, mens de oransje søylene viser gjennomsnittlig overlevelse ved ILA for avkom fra ILA-sterke familier. Den horisontale sorte linjen viser motstandsevnen mot ILA for foreldregenerasjonen i avlskjernen, som ble hevet med 12 prosentpoeng på én generasjon, vist med den grønne søylen (gjennomsnittlig overlevelse mot ILA for avkommet).

FAKTA – Helseutfordringer i norsk oppdrett

Laks og ørret er de friskeste husdyrene i landet, med langt mindre medisinbruk per kilo produsert enn andre husdyr. Likevel er det noen helseutfordringer i fiskeoppdrett. Bakteriesykdommer var plagsomme i starten av oppdrettseventyret, men slike sykdommer er stort sett under kontroll ved hjelp av vaksiner. For virussykdommer er det vanskeligere å lage gode vaksiner. Virussykdommene IPN (infeksiøs pankreasnekrose), PD (pankreassykdom) og ILA (infeksiøs lakseanemi) medfører årlig betydelige tap i produksjonen. Endringer i driftsopplegg og forbedringer i hygienesystem bidrar til å redusere smittefare og spredning av slike sykdommer. Gjennom avl kan en utvikle fisk som er sterkere mot disse sykdommene. I avlsprogrammet til Salmo- Breed inngår smittetester for de tre nevnte virussykdommene, og SalmoBreed kan derfor tilby rogn fra fisk som er selektert for økt motstandsevne mot disse sykdommene. Lakselus er en ektoparasitt (lever på kroppsoverflaten til verten) som plager både villaks og oppdrettslaks. Det fins kjemiske midler for behandling av lakselus, men i tillegg har en nå dokumentert genetiske forskjeller i motstandsevne mot lakselus. SalmoBreed har startet utvalg av stamfisk som er motstandsdyktig mot lus, og vil bruke dette som et hjelpemiddel i kampen mot lakselus.

Dr. scient. Håvard Bakke er genetikkansvarlig i SalmoBreed, mens dr. scient. Geir Olav Melingen er salgs- og markedsansvarlig i selskapet.

SalmoBreed AS er et avlselskap som gjennom effektivt, familiebasert avlsarbeid utvikler et genetisk materiale tilpasset fremtidens produksjon av atlantisk laks og regnbueørret. Utviklingen av SalmoBreed-materialet er fokusert på god tilvekst, god motstandskraft mot sykdom, god produktkvalitet og lite tidlig kjønnsmodning. SalmoBreed AS er i dag eid av AS Bolaks, Akvaforsk Gentics Center AS, Erfjord Stamfisk AS, Osland Havbruk AS og Sjøtroll Havbruk AS. Salmo- Breeds hovedkontor er lokalisert i Bergen, mens produksjon av stamfisk, rogn og avlskjerne er av sikkerhetsmessige grunner geografisk spredt i Rogaland, Hordaland, Sogn og Fjordane, Møre og Romsdal og Nordland.

Last ned pdf av denne artikkelen slik den stod på trykk i GENialt 2/2010.

Siden ble opprettet: 01.10.2010. Siden ble oppdatert: 06.01.2011

Relevante temasider

Flere nyheter

Conference in Oslo 23. april: DNA in police work: New methods, new challenges?

13.11.2019

              Pictures.. Les mer »

Se video: Genetikkforedrag med Knut Erik Berge

12.11.2019

Vi strømmer direkte fra foredrag om genetikkens historie.. Les mer »

Ole Johan Borge slutter som direktør i Bioteknologirådet

11.11.2019

Etter snart fire år i jobben som direktør.. Les mer »

Kraftig summing rundt genmodifisert mygg i Brasil

21.10.2019

Kan forsøk med genmodifisert mygg for å bekjempe.. Les mer »

Se video: Frokostforedrag om gener, psykisk sykdom og personlighetstrekk

15.10.2019

Her kan du se opptak av Ole Andreassen.. Les mer »

Holda av datoen: Bioteknologidagen 2020

14.10.2019

Hva skjedde på bioteknologifeltet i 2019? Hva vil.. Les mer »

Tirsdag 15. oktober: Gener, psykisk sykdom personlighetstrekk

07.10.2019

Norske sykehus tester i dag for omtrent 500.. Les mer »

Statsbudsjettet: Fem millioner kroner for å flytte Bioteknologirådet fra Oslo til Bergen

07.10.2019

Å flytte et sekretariat på sju personer fra.. Les mer »

Frokost 13.11: Fra Gregor Mendel til dypsekvensering – om genetikkens historie og jakten på norske genvarianter

07.10.2019

Et foredrag om genetikkens historie og metoder og.. Les mer »

Oslo 21. november: Film og panelsamtale: HUMAN NATURE

03.10.2019

Hvilket gen vil du endre? Vi inviterer til.. Les mer »

© 2019 Bioteknologirådet. | Design: Tank - Utviklet av: Spekter