Prosjektnummer
901561
Program rensefisk: Optimalisert startfôring av rensefisk (STARTRENS)
Ny kunnskap om startfôring som vil bidra til bedret velferd og ytelse ved bruk av rensefisk
• Det ble identifisert flere potensielle lipidbiomarkører i berggyltegg som kan forutsi eggkvalitet. Heriblant ble det funnet 32 lipider som var positivt korrelert med størrelsesrelaterte eggkvalitetsmål, og 24 andre lipider var negativt relatert til samme eggkvalitetsmål hos berggylt.
• Lipidprofilen i rognkjeksegg var tett knyttet opp til størrelsen på hunnfisken, befruktning- og klekkesuksess, og lipidprofilen var forskjellig mellom egg-grupper avhengig av opprinnelse og/eller diett. Phosphatidylethanolamines (PEs) og phosphatidylcholines (PCs) viste potensiale for bruk som bioindikatorer for klekkesuksess og befruktningsrate i rognkjeksegg.
• Ved startfôring av berggyltlarver bør rotatorier erstattes av hoppekreps (A. tonsa) for god vekst og overlevelse. Artemia kan erstattes av Semibalanus balanoides-nauplier (CryoPlanktonLarge) da dette fôret så ut til å gi bedre kapasitet i fordøyelsen. Det virker være viktig for beindannelsen å ha et dynamisk fôringsregime og begynne tørrfôrtilvenningen i henhold til størrrelse når larvene når fleksjon ved ca. 6 mm SL, og ikke i henhold til alder. Dette kan sikre at larvene får dekket mineralbehovet under forbeiningen.
• Ved startfôring av rognkjeks bør det brukes anriket Artemia, muligens i kombinasjon med rurnauplier (S. balanoides), for å oppnå rask vekst og god utvikling. Det beste resultatet ble oppnådd når tørrfôrtilvenningen ble startet på dag 20 etter klekking når larvene hadde en fullt utviklet mage.
• Larvenes fôringshistorikk fra de første dagene med eksogen fôring kan fortsatt spores lenge etter larvene er ferdig med tørrfôrtilvenning. Disse forskjellene var størst mellom larver som hadde spist naturlig og anriket levendefôr. Genekspresjonsanalyser vil gi flere svar på hvordan rognkjeks- og berggyltlarvenes fordøyelse og metabolisme påvirkes av ulike fôrtyper og -organismer.
• Basert på resultatene anbefales det å studere langtidseffekter av tidligernæring i fisk.
• Lipidprofilen i rognkjeksegg var tett knyttet opp til størrelsen på hunnfisken, befruktning- og klekkesuksess, og lipidprofilen var forskjellig mellom egg-grupper avhengig av opprinnelse og/eller diett. Phosphatidylethanolamines (PEs) og phosphatidylcholines (PCs) viste potensiale for bruk som bioindikatorer for klekkesuksess og befruktningsrate i rognkjeksegg.
• Ved startfôring av berggyltlarver bør rotatorier erstattes av hoppekreps (A. tonsa) for god vekst og overlevelse. Artemia kan erstattes av Semibalanus balanoides-nauplier (CryoPlanktonLarge) da dette fôret så ut til å gi bedre kapasitet i fordøyelsen. Det virker være viktig for beindannelsen å ha et dynamisk fôringsregime og begynne tørrfôrtilvenningen i henhold til størrrelse når larvene når fleksjon ved ca. 6 mm SL, og ikke i henhold til alder. Dette kan sikre at larvene får dekket mineralbehovet under forbeiningen.
• Ved startfôring av rognkjeks bør det brukes anriket Artemia, muligens i kombinasjon med rurnauplier (S. balanoides), for å oppnå rask vekst og god utvikling. Det beste resultatet ble oppnådd når tørrfôrtilvenningen ble startet på dag 20 etter klekking når larvene hadde en fullt utviklet mage.
• Larvenes fôringshistorikk fra de første dagene med eksogen fôring kan fortsatt spores lenge etter larvene er ferdig med tørrfôrtilvenning. Disse forskjellene var størst mellom larver som hadde spist naturlig og anriket levendefôr. Genekspresjonsanalyser vil gi flere svar på hvordan rognkjeks- og berggyltlarvenes fordøyelse og metabolisme påvirkes av ulike fôrtyper og -organismer.
• Basert på resultatene anbefales det å studere langtidseffekter av tidligernæring i fisk.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
Økt kunnskap om berggyltens (Labrus berggylta Ascanius, 1767) og rognkjeksens (Cyclopterus lumpus L. Linnaeus, 1758) krav til miljø og ernæring, hos både stamfisk og tidlige livsstadier, er avgjørende for å lykkes med å etablere høykvalitets stamfisk og for å forbedre kvalitet og velferd hos oppdrettede larver og juvenile.
I STARTRENS-prosjektet var det overordnede målet å bidra til betydelig forbedring i fiskevelferd og ytelse for oppdrettet rensefisk. Det var som målsetting å etablere kunnskap om hvordan man kan gjenkjenne og måle eggkvalitet i berggylt- og rognkjeksegg, og om hvordan man kan optimalisere startfôringen av larver hos begge arter. STARTRENS-prosjektet har lyktes med å gjennomføre en omfattende kartlegging av biokjemiske, histologiske, gen-relaterte og biometriske parametere hos begge arter, for både embryonalutviklingen og utviklingen i larvestadiene.
Prosjektet identifiserte flere lipidkomponenter som potensielt kan brukes som biomarkører for å forutsi eggkvalitet hos begge arter, og viste at disse markørene er unike avhengig av hunnfiskens opprinnelse (geografi) og/eller fôringshistorikk. Hos rognkjeks ble det funnet korrelasjoner mellom innhold av enkelte fosfatidyletanolaminer (PEs) og fosfatidylcholiner (PCs) og klekkesuksess og befruktningsrate. For berggyltegg ble det funnet spesifikke triacylglyserider (TAGs) som kan fungere som biomarkører for vurdering av eggkvalitet.
Økt kunnskap om berggyltens (Labrus berggylta Ascanius, 1767) og rognkjeksens (Cyclopterus lumpus L. Linnaeus, 1758) krav til miljø og ernæring, hos både stamfisk og tidlige livsstadier, er avgjørende for å lykkes med å etablere høykvalitets stamfisk og for å forbedre kvalitet og velferd hos oppdrettede larver og juvenile.
I STARTRENS-prosjektet var det overordnede målet å bidra til betydelig forbedring i fiskevelferd og ytelse for oppdrettet rensefisk. Det var som målsetting å etablere kunnskap om hvordan man kan gjenkjenne og måle eggkvalitet i berggylt- og rognkjeksegg, og om hvordan man kan optimalisere startfôringen av larver hos begge arter. STARTRENS-prosjektet har lyktes med å gjennomføre en omfattende kartlegging av biokjemiske, histologiske, gen-relaterte og biometriske parametere hos begge arter, for både embryonalutviklingen og utviklingen i larvestadiene.
Prosjektet identifiserte flere lipidkomponenter som potensielt kan brukes som biomarkører for å forutsi eggkvalitet hos begge arter, og viste at disse markørene er unike avhengig av hunnfiskens opprinnelse (geografi) og/eller fôringshistorikk. Hos rognkjeks ble det funnet korrelasjoner mellom innhold av enkelte fosfatidyletanolaminer (PEs) og fosfatidylcholiner (PCs) og klekkesuksess og befruktningsrate. For berggyltegg ble det funnet spesifikke triacylglyserider (TAGs) som kan fungere som biomarkører for vurdering av eggkvalitet.
Videre har prosjektet frembragt ny kunnskap om overføringseffekter av tidlig larveernæring inn i tørrfôrtilvenningen, såkalt ernæringsprogrammering. Berggyltlarver som ble startfôret på naturlige fôrorganismer viste mindre forskjeller i genuttrykk seg imellom, og store forskjeller sammenliknet med larver som ble startfôret på anriket levendefôr, lenge etter larvene var tilvent tørrfôr. Dette viste at det aller første fôret larvene spiser medfører langvarige metabolske endringer i larvene.
Til slutt ble det evaluert effekten av å bruke flere av de vanligste levendefôrorganismene og fôringsstrategiene for både berggylt- og rognkjekslarver, og basert på disse resultatene, gitt anbefalinger om hvilke fôringsstrategier som virker fordelaktige for vekst og andre velferdsparametere. Berggyltlarver bør fôres med hoppekreps som en erstatter for rotatorier for å oppnå god vekst og høy overlevelse. Videre kan det oppnås bedre kapasitet for fordøying og energilagring ved å bytte ut Artemia med rurlarver. For rognkjeks ga Artemia tidlig rask vekst og god utvikling av larvene, mens fôring med rurlarver ga en relativ høyere veksthastighet i senere stadier og ved tilvenning til tørrfôr. Disse fôrorganismene ga også høyest overlevelse og de største larvene ved avslutningen av forsøket.
Til slutt ble det evaluert effekten av å bruke flere av de vanligste levendefôrorganismene og fôringsstrategiene for både berggylt- og rognkjekslarver, og basert på disse resultatene, gitt anbefalinger om hvilke fôringsstrategier som virker fordelaktige for vekst og andre velferdsparametere. Berggyltlarver bør fôres med hoppekreps som en erstatter for rotatorier for å oppnå god vekst og høy overlevelse. Videre kan det oppnås bedre kapasitet for fordøying og energilagring ved å bytte ut Artemia med rurlarver. For rognkjeks ga Artemia tidlig rask vekst og god utvikling av larvene, mens fôring med rurlarver ga en relativ høyere veksthastighet i senere stadier og ved tilvenning til tørrfôr. Disse fôrorganismene ga også høyest overlevelse og de største larvene ved avslutningen av forsøket.
Prosjektet har gitt mye ny kunnskap som har blitt tatt direkte i bruk i produksjon av rensefisk og mye kunnskap man kan bygge videre på for å gjøre produksjonen på en best mulig måte. Det er gitt anbefalinger til startfôringsregimer og fôr for både rognkjeks og berggylt.
-
Sluttrapport: STARTRENS – Optimalisert startfôring av rensefisk
SINTEF Ocean AS. Rapport nr. 2021:01411. Desember 2021. Av Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Arne Malzhan (SINTEF Ocean), Bjørn Henrik Hansen (SINTEF Ocean), Deni Ribicic (SINTEF Ocean), Antonio Sarno (SINTEF Ocean), Elin Kjørsvik (NTNU/ Institutt for Biologi), TuAnh Vo (NTNU/ Institutt for Biologi) og Tjalling Jager (ekstern forfatter).
Behovet for rensefisk i laksenæringen er langt høyere enn det som oppdrettes. Kvaliteten på rensefisken kan variere mye mellom anlegg og produksjonsår, og det er stor variasjon i dødelighet i yngelfasen. Det er lite kunnskap om hvordan eggkvalitet og larvenes startfôring påvirker videre utvikling, overlevelse og lusebeiteeffektivitet hos rognkjeks og berggylt. Fiskeyngelens kvalitet påvirkes blant annet av eggkvalitet, vannkvalitet og levendefôr-kvalitet. God kvalitet gir lav dødelighet, god vekst, høy stresstoleranse og få deformiteter, og dette vil følge fisken i senere faser av livet.
I STARTRENS skal tidligere erfaringer med karakterisering av eggkvalitet og med høykvalitets levendefôrorganismer fra labforsøk testes hver for seg og i kombinasjon for å optimalisere protokoller for utvelging av egg-grupper til klekkeriet og for startfôringsprotokoller for berggylt og rognkjeks. Optimal ernæring i tidlige faser vil tilrettelegge for mer robust yngel, som vil være mer motstandsdyktig mot bakteriesykdommer og stress. Kunnskap om de tidlige fasene er svært viktig, da en god start er av avgjørende betydning for yngelkvalitet og for å produsere en robust fisk som settes ut i merden for å spise lakselus. I prosjektet ønsker man å gjøre en kontrollert, eksperimentell sammenligning av ulike startfôringsregimer til både rognkjeks- og berggylt-larver, for å kartlegge effekten på larvenes vekst, stressresponser, og vitalitet i yngelfasen.
I STARTRENS skal tidligere erfaringer med karakterisering av eggkvalitet og med høykvalitets levendefôrorganismer fra labforsøk testes hver for seg og i kombinasjon for å optimalisere protokoller for utvelging av egg-grupper til klekkeriet og for startfôringsprotokoller for berggylt og rognkjeks. Optimal ernæring i tidlige faser vil tilrettelegge for mer robust yngel, som vil være mer motstandsdyktig mot bakteriesykdommer og stress. Kunnskap om de tidlige fasene er svært viktig, da en god start er av avgjørende betydning for yngelkvalitet og for å produsere en robust fisk som settes ut i merden for å spise lakselus. I prosjektet ønsker man å gjøre en kontrollert, eksperimentell sammenligning av ulike startfôringsregimer til både rognkjeks- og berggylt-larver, for å kartlegge effekten på larvenes vekst, stressresponser, og vitalitet i yngelfasen.
Hovedmål
Å bidra til vesentlig forbedring av fiskevelferd og ytelse (som lusebeiteeffektivitet) for oppdrettet rensefisk ved å optimalisere startfôring av larver og gjennom bedre dokumentasjon av eggkvalitetsparametere og av hvordan eggkvalitet kan påvirke yngelproduksjonen, for å tilrettelegge for mer bærekraftig produksjon og bruk av rensefisk i sjø.
Delmål
• Å karakterisere fysiologiske og biokjemiske mekanismer under embryonalutviklingen i egg med høy og lav levedyktighet, samt dokumentasjon av hvordan eggkvalitet påvirker yngelproduksjon og funksjonalitet i larver og yngel.
• Å dokumentere fôrpreferanser og energikrav for rognkjeks- og berggyltyngel gjennom bruk av ulike levendefôr-organismer og kombinasjoner av disse under kontrollerte, eksperimentelle forhold.
Å bidra til vesentlig forbedring av fiskevelferd og ytelse (som lusebeiteeffektivitet) for oppdrettet rensefisk ved å optimalisere startfôring av larver og gjennom bedre dokumentasjon av eggkvalitetsparametere og av hvordan eggkvalitet kan påvirke yngelproduksjonen, for å tilrettelegge for mer bærekraftig produksjon og bruk av rensefisk i sjø.
Delmål
• Å karakterisere fysiologiske og biokjemiske mekanismer under embryonalutviklingen i egg med høy og lav levedyktighet, samt dokumentasjon av hvordan eggkvalitet påvirker yngelproduksjon og funksjonalitet i larver og yngel.
• Å dokumentere fôrpreferanser og energikrav for rognkjeks- og berggyltyngel gjennom bruk av ulike levendefôr-organismer og kombinasjoner av disse under kontrollerte, eksperimentelle forhold.
Prosjektet skal føre til ny kunnskap om egg- og larve-kvalitet og tidlig ernæring hos rognkjeks- og berggyltyngel som kan bidra til å løfte produksjonsvolumet av oppdrettet berggylt i vesentlig grad og på den måten redusere behovet for villfangst av rensefisk. Prosjektresultatene brukes til å lage energibudsjetter for både rognkjeks og berggyltlarver. Dette vil øke innsikten i larvenes ernæringskrav, og kan brukes for å optimalisere fôringsstrategier. Oppdrettsnæringen vil tjene på å bli mer samkjørte om produksjonsbetingelser for å stå samlet om å øke fiskevelferden for rensefisk gjennom produksjon av mer robust yngel. God larveernæring vil gi positive effekter som følger fisken videre til utsett i sjø. Mer robust fisk vil bidra positivt til både økonomi og omdømme. For rensefisk-oppdretterne, fiskeveterinærer og brukere av rensefisk vil det være en stor fordel om fisken som produseres kan få et langvarig helseløft gjennom standardiserte og optimaliserte startfôringsregimer. Dette vil gi et bedre grunnlag for å vurdere kvaliteten og effektiviteten på rensefisken målt opp mot andre miljøfaktorer i sjø med visshet om at fisken har fått et godt utgangspunkt. Flere masterstudenter i prosjektet fører til økt kompetansebygging for industri og forskning om bærekraftig produksjon og bruk av rensefisk.
Prosjektet består av to arbeidspakker (AP-er):
AP1: Utvikle metodikk for kvalitetsvurdering av egg fra rognkjeks og berggylt
I STARTRENS skal man bygge på resultatene fra det prosjektet “Program rensefisk: Reproduksjonsbiologi hos rognkjeks: En nøkkel til et vellykket avlsprogram (CYCLOBREED)” (FHF-901418), hvor man for rognkjeks evaluerer sammenhengen mellom de observerbare parameterne for eggkvalitet, data for sammensetning i ubefruktede egg (særlig lipid), molekylære parametere, og data for plommesekklarvers atferd og stressresponser. Det skal undersøkes om en kan forutsi kvaliteten for nybefruktede egg og nyklekte larver, og tilsvarende parametere skal testes for berggylt. I dette prosjektet skal en utvide med analyser av metabolomics, lipidomics, nøkkelgenuttrykk hos embryo og deformiteter i nyklekte larver, for å utvikle et mer fullstendig screeningverktøy for eggkvalitet hos rensefisk. Målet med arbeidet er å gi oppdretterne en mulighet til å unngå å legge inn egg av dårlig kvalitet som kan forplante utover i produksjonen i form dårlig yngelkvalitet og gi lavt produksjonsvolum. Ved å korrelere molekylære parametere i egg med biologiske og morfologiske parametere, vil det utvikles screeningmetodikk som kan benyttes for å evaluere eggkvalitet før produksjonsstart. Det vil i tillegg utvikles en bioenergetisk modell, en såkalt dynamisk energibudsjett-modell (DEB), for begge artene basert på vekst-relaterte målinger gjort i eksperimentene i denne AP-en og i AP2.
AP2: Utvikling av optimaliserte startfôringsregimer for berggylt og rognkjekslarver
Det skal gjennomføres startfôringsforsøk ved SINTEF/NTNU SeaLab's laboratorier på både rognkjeks og berggylt, hvor endepunktet for samtlige forsøk er når fiskelarvene er ferdig med tørrfôrtilvenning. Kvalitetsparametere for fiskelarver vil bli vurdert regelmessig gjennom startfôringsperioden, med særlig vekt på overgangsfaser mellom ulike fôrtyper. Larvenes næringsstatus, lipidfordøyelse, beinutvikling og deformiteter skal evalueres med histologiske og mikroskopi-analyser. DNA vil bli laget fra total RNA, som har blitt isolert fra de enkelte fiskelarver og brukes for kvantifisering av genekspresjonsnivået av forskjellige nøkkelgener som er involvert i inflammasjon/immunity, stress-responser, mucussekresjon, beinutvikling, nedbryting av ekstracellular matriks og vev-reparasjon, luminal fordøyelse og intestinal næringsstoffabsorpsjon/transport. Mikrobiota vil bli analysert fra vannprøver og DNA vil bli isolert, sekvensert og dataprosessert ved bruk av metoder utprøvd og validert i prosjektet “Arbeidsmøte: Overvåking av mikrobielle samfunn for økt biosikkerhet som driftsstyringsverktøy og økt produksjon i fiskeoppdrett (MONMIC)” (FHF-901288). Effekter av de ulike fôringsregimene vil bli vurdert opp mot industristandarder, og effekten av copepoder og rur-larver vil bli vurdert alene og i kombinasjon med tradisjonelle fôr. Analyseresultater vil bli brukt til å utvikle DEB-modeller for både rognkjeks- og berggyltyngel i startfôringsperioden i kombinasjon med DEB-data for egg frem til klekking konstruert fra AP1.
Prosjektorganisering
Prosjektet har en varighet på to år. Prosjektdeltakere er SINTEF Ocean, NTNU, Planktonic AS, CFEED AS og DEBtox research. SINTEF er prosjektleder og leder AP2. NTNU Institutt for biologi leder AP1, hvor også SINTEF vil inneha en sentral rolle. SINTEF er ansvarlig for gjennomføring av startfôringsforsøk på berggylt, og NTNU er ansvarlig for gjennomføring av startfôringsforsøk på rognkjeks. Industripartnere er C-Feed AS og Planktonic AS som vil levere fôrorganismer og bidra i design av fôringsregimer og DEBtox Research som skal utvikle bioenergetiske DEB-modeller for de to rensefiskartene og publisering av forskningsdata. Det er planlagt rekruttert 3–6 MSc-studenter som vil delta i prosjektet.
STARTRENS-prosjektet kan bidra til å påvirke kvaliteten, kontrollen og produksjonen av rensefisk positivt. Oppnådde resultater og konklusjoner er derfor av stor interesse for industrien i denne sektoren. Minst to populærvitenskapelige artikler/bidrag skal utarbeides fra prosjektet. Manuskripter for vitenskapelige artikler vil bli utarbeidet, men det garanteres ikke for at disse vil bli publisert under prosjektperioden. Aktuelle formidlingsarenaer er vitenskapelige tidsskrifter med fagfellevurdering som Aquaculture og Aquaculture Engineering, populærvitenskapelige tidsskrifter og nettsider som Kyst.no, Norsk Fiskeoppdrett og Gemini, samt nasjonale og internasjonale akvakulturkonferanser og fagseminarer i regi av FHF og NCE Aquaculture.
-
Sluttrapport: STARTRENS – Optimalisert startfôring av rensefisk
SINTEF Ocean AS. Rapport nr. 2021:01411. Desember 2021. Av Andreas Hagemann (SINTEF Ocean), Arne Malzhan (SINTEF Ocean), Bjørn Henrik Hansen (SINTEF Ocean), Deni Ribicic (SINTEF Ocean), Antonio Sarno (SINTEF Ocean), Elin Kjørsvik (NTNU/ Institutt for Biologi), TuAnh Vo (NTNU/ Institutt for Biologi) og Tjalling Jager (ekstern forfatter).