Ny doktorgrad: Elisabeth Ytterborg har i sitt doktorgradsarbeid ved UMB, studert endringer hos laks som er utsatt for ulike temperatureksponeringer.
Doktorgradsarbeidet viser at lakseyngel bør ha moderat vanntemperatur for å utvikle seg best mulig. Kunnskapen er et nyttig verktøy i arbeidet med å gi oppdrettslaksen enda bedre fôr og produksjonsbetingelser, skriver Nofima i en pressemelding.
Elisabeth Ytterborg. Foto: Janne Brodin / NMBUDoktorgradsarbeidet er utført ved Institutt for husdyr- og akvakulturvitenskap (IHA) ved Universitetet for miljø- og biovitenskap (UMB) på Ås.
I oppdrett av matdyr, slik som laks, kylling og storfe, baserer man seg på å oppnå ønsket slaktevekt på kortest mulig tid. Tiden kortes ned gjennom avl og optimalisering av fôr og oppvekstvilkår.
Utfordringene for både landbruks- og akvakulturnæringen er at et ensidig fokus på rask vekst har medført at produksjonsdyrene er mer utsatt for å utvikle lidelser som for eksempel sirkulasjonsforstyrrelser og skjelettdeformiteter, skriver UMB i en pressemelding.
I lakseoppdrett er det vanlig å øke vanntemperaturen i tidlige livsstadier for at laksen skal vokse fortere. Det er velkjent at for høy vanntemperatur kan bidra til utvikling av problemer i ryggvirvler hos laks. Oppdrettsnæringa tok raskt til seg denne kunnskapen, og antall fisk med misdannelser er betydelig redusert.
Temperatureksponering som modell
Høy vanntemperatur i tidlig livsfase har lenge vært kjent som en av de viktigste faktorene for utvikling av deformerte ryggvirvler hos Atlantisk laks (Salmo salar), men patogenesen har til nå vært lite studert. Elisabeth Ytteborg har i sitt doktorgradsarbeid hos Nofima, brukt temperatureksponering som modell for å studere utviklingen av fusjonerte ryggvirvler.
Prosjektet har vært en del av et større platform-prosjekt på deformiteter ledet av Seniorforsker Grete Bæverfjord og finansiert av Norges Forskningsråd (NFR: 172483_S40). Hovedveileder for arbeidet har vært Forsker Harald Takle.
Ulike temperaturregimer i forsøket
Doktorgradsstipendiat Elisabeth Ytteborg har i sitt doktorgradsarbeid studert utviklingen av laksens ryggvirvler ved høy vanntemperatur (16 °C) sammenlignet med moderat temperatur (10 °C).
I hovedforsøket ble Atlantisk laks eksponert for to ulike temperaturregimer; Et høytemperaturregime, med rogn som gikk på 10 °C frem til startfòring og deretter 16 °C fram til ca 60 grams størrelse, sammenlignet med et kontroll-regime som gikk på 6 °C frem til startfôring og deretter 10 °C.
Ved hjelp av røntgenscreening ble ryggvirvlene inndelt i fire grupper, rangert fra normal til deformert. 20 spesifikke gener som spiller en sentral rolle for bein- og bruskutviklingen, ble plukket ut til molekylære analyser. Disse genene regulerer bl.a. differensiering av stamceller til osteoblaster (beinceller), chondrocytter (bruskceller), og osteoclaster (beinnedbrytende celler).
Nye funn gir økt forståelse
Resultatene viser at høy vanntemperatur tidlig i livet hos laks fører til rask vekst og en mykere beinstruktur, trolig som følge av at fisken produserer mindre av faktorer som er involvert i mineralisering. Fisken fra gruppen med høy temperatur produserte mindre beinceller, og en fant strukturelle og molekylære forandringer i både brusk og bein.
Osteoblastaktivitet er generelt mindre hos fisk fra høy temperatur, og remodellering og ossifisering av bein er redusert. Forsøk på å forsterke ryggsøylen gjennom økt bruskaktivitet viste seg å ikke være tilstrekkelig da mer enn 30 prosent av individene på høy temperatur utviklet deformiteter.
Ved å undersøke to ulike stadier av fusjonsprosessen fant man at fusjonsforløpet innebærer strukturelle og molekylære forandringer i både brusk, bein og notochord. Sentralt i prosessen er osteoblaster med forstyrret cellesyklus, chondrocytter med endret modningsmønster og et skift fra endochondral til transchondroid ossifisering. ISH viste i tillegg et økt antall celler som uttrykte en blanding av markører normalt spesifikke for enten osteoblaster eller chondrocytter. Studiet viser til nye molekylære funn i fusjonsprosessen, og bidrar til en økt forståelsen av temperaturinduserte deformiteter hos Atlantisk laks. Den nye kunnskapen vil være et viktig verktøy i laksenæringens arbeidet med å optimalisere fôrsammensetning og produksjonsbetingelser slik at en begrenser innslaget av deformiteter til et minimum.
– Dette solide forskningsarbeidet gjør at vi nå forstår hvordan ryggdeformiteter utvikler seg hos laks, sier en fornøyd veileder og Nofimaforsker Harald Takle.
Et fôr med ekstra mineraltilsetning kan være veien å gå for å gjøre laksen sterkere. Nofima har flere pågående forskningsprosjekter for å sikre laksen et best mulig kosthold og gode levekår.
Elisabeth Ytteborg disputerer ved IHA fredag 25. juni kl. 12.15.
Tittel på avhandlingen er: «Morfologisk og molekylær karakterisering av utvikling av virvelfusjoner hos Atlantisk laks».
Emne forelesning: «Control of musculoskeletal growth and development in terrestrial farm animals - with a consideration of enhanced performance and production diseases».
Etter disputasen fortsetter Elisabeth Ytteborg i forskerstilling hos Nofima.
Artikkelen er oppdatert med pressemeldingen fra Nofima 25.06.2010
