I prosjektet “The effect of narrow banded LED light on development and growth performance” kartlegger vi fotoreseptor systemene hos laks for å få en innsikt i hvordan lys påvirker tidlige utviklingsstadier sin vekst og utvikling. Fotoreseptorceller registrerer lys og omsetter lys informasjonen til biologiske signaler. I øyets netthinne finnes et teppe av slike fotoreseptorceller, staver og tapper, som registrerer lys og omdanner et bilde av omgivelsen til nervesignaler, - syn. I tillegg finnes det grupper av fotoreseptorceller i pinealorganet og hjernen hos fisk, så kalt ikke-visuelle fotoreseptorceller.

 I dette prosjektet har vi analysert laksegenomet og vist at laks har i underkant av 50 gener som koder for fotoreseptorer (opsiner) og av disse er 35 av typen ikke-visuelle. Våre studier viser at laks har 4 funksjonelle varianter av melanopsin, en fotoreseptor type som er utrykt i blant annet hjernen hos laks. Det er antatt at melanopsin inngår som en lys modulator i nevrobiologiske prosesser. I tillegg har laks to “vertebrate ancient” (VA) opsiner som ofte er samlokalisert med melanopsin fotoreseptorer. I prosjektet har vi funnet to varianter av encephalopsin, neuropsin og parapinopsin i laks, og en variant av exorhodopsin som er antatt å spille en viktig rolle i melatonin produksjonen i pinealorganet til fisk. Videre finner vi at laksegenomet inneholder peropsin (rrh), RPE retinal G protein reseptor (rgr), parietopsin og 9 varianter av tmtopsin. De nylig oppdagede opsinklassene opn6-opn9 er representert med 13 varianter hos laks. Funksjoner til mange av disse reseptorene er enda ikke kjent.

I prosjektet har vi klonet et stort utvalg av disse opsinene som representerer de ulike opsinklassene. I samarbeid med våre prosjektpartnere skal genene uttryktes in vitro og egenskapene til proteinet karakteriseres ved absorpsjonsanalyser for å finne hvilke deler av lysspekteret fotoreseptoren detekterer. En viktig del av prosjektet er å finne hvor fotoreseptorcellene er lokalisert hos laks og når i utviklingen de ulike fotoreseptorcellene dannes og er aktive. Våre studier viser at laks er blant de arter med flest fotoreseptorer og mange er tilstede allerede ved embryonale stadier.

 Eksperimentene gjennomføres ved Høyteknologisenteret i Bergen hvor vi har bygget opp et LED lys-laboratorium der ulike stadier av laks kan inkuberes med forskjellige lyskvaliteter. Det gjennomføres forsøk hvor tidlige stadier av laks stimuleres med hvitt lys av ulike intensiteter, perioder og farger, - og hvor biologiske responser som vekst og plommesekk utnyttelse analyseres. Kunnskap om fotoreseptorenes spektrale egenskapene vil gi mulighet til å bruke smalspektret LED lys (farge) for aktivering av spesifikke reseptorklasser og analysere biologisk respons. Hovedmålet i prosjektet er å få en fundamental forståelse av utvikling av fotosensoriske systemer i laks og undersøke i hvilken grad lys påvirker utvikling, med fokus på generering av muskelstamceller og senere muskelvekst.

Formålet med prosjektet er å undersøke effekten i sjøfasen av ulike produksjonsregimer for stor settefisk. Det er i dag blitt stadig vanligere å produsere en settefisk på 200-300 g, mot tidligere praksis på rundt 80-100 g, og det er interesse for å forskyve utsett i merder ytterligere til 600g og enda større. Det brukes i dag flere ulike strategier for stor settefisk i RAS, med kombinasjon av mørkeperiode/ikke mørkeperiode og bruk av brakkvann eller utsett direkte fra ferskvann til sjø. Imidlertid er disse strategiene bare i liten grad basert på funn fra kontrollerte forsøk, og det er behov for å teste effekten av ulike strategier på velferd, helse og vekst både i RAS og i sjøvannsfasen. Hensikten med forsøket var derfor å sammenligne ulike produksjonsregimer i RAS (salinitet, lysstyring og størrelse ved utsett) med tanke på tilvekst, overlevelse, helse og kjønnsmodning etter overføring til nøter i sjø.

Responsvariabler i forsøket var vekst (SGR, TGC), % overlevelse, GSI, gjellehistologi, velferds-score, skinn-helse, immunologi, osmoregulering og kvalitet (pigmentering, deformiteter).

Fire ulike produksjonsregimer (±fotoperiode vintersignal, 6 uker med kort dag, ±brakkvann 12 ppt) med utsett på to fiskestørrelser (ca 200 og 600 g) som ble sammenlignet med et tradisjonelt smolt-produksjons regime (lysstyring med vintersignal i FW RAS, utsett i sjø ved 100). Totalt var det 9 ulike behandlinger i duplikat.

Før utsett av fisk i sjøvann ble det gjort sjøvannstester etter standard prosedyrer (72 h, 34 ppt). Ingen dødelighet ble registrert i sjøvannstestene, og fisk fra alle behandlinger hadde evne til å ioneregulere i sjøvann i testene som ble gjennomført. Det ble også gjort analyser av gjelle Natrium-Kalium ATPase (NKA) i hele RAS perioden. Aktiviteten av enzymet avtok fra august til desember, men var fortsatt rundt 9 (µmol ADP/mg protein/time) i alle grupper ved utsett av 600 g fisken, noe som regnes som tilstrekkelig for en god sjøvannstoleranse. Overlevelse etter utsett i sjø bekreftet at alle behandlinger var i stand til å ioneregulere i sjøvann. Dødelighet i sjø de første 5 uker etter utsett var mellom 1.1-3.8% og var ikke relatert til behandling i RAS. Overlevelsen i sjø var på 93%, og det var ingen signifikante effekter av behandling i RAS.

Resultatene fra forsøket viser at fravær av et vintersignal har en positiv effekt på vekst i RAS, men gir en redusert vekst etter utsett i sjø, særlig ved utsett av 250 g fisk. Men det var størrelse ved utsett som hadde størst betydning for vekst i sjøfasen. Forsøket ble avsluttet når fisken var i snitt 4.5 kg, og da var 100 g kontroll størst (4.9 kg), mens 600 g utsettet var minst (ca 4 kg).

Kjønnsmodning, spesielt hos hannfisk ble fulgt nøye i hele forsøket, både i RAS og i sjø. Det var en økning i gonadosomatisk index (GSI) og andel kjønnsmoden hannfisk fra 200 til 600 g i RAS. Ved uttak av fisk ved 200 g ble det funnet 2.5% moden hannfisk, mens dette var økt til 5% ved uttaket ved 600 g. Det var imidlertid ingen signifikante effekter av lysbehandling eller salinitet. I sjøfasen av forsøket ble det ikke funnet kjønnsmodne hanner ved uttakene i mai, september eller november, men GSI var høyere i 600 g fisk i mai sammenlignet med de andre gruppene, mens det var ingen forskjell ved slakt i november.

Kvalitet av fisken er vurdert ved slakt, det var ingen effekt av behandling på fett og farge i filet målt ved hjelp av Photofish, men gaping var høyere i 600 g utsett, og slakteutbyttet var noe lavere sammenlignet med de andre gruppene.

Resirkulering akvakultur systemer, RAS, er en oppdrettsteknologi for fisk der fysiokjemiske og biologiske faktorer veves tett sammen.  Essensielt er bruk av biofilter der bakterier håndterer fiskens ekskresjonsprodukter.  I dag produseres 30% av smolt i RAS anlegg i Norge, og fiskebiomassen kan være så høy som 500 kg fisk/m3.  For å korte ned oppholdstiden for laks i åpen sjø, og for å kunne drette flere arter, utvikler RAS teknologien seg nå videre fra ferskvannsmiljø til marint miljø, noe som gir nye utfordringer innen mikrobiologi, kartlegging av toleranseverdier og krav til utstyr.  I prosjektet ”MONITOR” ønsker vi å studere og identifisere mikroorganismene i et marint/brakkvanns RAS for post-smolt med tanke på fiskehelse.  Verktøyet vi bruker er hentet fra økologien, der vi bruker molekylærbiologiske metoder med PCR markør-gen og moderne Ion Torrent sekvensering, slik at samfunnet blir kartlagt med veldig høy oppløsning. Vi kan derfor også være med å kaste lys over den helhetlige mikrobiologien i anlegget.  Her vil vi presentere data for et helt års drift, relativt tidlig i anleggets driftshistorie.  Mikroorganismene som ble tilført anlegget og biofilteret ved oppstart og restart brukes som utgangspunkt for forståelse av suksesjon og tilkomst av ”ikke-tilsatte” mikrober.  Det siste innbefatter også nærværet av sår-bakterien Tenacibaculum.

Kartlegging og overvåking av bakterievekst i landbaserte oppdrettsanlegg er svært viktig for å sikre god fiskehelse og hindre bakterielle sykdomsutvikling. Ettersom utplating på skål vil fange et veldig snevert utvalg av bakterieartene tilstede, har vi i MONITOR prosjektet brukt molekylærbiologiske metoder som involverer PCR av markørgen fra alle mikroorganismer i prøven, etterfulgt av moderne Ion Torrent sekvensering. Denne metoden gir et høyt antall identifiserte bakterier, ca 20.000-50.000 i hver prøve, og dermed også muligheten til å studere både de mest utbredte og de mer sjeldne artene i prøvene, inkludert mulige fiskepatogene arter.

Landbaserte oppdrettsanlegg for produksjonen av rognkjeks har økt kraftig de siste 5-10 årene, og oppdrettsnæringen brukte totalt 42 millioner rensefisk i 2017 (https://www.barentswatch.no/), derav flest rognkjeks. I MONITOR prosjektet har vi derfor tatt jevnlige prøver fra et gjennomstrømningsanlegg for rognkjeks for å studere hvilke bakterier som utgjør et godt mikrobielt miljø, og hvilke bakterieinfeksjoner som eventuelt kan oppstå ved ekstraordinære forhold. Vi har fulgt utvalgte fiskegrupper over tid, der vi har sammenlignet det mikrobielle samfunnet i vannprøver, biofilm og på overflaten av fisk. Målet er å finne hvilket prøvemateriale som egner seg best til overvåking, samt å definere anbefalt frekvens på prøvetakingen. Den mikrobielle kartleggingen er påbegynt, og vi har de første 286 prøvene ferdig analysert. Preliminære resultater fra tolkningen av datasettet vil bli presentert på Havbruk 2018.