Forskeren forteller: Kan gi oppdrettskarpe bedre helse i India

Forskere i Norge og India har funnet genmarkører som styrer hvor motstandsdyktig Rohu-karpe er mot bakteriesykdommen Aeromoniasis. 

Publisert
Funnene kan få positive konsekvenser for de små landsbysamfunnene i India som driver oppdrett av Rohu-karpe. (Foto: Nick Robinson, Nofima)
Funnene kan få positive konsekvenser for de små landsbysamfunnene i India som driver oppdrett av Rohu-karpe. (Foto: Nick Robinson, Nofima)

Hvordan genmarkører kan være nyttige:

For å forbedre egenskaper som vekstrate, kan man bruke konvensjonelle selektive avlsmetoder.

Egenskaper som motstandsdyktighet mot sykdom er vanskeligere å forbedre gjennom selektiv avl.

Dette skyldes at det ikke er mulig å teste resultatet (f.eks. overlevelsestimer) for individer i avlspopulasjonen uten å ta livet av eller infisere stamfisken og dermed gjøre det umulig for den å formere seg.

Markørtesting av gener som påvirker motstandsdyktigheten mot sykdom er utviklet av Nofima og CIFA og vil gjøre det mulig å vurdere den genetiske verdien for individer i avlspopulasjonen uten å utsette denne verdifulle stamfisken for sykdom.

Markørene vil også åpne for raskere forbedring av egenskapen.

Aeromoniasis er en ødeleggende sykdom som påvirker oppdrett av karpe over hele verden.

De nye genmarkørene kan bli brukt i avlsprogram til å velge stamfisk av Rohu-karpe med genvarianter som gjør dem mer motstandsdyktige mot Aeromoniasis.

Når disse genvariantene blir arvet gjennom generasjoner, vil fiskearten utvikle seg til å overleve og trives også der sykdommen forekommer.

De små landsbysamfunnene i India som driver med oppdrett av denne fisken i leirdammer, vil nyte godt av dette ettersom produksjon og lønnsomhet per dam blir betydelig bedre.

Fisken og sykdommen

India, Bangladesh, Burma og Thailand driver oppdrett av Rohu-karpe. Karpe er verdens viktigste gruppe av oppdrettsarter og står for mer enn halvparten av den samlede fiskeproduksjonen fra oppdrett på verdensbasis.

Hvert år produserer oppdrettsnæringen i India over 1,2 millioner tonn Rohu-karpe.

Sykdommen Aeromoniasis som forårsakes av bakterien Aeromonas hydrophila, er et stort problem for oppdrett av denne arten i India og også for andre karpearter over hele verden. Det er en bakterie som fører til blødning og sårdannelse når fisken blir stresset.

Den er svært utbredt og vanskelig å bekjempe og behandle.

Tidligere forskning fra Nofima og CIFA har vist at enkelte fisk arver gener som gjør dem mer motstandsdyktige mot sykdommen. Denne fisken har et immunsystem som er bedre i stand til å forhindre og bekjempe infeksjon som følge av sykdommen.

Vi vet at fiskenes immunsystem er sammensatt, og at reaksjonen på bakterieinfeksjoner sannsynligvis styres av mange forskjellige gener, de fleste med liten innvirkning på dyrets evne til å motstå et sykdomsutbrudd.

Denne undersøkelsen

Den genetiske koden (DNA-sekvensen) i genene til forskjellige individer ble analysert når forskerne lette etter markørene.

De sammenlignet arvematerialet i genetiske kodevarianter i over 3 000 gener i store grupper som var blitt utsatt for sykdommen. Forskerne så etter sammenheng mellom antall timer Rohu-karpene overlevde etter at de ble infisert med sykdommen, og den genetiske koden i genene de arvet.

På denne måten avdekket de flere genmarkører som var knyttet til motstandsdyktighet mot sykdommen. Noen av markørene forekom i eller ble knyttet til gener som er kjent for å ha en immunitetsfunksjon hos fisk.

Det ble brukt høykapasitetssekvensering og genotyperingsteknologi til å avlese genkodene.

Gen som forårsaker bakteriell ødeleggelse

Ett av genene som ble avdekket av forskere i Norge, var det poredannende proteinet perforin.

Det produseres av T-celler og naturlig dreperceller (NK-celler, natural killer cells) og trenger inn i membranen til invaderende celler, for eksempel bakterier, og gir enzymer mulighet til å trenge inn i og ødelegge disse fremmede cellene.

Dyr som arver en bestemt variant av perforin, overlever to til tre timer lenger enn gjennomsnittet sammenlignet med andre dyr som utsettes for sykdommen.

Forskere i India avdekket at dette genets uttrykk i milten hos Rohu-karpe var blitt tjue ganger høyere omtrent 12 timer etter at de er infisert av Aeromonas hydrophila. Det ble også funnet større uttrykk av dette genet i gjellevev etter infisering.

I prosjektet er det kommet fram mange opplysninger om gener som påvirker immuniteten hos fisk, som forskerne i Norge og India er ivrige etter å bruke som utgangspunkt for fremtidige prosjekter.

To tiår med karpesamarbeid mellom India og Norge

Nofimas arbeid i India begynte i 1992 med et prosjekt finansiert av Norad (Direktoratet for utviklingssamarbeid) for å bistå CIFA (Central Institute of Freshwater Aquaculture) i Orissa med å opprette et avlsprogram for Rohu-karpe.

Første fokus for avlsprogrammet var å forbedre fiskens vekstrate. Vekstraten for Rohu-karpe oppnådde en solid genetisk forbedring, gjennomsnittlig 17 prosent per generasjon i de første årene av avlsprogrammet, ved bruk av selektiv avl.

Aktørene i det seneste prosjektet har hatt en rekke samlinger for å utveksle kunnskap om genomforskning, dyrehelse og avl.

CIFA deler ut genetisk foredlede Rohu-karper til oppdrettere over hele India. Den genetisk foredlede fisken kalles “Jayanti rohu”. ”Jayanti” betyr “seirende” på hindi.

Dersom disse siste funnene anvendes effektivt i selektiv avl for å bedre motstandsdyktigheten til Rohu-karpe innen opprett, kan fiskens overlevelsesrate forbedres.

Jayanti Rohu-karpe vil få det immunforsvaret som er nødvendig for å gå ”seirende” ut av kampen mot denne sykdommen sammen med oppdrettere og forbrukere i India.

Referanse: 

Nicholas Robinson m.fl.: A linkage map of transcribed single nucleotide polymorphisms in rohu (Labeo rohita) and QTL associated with resistance to Aeromonas hydrophila BMC Genomics, 2014