Prosjektnummer
901435
Kartlegging og forbedring av tarmhelsen hos oppdrettslaks (GutMatters)
Kartlegging av laksens helsetilstand når det gjelder tarmhelse og -funksjon, samt ny kunnskap bl.a. som grunnlag for anbefalinger om tilsetning av vitaminet kolin i fôret
• Steatose i tarmen, som varierte med sesong, og tarmbetennelse, som økte i alvorlighetsgrad med produksjonstid i sjø, ble observert jevnlig i oppdrettsanleggene som var inkludert i feltundersøkelsen.
• Symptomer på steatose økte med synkende nivå av fiskemel i dietten, altså parallelt med synkende kolin-nivå, og ble eliminert med tilsetning av kolin i dietten, som bekrefter at kolin er et essensielt vitamin for atlantisk laks.
• Kolin-behov økte med økende lipid-nivå i dietten og med økt vanntemperatur. Steatose kan redusere filetutbytte og dermed økonomisk gevinst.
• Symptomer på tarmbetennelse, indusert enten i alvorlig grad med soyabønnemel i dietten eller i mild grad med en blanding av maisgluten og erteprotein konsentrat, ble ikke forhindret ved diett-tilsetning av en blanding av funksjonelle ingredienser, som arginin, butyrat, β-glukan og nukleotider.
• Sammensetning av tarm-mikrobiota ble påvirket av tilsetning av planteingredienser i dietten. Tilsetning av funksjonelle ingredienser dempet denne effekten, men uten å forbedre tarmbetennelse.
Main findings
• Steatosis, which varied with season, and gut inflammation, which increased in severity with time in the sea phase of the production, occurred frequently in the farms involved in the field survey.
• Steatosis symptoms increased with decreasing fishmeal level in the diet, i.e., in parallel with the decrease in choline level, and were eliminated by supplementation of the diets with choline, confirming that choline is an essential vitamin for Atlantic salmon.
• Choline requirement was found to increase with increasing lipid level in the diet and with environmental temperature, to depend on fatty acid composition of the lipid. Steatosis may reduce fish yield and, accordingly, economical return.
• Symptoms of inflammation, severe induced by feeding diets with soybean meal, or mild induced by a mixture of corn gluten and pea protein concentrate, were not prevented by supplementation of the diets with mixtures of functional ingredients, i.e., arginine, butyrate, β-glucan, and nucleotides.
• Gut microbiota composition was affected by inclusion of plant ingredients in the diets. Supplementation of the diets with the functional ingredients diminished these effects, without improving gut inflammation.
• Steatosis, which varied with season, and gut inflammation, which increased in severity with time in the sea phase of the production, occurred frequently in the farms involved in the field survey.
• Steatosis symptoms increased with decreasing fishmeal level in the diet, i.e., in parallel with the decrease in choline level, and were eliminated by supplementation of the diets with choline, confirming that choline is an essential vitamin for Atlantic salmon.
• Choline requirement was found to increase with increasing lipid level in the diet and with environmental temperature, to depend on fatty acid composition of the lipid. Steatosis may reduce fish yield and, accordingly, economical return.
• Symptoms of inflammation, severe induced by feeding diets with soybean meal, or mild induced by a mixture of corn gluten and pea protein concentrate, were not prevented by supplementation of the diets with mixtures of functional ingredients, i.e., arginine, butyrate, β-glucan, and nucleotides.
• Gut microbiota composition was affected by inclusion of plant ingredients in the diets. Supplementation of the diets with the functional ingredients diminished these effects, without improving gut inflammation.
Sammendrag av prosjektets faglige sluttrapport (English summary further below)
AP1: Undersøkelse av tarmhelsestatus hos laks
AP1: Undersøkelse av tarmhelsestatus hos laks
Undersøkelsen av seks anlegg langs norskekysten (tre tidspunkter: like etter utsett om høsten, neste vår, og noen uker før slakting) bekreftet at betennelser i baktarmen hos laks var hyppig forekommende og viste at forekomsten og alvorlighetsgraden økte med økende tid i sjøen. Steatose var også hyppig forekommende i alle oppdrettsanleggene, men forekomsten og alvorlighetsgraden var høyst variabel gjennom produksjonsfasen, med lavest forekomst i kalde perioder. Analysene av fôrets sammensetning viste at fôrprodusentene fulgte liknende strategier når det gjelder utviklingen i næringsstoffsammensetning gjennom produksjonsperioden. De viste også, basert på forskjeller i mønsteret av fiberkomponenter i fôret, at ingrediensene som ble brukt varierte mellom fôrprodusentene, og gjennom produksjonsperioden. Analysene viste stor variasjon i innhold av kolin i fôrene, men korrelasjon til forekomsten av steatose var uklar. Høyeste målte kolininnhold i fôrene var 3040 mg/kg. Noen klar sammenheng mellom fôrenes kjemiske sammensetning og tarmbetennelse ble ikke funnet.
Feltundersøkelsen omfattet også analyse av feltmateriale fra et tidligere samarbeid mellom Mowi, Skretting og NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. Dette retrospektive studiet, omfattet grupper av fisk som hadde vært gitt fôr basert på kommersielle resepter. Målet med dette arbeidet var å påvise mulige betennelsesforandringer og gjøre et dypdykk ved bruk av nye histomorfologiske analysemetoder (inkl. in situ hybridisering) for å kunne generere ny kunnskap om inflammatoriske responser i laksetarmen. Et nytt scoringssystem for betennelse i laksetarm ble utviklet i dette arbeidet, som tok hensyn til variasjoner i respons på ulike steder i tarmveggen. Kalsifiseringer ble observert i både betente og ikke-betente tarmer, mens dislokaliserte celler kun ble funnet i betent vev. Viktigst var studiet av B-cellepopulasjoner i tarmen som påviste sterk IgD-respons i forbindelse med betennelse. Slik respons kan skyldes hypersensitivitetsreaksjoner, og dette funnet åpner nye muligheter for å øke forståelsen for betennelsesprosesser i laksetarm i framtidige studier.
AP2: Kontrollerte forsøk på plantefôrmidlers effekt på tarmfunksjon og -helse
Feltundersøkelsen omfattet også analyse av feltmateriale fra et tidligere samarbeid mellom Mowi, Skretting og NMBU – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. Dette retrospektive studiet, omfattet grupper av fisk som hadde vært gitt fôr basert på kommersielle resepter. Målet med dette arbeidet var å påvise mulige betennelsesforandringer og gjøre et dypdykk ved bruk av nye histomorfologiske analysemetoder (inkl. in situ hybridisering) for å kunne generere ny kunnskap om inflammatoriske responser i laksetarmen. Et nytt scoringssystem for betennelse i laksetarm ble utviklet i dette arbeidet, som tok hensyn til variasjoner i respons på ulike steder i tarmveggen. Kalsifiseringer ble observert i både betente og ikke-betente tarmer, mens dislokaliserte celler kun ble funnet i betent vev. Viktigst var studiet av B-cellepopulasjoner i tarmen som påviste sterk IgD-respons i forbindelse med betennelse. Slik respons kan skyldes hypersensitivitetsreaksjoner, og dette funnet åpner nye muligheter for å øke forståelsen for betennelsesprosesser i laksetarm i framtidige studier.
AP2: Kontrollerte forsøk på plantefôrmidlers effekt på tarmfunksjon og -helse
To kontrollerte forsøk ble gjennomført for å øke kunnskapen om sammenhengen mellom fôrets sammensetning og tarmbetennelse og steatose, og for å finne muligheter for å forebygge slike helseutfordringer. Resultatene fra det første forsøket med økende innblanding av fiskemel og med/uten tilsetning av funksjonelle ingredienser (0,3 % kolinklorid, 0,5 % Macrogard og 0,5 % nukleotider), viste at for fisken som ble fôret uten funksjonelle ingredienser påvirket ikke nivået av fiskemel veksten eller fôrutnyttelsen, men økende innhold reduserte symptomene på steatose. Samtidig økte slakteutbyttet på grunn av redusert fettakkumulering i de indre organene. Det var ingen tegn til betennelse i baktarmen hos fisken, uavhengig av fiskemelnivå i fôret. Økt fiskemelnivå i fôret endret sammensetningen av bakterier i innholdet i baktarmen og økte antallet forskjellige bakterier. Tilsettingen til fôret av blandingen av funksjonelle ingredienser påvirket ikke veksten hos fisken, men reduserte symptomene på steatose. Fisk som fikk fôr med 11 % fiskemel eller mer viste ingen symptomer på steatose, mest sannsynlig på grunn av økningen i innholdet av kolin i fôret. Blandingen endret uttrykket av enkelte gener som anses å være markører for akutt betennelse og stress, men ettersom det ikke ble påvist tarmbetennelse hos fisken, kan ikke den eventuelle forebyggende virkingen av blandingen på tarmbetennelsen vurderes. Blandingen ga, imidlertid, tydelig effekt på bakteriesammensetningen i tarmen og gjorde den ganske lik den hos fisken som fikk 40 % fiskemel i fôret. Resultatene indikerte et kolinbehov hos fisken i dette forsøket, på 3000–4000 mg/kg fôr.
I det andre kontrollerte forsøket ble laks gitt to fôrblandinger som begge ble forventet å gi betennelse i baktarmen. I det ene (SBM) inngikk soyamel, i det andre (CoPea) inngikk en blanding av maisgluten- og erteproteinmel. Et referansefôr med høyt innhold av fiskemel var også med i forsøket. Virkninger av to blandinger av funksjonelle ingredienser, P1 (arginin og butyrat) og P2 (butyrat, β-glukan og nukleotider), som ble antatt å kunne forebygge betennelse ved å styrke immunfunksjoner og forbedre tarmmikrobiotaen, ble studert. Soyafôret ble testet med både P1 og P2, mens CoPea-fôret ble testet kun med P2. Resultatene viste at SBM-fôret induserte alvorlig betennelse i baktarmen, mens CoPea-fôret ga milde indikasjoner på betennelse. De to fôrblandingene ble derfor ansett som velegnet for å kunne samle informasjon om eventuelle gunstige effekter av P1 og P2 på tarmens immunfunksjon og tarmbetennelse. Resultatene viste at tilskudd av P1 til SBM fôret ikke endret de histologiske symptomene på tarmbetennelse, og heller ikke påvirket de fleste andre biomarkørene som ble målt, dvs. veksthastighet, fordøyelighet av næringsstoffer, forutnyttelse, vekten av baktarmen, proteasekapasiteten i tarmen, genekspresjon, konsentrasjonen av gallesalter og trypsinaktivitet i tarminnholdet i baktarmen, og metabolitter i plasma. Men, sammensetningen av mikrobiota viste markerte effekter. Tilsettingen gjorde sammensetningen av mikrobiota ganske lik den i fisk som hadde fått kontrollfôr med høyt fiskemelinnhold. Som for P1, ga tilskudd av P2 ingen vesentlige effekter på de biomarkørene som ble analysert, og ga ingen effekt på forekomst av alvorlighetsgrad av tarmbetennelsen i baktarmen. Men, som for P1, ga P2 endring i sammensetningen av mikrobiota og gjorde den ganske lik sammensetningen hos fisk som fikk kontrollfôr.
Det ble også utført studier av tarmvev (ex vivo) og tarmceller (in vitro) med målsetting om å svare på spørsmålet om hvorvidt en betennelsesreaksjon i tarmen, forårsaket av fôr som inneholder soyamel, kan øke permeabiliteten for pesticider, og hvorvidt pesticider kan forgifte tarmcellene. I ex vivo-studiet ble vev fra fisk som inngikk i forsøk 2 over studert. Chlorpyrifos (CPF) ble valgt som et relevant pesticid å studere. Resultatene indikerer at tarmbetennelsen i fisken ikke påvirket permeabiliteten for CPF. I cellestudiene ble den letale konsentrasjonen 50 % (LC50) ble målt til 89 μM CPF. Cellene viste imidlertid tegn på forstyrrelser av lipidmetabolismen ved 50 μM og brutt membranintegritet ved konsentrasjoner så lave som 13,5 μM CPF.
AP3: Effekt av lipid-nivå i diett og vanntemperatur på laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
AP3: Effekt av lipid-nivå i diett og vanntemperatur på laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Fôr med fire fettnivåer, fra 16 til 31 %, og vanntemperaturer på 8 og 15 ℃ ble brukt. Laksen (25 g startvekt) gikk i ferskvann i tanker med 100 fisker i hver tank. Resultatene når det gjelder relativ vekt (indeks) av blindsekkene, som anses som den beste indikatoren for estimering av kolinbehov, viste klar effekt av både fettnivå i fôret og vanntemperatur. Sammenholdt med tidligere studier av kolinbehov hos laks, indikerer resultatene fra AP3, at økningene i blindsekkindeks som følge av økningen i fettnivå i fôret tilsvarer en økning i kolinbehov på 1000 mg/kg fôr, og som følge av økningen i temperatur på 1500mg/kg fôr. Hvis kolinbehov til ulike funksjoner er additive, indikerer resultatene at fisk som får fôr med 31% fett, ved 15 ℃, har et kolinbehov som er 2500 mg/kg høyere enn for fisk som gis fôr med 15% fett ved 8 ℃.
AP4: Effekt av fiskestørrelse og lipidkvalitet på laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
AP4: Effekt av fiskestørrelse og lipidkvalitet på laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Her ble effekter på fiskens kolinbehov av fettsyresammensetning (rapsolje fra 0 til 23 % i fôr med 35% fett) og av fiskestørrelse (1,5 og 3,4 kg) undersøkt. Økningen i innhold av rapsolje endret i særlig grad innholdet i fôret av monoumettede fettsyrer, som gikk opp, mens innholdet av mettede fettsyrer og langkjedede flerumettede fettsyrer gikk ned. Fisken ble fôret i åtte uker i stålbur (100 fisker per bur, ett bur per fôr) i sjø ved LetSea sitt anlegg på Dønna. Resultatene som gjelder effekter av fettsyresammensetning og fiskestørrelse, ble vurdert som beskrevet for i AP3, basert på endringer i blindsekkindeks, og viste at økende innhold av rapsolje fra 0 til 23 % økte kolinbehovet, mens den store fisken hadde lavere kolinbehov enn den mindre. Effektene tilsvarte endringer i kolinbehov på omkring 600 mg/kg på grunn av økningen i innholdet av rapsolje, 800 mg/kg mellom de to fiskestørrelsene. Hvis kolinbehov er additive, indikerer resultatene at fisk på 1,5 kg som får fôr med 23 % rapsolje, trenger 1400 mg/kg mer kolin i fôret enn fisk på 3,5 kg som får fôr uten rapsolje. Imidlertid medførte økt innhold av rapsolje til økt fettfordøyelighet, og ettersom kolinbehovet i AP3 ble vist å øke med økende fettnivå i fôret (WP3), vil noe av økning i kolinbehov med økende rapsoljeinnhold trolig skyldes økingen tilførsel av fordøyelig fett, slik at anslaget for behovsendringen sannsynligvis er for høyt.
Praktisk betydning av resultatene
Praktisk betydning av resultatene
Forsøkene i dette prosjektet som adresserte effekter på kolinbehov av variasjon i fôrsammensetning, omgivelsestemperatur og fiskestørrelse, var designet for å vise slike effekter så klart som mulig. Fôret var derfor formulert til å være svært mangelfullt for kolin og derfor ikke egnet for estimering av optimalt kolinbehov. Ettersom effektene på kolinbehov som resultatene indikerer ikke nødvendigvis er additive, vil en summering av estimatene av endring i behov kunne gi teoretiske totalbehov vesentlig høyere enn de biologiske. I feltundersøkelsen var, imidlertid, det høyeste målte kolinnivået 3040 ppm, i et anlegg der 8 av de 12 fiskene som ble undersøkt hadde alvorlig steatose, noe som indikerer at kolinbehovet hos stor fisk er godt over 3040 ppm. Arbeidet bør følges opp av et forsøk der kolinbehovet hos laks estimeres når det er på sitt høyeste, det vil si med fisk i rask vekst som gis fôr med høyt innhold av fett med høy fordøyelighet, og ved høy temperatur.
Et anslag for den økonomiske gevinsten av å gi fisken optimalt tilskudd av kolin kan baseres på resultatene. Forsøket i denne arbeidspakken viste at kolintilskudd til et fôr basert på planteingredienser opp til et nivå som dekker behovet, ga en reduksjon i vekten av blindsekkene tilsvarende ca. 2 % av kroppsvekten. Dette tilsvarer en økning i salgsverdi i størrelsesorden 10 millioner kr i året i et anlegg som produserer 10 000 tonn fisk til en salgspris av 50 kr/kg. I tillegg kommer bedringen i fôrutnyttelse som kommer som følge av redusert fettakkumulering i innvollene.
Forsøkene med tilsetting av funksjonelle ingredienser for forebygging av tarmbetennelse viste ingen positive effekter hos fisk med tarmbetennelse. Ettersom det foreligger lite annen tilsvarende dokumentasjon, det er behov for å styrke den vitenskapelige dokumentasjonen for helseeffekter av funksjonelle ingredienser, som basis for beslutninger om bruk av funksjonelle ingredienser i fiskefôr. Slik bruk øker fôrkostnadene og, ettersom det er energikrevende å stimulere immunforsvaret, reduserer fôrutnyttelsen.
Results achieved
Summary of results from the project's final report
WP1: Field survey of salmon gut health
Et anslag for den økonomiske gevinsten av å gi fisken optimalt tilskudd av kolin kan baseres på resultatene. Forsøket i denne arbeidspakken viste at kolintilskudd til et fôr basert på planteingredienser opp til et nivå som dekker behovet, ga en reduksjon i vekten av blindsekkene tilsvarende ca. 2 % av kroppsvekten. Dette tilsvarer en økning i salgsverdi i størrelsesorden 10 millioner kr i året i et anlegg som produserer 10 000 tonn fisk til en salgspris av 50 kr/kg. I tillegg kommer bedringen i fôrutnyttelse som kommer som følge av redusert fettakkumulering i innvollene.
Forsøkene med tilsetting av funksjonelle ingredienser for forebygging av tarmbetennelse viste ingen positive effekter hos fisk med tarmbetennelse. Ettersom det foreligger lite annen tilsvarende dokumentasjon, det er behov for å styrke den vitenskapelige dokumentasjonen for helseeffekter av funksjonelle ingredienser, som basis for beslutninger om bruk av funksjonelle ingredienser i fiskefôr. Slik bruk øker fôrkostnadene og, ettersom det er energikrevende å stimulere immunforsvaret, reduserer fôrutnyttelsen.
Results achieved
Summary of results from the project's final report
WP1: Field survey of salmon gut health
Samples were taken and observations made in six farms along the Norwegian coast, three times during the sea phase, in the autumn just after sea transfer, in the following spring, and some weeks before slaughter. The survey of the fish comprised macroscopic and histological characteristics, and observation of other gut health biomarkers such as biochemical and molecular indicators of digestive capacity, immune and barrier functions along the intestine, composition of the microbiota in gut content, blood biomarkers of health and function based on classical and metabolome assays. Feed samples from the sites were characterized regarding macronutrients, amino acids, fatty acids, fibre composition, and choline level. Information on feeding regime and environmental conditions was also observed. The survey confirmed that inflammation in the distal intestine was a frequent condition which increased in severity with time after sea transfer. Steatosis was also observed in all farms, but at variable severity throughout the production period, although lowest in the colder time periods. The information gathered on feed composition indicated that the feed producers delivering feed to the farms included in the survey followed similar strategies regarding development of nutrient composition throughout the production period. They also revealed, based on differences in pattern of fibre components in the diets, that the ingredients varied between the feed producers and throughout the production period. Moreover, the dietary content of choline, which in the other work packages was found to be an important factor for development of the steatosis, varied greatly, but not clearly with severity of the symptoms. The highest analysed level of dietary choline was 3040mg/kg. A clear relationship was not found between the chemical composition of the diets and the observed symptoms of steatosis.
This work package also included investigation of previously collected material from feed experiments in a collaboration between Mowi, Skretting and NMBU. This activity investigated groups of fish fed diets based on commercial receipts. The aim of this study was to detect possible changes with respect to inflammation and to perform a deep-dive with new histomorphological methods (including in situ hybridization) to reveal new traits in the inflammatory responses. In this work, a new scoring system for inflammation in the salmon gut was developed, taking into account variations in the response at different sites of the gut wall. Further, calcifications and dislocated epithelial cells and relation of these findings to the degree of inflammation were identified. Calcifications were observed in the tissues irrespective of symptoms of inflammation, whereas dislocated epithelial cells always were found only in connection with inflammation. Populations of B cells in the salmonid gut were also investigated and strong IgD responses in connection with inflammation were observed. Such responses may be attributed to hypersensitivity reactions, and this finding opens up new possibilities for our understanding of inflammatory conditions in the salmon intestine that should be pursued in future investigations.
WP2: Effects of level of fish meal in the diet and supplementation with choline and functional ingredients
Two controlled feeding experiments were conducted, firstly to address the likely relationships between feed composition and gut inflammation and steatosis, and secondly to find possible means for remediation of these gut disorders. The same analytical tools as mentioned above for the field survey were used to characterize the fish regarding gut function and health. The first controlled experiment (WP2.1) comprised a dose-response trial with eight levels of fish meal in the diets from 0 to 40 per cent at the expense of a constant mixture of protein concentrated meals of soybeans (42 per cent), wheat (28 per cent), peas (15 per cent), corn (11 per cent), and sunflower (5 per cent). Two series of diets were made, one without and the other with a mixture in the diet of 0.3 per cent choline chloride, 0.5 per cent Macrogard and 0.5 per cent nucleotides, ingredients which are suggested to prevent gut inflammation and steatosis. The salmon averaged 186 g at start of the experiment, which was conducted in 1 m2 seawater tanks (10.6℃, 43 fish per tank) and lasted 63 days. One tank of fish was used for each treatment. The results showed that in fish fed diets without functional ingredients, Increasing level of fish meal did not affect growth or feed conversion ratio, but clearly reduced the symptoms of steatosis. Concomitantly, the yield increased due to the reduction in lipid accumulation in the internal organs. No signs of inflammation were observed in the intestines. Increased fish meal level increased microbial richness, diversity, and composition in the digesta in the distal intestine. The supplement mix did not affect growth but eliminated all signs of steatosis in fish fed diets with fishmeal levels at 11 per cent and above, supposedly due to the choline in the mix. The mix modulated expression of some genes which are generally regarded as markers of acute inflammation and stress. However, as no histological signs of inflammation were recorded, the preventive effect of the supplements on gut inflammation cannot be evaluated. However, the mix induced clear effects on the microbiota composition which became quite similar to that of the fish fed high fish meal diets without supplement. The results indicated a choline requirement of the fish in this study of 3000–4000 mg/kg diet.
The second controlled experiment comprised two feed receipts, both expected to induce gut inflammation. Soybean meal was used as the gut health challenger in one of the diets (SBM), and a mixture of corn gluten and pea protein concentrate in the other (CoPea). A high fish meal reference diet (Contr) was also included. Two mixes of functional ingredients suggested to improve gut health by strengthening the immune functions and improve microbiota composition was evaluated: P1 contained arginine and butyrate, P2 contained butyrate, β-glucan, and nucleotides. The SBM diet was tested with both P1 and P2, the CoPea only with P2. The conditions and analytical procedures in this experiment were very similar to those in WP2.1. The diets were tested in duplicate tanks of fish. The results showed that the SBM diet induced severe inflammation in the distal intestine, the CoPea diet a few, mild signs. Accordingly, the two diets would serve as useful models for gaining information on possible beneficial effects of P1 and P2. Addition of P1 to the SBM diet did not alter the histological signs of inflammation, neither did this mixture markedly alter other observed biomarkers considered to indicate gut health, such as growth rate, nutrient digestibility, feed conversion, gut tissue weight, and protease capacity of the intestine, gene expression, bile salt concentration and trypsin activity in the chyme from DI, or plasma metabolites. Even so, marked effects of the P1 supplementation on microbiota composition in the gut content of the distal intestine were observed, in a direction towards the microbiota composition of the fish fed the Contr feed. As for supplementation with the P1 to the SBM diet, supplementation with P2 caused no important effects on the observed biomarkers and did not reduce the prevalence or severity of the inflammation in the distal intestine. However, also for P2, marked effects, similar to those of P1, were observed on the composition of the microbiota in the content of the distal intestine. Similarly, supplementation of the CoPea diet with P2, did not alter the observed signs of inflammation in the distal intestine of these fish, but changed the composition of the microbiota which became similar to that of fish fed the Contr diet.
It was also conducted ex vivo and in vitro (cell line) studies with the aim to answer the question whether inflammation induced by feeding a diet with soybean meal might increase absorption of pesticides, and if pesticides may be toxic to enterocytes. For the ex vivo studies tissues were obtained from fish in WP2.1. Chlorpyrifos (CPF) was chosen as a relevant pesticide. Inflammation appeared not to affect intestinal uptake of CPF. For the cell studies, a cell line based on intestinal mucosal cells from rainbow trout were used. The lethal concentration 50 per cent (LC50) were found to be 90 μM CPF. However, cells displayed signs of disrupted lipid metabolism at 50 μM CPF and disrupted membrane integrity at concentrations as low as 14 μM CPF.
WP3: Effects on choline requirement of lipid level and water temperature
Salmon weighing 25g at start, and kept in fresh water at 8 and 15℃, were fed four diets varying in lipid level from 16 to 31 per cent, in duplicate tanks of fish, with 100 fish per tank, for eight weeks. The sampling and analytical procedures were similar to those used in WP2.1, except that microbiota analyses were not conducted. The results for relative weight (index) of pyloric caeca, considered to be the best biomarker for estimation of choline requirement, showed a clear, increasing effect of both lipid level and temperature. When compared to earlier studies estimating requirement of choline for prevention of steatosis, the increases corresponded to increases in dietary choline requirement of about 1000 and 1500 mg/kg diet, respectively. If choline requirement for various functions are additive, the results indicate that fish fed diets with 31 per cent fat, at 15℃, have a choline requirement which is 2500 mg/kg higher that for fish given feed with 15 per cent fat at 8℃.
WP4: Effects on choline requirement of varying lipid composition and fish size
WP4: Effects on choline requirement of varying lipid composition and fish size
Effects of diets with varying fatty acid composition (0–23 per cent rapeseed oil in diets with 35 per cent fat) and fish size (1.5 and 3.5 kg) were investigated. Increasing inclusion of rapeseed oil increased, in particular, level of monoene fatty acids and decreased level of saturated fatty acids and PUFAs in the diets. The fish were fed for eight weeks in steel cages (100 fish per cage) in sea water at LetSea's facility at Dønna. Sampling and analytical procedures were as described for WP3. The results regarding effects of fatty acid composition and fish size on choline requirement, evaluated as for WP3 based on alteration in pyloric caeca index, indicated that increasing content of rapeseed oil from 0 to 23 per cent increased choline requirement, whereas the large fish required less choline than the smaller fish. If choline requirements are additive, the results indicate that fish weighing 1.5 kg which are fed high fat diets with 23 per cent rapeseed oil, need 1400 mg/kg more choline in the diet than fish weighing 3.5 kg fed high fat diets without rapeseed oil. However, the increase in rapeseed level in the diet caused an increase in lipid digestibility, and, as choline requirement, according to the results of WP3, increase with lipid level in the diet, some of the indicated increase in choline requirement with increasing content of rapeseed oil, was most likely due to the concomitant increase in supply of digestible fat.
Practical implications of the results
Choline requirement. The controlled experiments in this project addressing effects on choline requirement of variation in diet composition, environmental temperature, and fish size, were designed to reveal such effects as clear as possible. The diets were therefore designed to be severely choline deficient and did not supply information suitable for estimation of choline requirement. As the variation in choline requirement indicated in the present study, might not be additive, to sum them up, would indicate a theoretical total requirement which may be substantially higher than the biological. However, in the field survey, the feed sample showing the highest choline level, 3040 mg/kg, was from a farm in which 8 out of 12 investigated fish, showed severe steatosis, indicating that choline requirement of large salmon is well above 3040 mg/kg. The work conducted in this project to clarify conditions which might affect choline requirement, should be followed up by an experiment in which choline requirement can be estimated at its highest, which means with fish in rapid growth, given feed high in lipid of high digestibility, and at high water temperature.
Practical implications of the results
Choline requirement. The controlled experiments in this project addressing effects on choline requirement of variation in diet composition, environmental temperature, and fish size, were designed to reveal such effects as clear as possible. The diets were therefore designed to be severely choline deficient and did not supply information suitable for estimation of choline requirement. As the variation in choline requirement indicated in the present study, might not be additive, to sum them up, would indicate a theoretical total requirement which may be substantially higher than the biological. However, in the field survey, the feed sample showing the highest choline level, 3040 mg/kg, was from a farm in which 8 out of 12 investigated fish, showed severe steatosis, indicating that choline requirement of large salmon is well above 3040 mg/kg. The work conducted in this project to clarify conditions which might affect choline requirement, should be followed up by an experiment in which choline requirement can be estimated at its highest, which means with fish in rapid growth, given feed high in lipid of high digestibility, and at high water temperature.
Excessive, abdominal lipid accumulation reduces fish yield and feed utilization, i.e., factors of great economic importance. The results of WP2 showed that choline supplementation of a plant-based diets reduced the weight of the pyloric intestine by about 2 per cent of body weight, with a corresponding increase in slaughter weight. This increase in yield would increase sales value about NOK10 mill per year in a farm producing 10 000 ton at a sales price of NOK50 per kg. In addition, the improvement in feed utilization as a result of the reduction in lipid accumulation in the belly, would also represent an economical benefit.
Use of functional ingredients for prevention of gut inflammation. The experiments with functional ingredients, evaluating possible preventive effects on gut inflammation, did not show clear, beneficial effect in fish suffering from gut inflammation. Very little similar documentation is available in the scientific literature. This situation calls for strengthening of present knowledge regarding health effects of functional ingredients, as basis for decisions regarding use of functional ingredients in feed for salmon, which are costly and most likely reduces feed efficiency of the diets as stimulation of the immune apparatus is energy demanding.
Vitenskapelig publisering (scientific publications)
Use of functional ingredients for prevention of gut inflammation. The experiments with functional ingredients, evaluating possible preventive effects on gut inflammation, did not show clear, beneficial effect in fish suffering from gut inflammation. Very little similar documentation is available in the scientific literature. This situation calls for strengthening of present knowledge regarding health effects of functional ingredients, as basis for decisions regarding use of functional ingredients in feed for salmon, which are costly and most likely reduces feed efficiency of the diets as stimulation of the immune apparatus is energy demanding.
Vitenskapelig publisering (scientific publications)
– Violetta Aru, Bekzod Khakimov, Klavs Martin Sørensen, Elvis Mashingaidze Chikwati, Trond M. Kortner, Paul Midtlyng, Åshild Krogdahl, and Søren Balling Engelsen, ‘The plasma metabolome of Atlantic salmon as studied by 1H NMR spectroscopy using standard operating procedures. Effect of aquaculture location and growth stage’, Metabolomics 17/6 (2021). For an abstract and access details, see ScienceDirect at https://doi.org/10.1007/s11306-021-01797-0.
– Håvard Bjørgen, Yanxian Li, Trond M. Kortner, Åshild Krogdahl, and Erling Olaf Koppang, ‘Anatomy, immunology, digestive physiology, and microbiota of the salmonid intestine: Knowns and unknowns under the impact of an expanding industrialized production’, Fish & Shellfish Immunology, 107 (2020), 172–186. doi: 10.1016/j.fsi.2020.09.032 (open access).
Flere artikler er under bearbeiding og legges her når publisert.
Prosjektet har kartlagt oppdrettlaksens helsetilstand når det gjelder tarmhelse og -funksjon, og avdekket behov før økt tilsetning av vitaminet kolin i fôret, som har blitt redusert til under behovsgrensen for laksen etter overgangen til en mer plantebasert diett. Man har også avdekket andre faktorer og forhold som er viktig å forstå for å kunne gi anbefalinger om kolin-tilsetning i fôret, samt påvist at utvalgte funksjonelle ingredienser ikke nødvendigvis kan forbedre utfordringer med tarmbetennelser.
-
Final report: GutMatters – Defining and improving intestinal health in farmed salmon
Norwegian University of Life Sciences. September 2022. By Åshild Krogdahl, Paul Midtlyng, Gerd Berge, Øystein Sæle, Søren Balling Engelsen, Erling Olaf Koppang, Anusha Dhanasiri, Elvis Chikwati, Violetta Aru, Håvard Bjørgen, Daphne Siciliani, Henriette Hanssen, and Trond Kortner.
En velfungerende tarm er en nødvendig forutsetning for effektiv fôrutnyttelse og produksjon av en robust laks som vokser raskt og som kan motstå stress og infeksjoner. Laksens tarmhelse har til nå fått liten oppmerksomhet til tross for den viktige betydningen den har for fiskens prestasjon, helse og velferd. Tidligere forskning indikerer at det økende innslaget av planteprodukter i fôret kan være en viktig medvirkende årsak til de tarmproblemene som observeres. Planter inneholder anti-næringsstoffer og ulike fibertyper som er kjent for å påvirke tarmfunksjonen, endre tarmens mikrobiota og påvirke ernæringsstatus hos fisken. I tillegg vil fiskens utviklingsstadium, lokalitet og andre miljøforhold og forurensninger kunne være medvirkende faktorer for tarmhelsen. For å kunne forstå samspillet mellom alle faktorene som kan ha betydning for tarmhelsen, kreves mer kunnskap om tarmhelsen hos laks i oppdrett, hvordan fôret kan påvirke denne og viktige samspill mellom forhold hos fisken og miljøet. En velfungerende, frisk og robust tarm kan sikre effektivt opptak av næringsstoffer, god omsetning og vekst i organer og vev, et effektivt immunforsvar, og god fungerende barriere mot toksiner og patogener.
Arbeidet i dette prosjektet viderefører utviklingen av kunnskap om ernæring og tarmhelse som var en hovedaktivitet i det tidligere “Aquaculture Protein Centre (APC)”, som var et senter for fremragende forskning finansiert av Norges forskningsråd (2003–2012).
Tarmhelse er et viktig tema også i andre pågående prosjekter som både angår laks og som en eller flere av partnerne i dette prosjektet deltar i. Aktuelle eksempler er prosjektene:
— “Insects as natural feed ingredients for sustainable salmon farming (AquaFly)” med NIFES som ansvarlig (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 238997)
— “Funksjonelle fôr til laks oppdrettet under arktiske forhold (ArcticFunc)”, med Arctic Salmon Research Centre (ASRC) som ansvarlig (finansiert av Regionale forskningsfond Nord-Norge (RFF-NORD), prosjektnr. 257043)
— “Mikrobiota og helse hos laks oppdrettet under arktiske forhold i Finnmark (ArcticFlora)”, med Cermaq Norway AS som ansvarlig (finansiert av MABIT, et næringsrettet FoU-program innenfor marin bioteknologi i Nord-Norge, prosjektnr. AF 0075)
— “Intestinal function and health in Ballan wrasse”, med NIFES som ansvarlig (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 244170)
— “Program rensefisk: Ernæringsbehov og fôring for optimal helse og overlevelse av rensefisk”, ledet av Nofima (finansiert av FHF, prosjektnr. 901331)
— “Ernæringens betydning for skinn-, tarm- og gjellehelse hos laks” (FHF-901265)
— “Development of tools for assessment of the immune competence of Atlantic salmon smolts and growers”, ledet av Nofima (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 267644).
Som FHF konstaterer i sin utlysning, er tapet i sjøfasen fortsatt for høyt ved produksjon av laks og ørret. Årsakene til tap i sjøen inkluderer både håndtering, smoltkvalitet og infeksjonssykdommer. Hva som ansees som de viktigste tapsfaktorene, varierer både over tid og mellom geografiske områder/aktører. FHF etterspør ny kunnskap innen tre områder som kan bedre fiskehelse og redusere tap, hvorav ett område er kunnskap som kan bidra til sikre god tarmhelse hos laksefisk. Prosjektet omhandler således et sentralt område i utlysningen. Alle partnerne i prosjektet har god tarmhelse som mål i sin forskning og/eller produksjon, og temaet tarmhelse er godt forankret i alle institusjonenes overordnede mål.
Arbeidet i dette prosjektet viderefører utviklingen av kunnskap om ernæring og tarmhelse som var en hovedaktivitet i det tidligere “Aquaculture Protein Centre (APC)”, som var et senter for fremragende forskning finansiert av Norges forskningsråd (2003–2012).
Tarmhelse er et viktig tema også i andre pågående prosjekter som både angår laks og som en eller flere av partnerne i dette prosjektet deltar i. Aktuelle eksempler er prosjektene:
— “Insects as natural feed ingredients for sustainable salmon farming (AquaFly)” med NIFES som ansvarlig (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 238997)
— “Funksjonelle fôr til laks oppdrettet under arktiske forhold (ArcticFunc)”, med Arctic Salmon Research Centre (ASRC) som ansvarlig (finansiert av Regionale forskningsfond Nord-Norge (RFF-NORD), prosjektnr. 257043)
— “Mikrobiota og helse hos laks oppdrettet under arktiske forhold i Finnmark (ArcticFlora)”, med Cermaq Norway AS som ansvarlig (finansiert av MABIT, et næringsrettet FoU-program innenfor marin bioteknologi i Nord-Norge, prosjektnr. AF 0075)
— “Intestinal function and health in Ballan wrasse”, med NIFES som ansvarlig (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 244170)
— “Program rensefisk: Ernæringsbehov og fôring for optimal helse og overlevelse av rensefisk”, ledet av Nofima (finansiert av FHF, prosjektnr. 901331)
— “Ernæringens betydning for skinn-, tarm- og gjellehelse hos laks” (FHF-901265)
— “Development of tools for assessment of the immune competence of Atlantic salmon smolts and growers”, ledet av Nofima (finansiert av Norges forskningsråd, prosjektnr. 267644).
Som FHF konstaterer i sin utlysning, er tapet i sjøfasen fortsatt for høyt ved produksjon av laks og ørret. Årsakene til tap i sjøen inkluderer både håndtering, smoltkvalitet og infeksjonssykdommer. Hva som ansees som de viktigste tapsfaktorene, varierer både over tid og mellom geografiske områder/aktører. FHF etterspør ny kunnskap innen tre områder som kan bedre fiskehelse og redusere tap, hvorav ett område er kunnskap som kan bidra til sikre god tarmhelse hos laksefisk. Prosjektet omhandler således et sentralt område i utlysningen. Alle partnerne i prosjektet har god tarmhelse som mål i sin forskning og/eller produksjon, og temaet tarmhelse er godt forankret i alle institusjonenes overordnede mål.
1) Å framskaffe kunnskap om hvilke tarmhelseproblemer som forekommer hos laks i sjø i Norge.
2) Å vurdere hvilken betydning fôrets kjemiske sammensetning og produksjonsforhold har for tarmproblemene som avdekkes og hvilke mekanismer som ligger under.
3) Å studere samspill mellom fôrets råvaresammensetning og tarmhelse.
4) Å finne løsninger for å redusere tarmhelseproblemer ved endringer i fôrets sammensetning.
2) Å vurdere hvilken betydning fôrets kjemiske sammensetning og produksjonsforhold har for tarmproblemene som avdekkes og hvilke mekanismer som ligger under.
3) Å studere samspill mellom fôrets råvaresammensetning og tarmhelse.
4) Å finne løsninger for å redusere tarmhelseproblemer ved endringer i fôrets sammensetning.
Tarmens immunforsvar utgjør den mest omfattende delen av laksens totale immunforsvar. Utviklingen av et velfungerende immunforsvar tar tid og er avhengig av riktig næringsstoffbalanse i fôret. Den påvirkes og utfordres også av innholdet av andre komponenter som følger med fôringrediensene eller finnes i miljøet for øvrig. Store endringer i fôrets sammensetning med økt bruk av ingredienser som kan anses som unaturlige for fisken, forventes å påvirke både immunforsvaret og øvrige funksjoner i tarmen, slike som barriere mot fremmedstoffer og fordøyelse av næringsstoffer. Resultatet kan være nedsatt helse og velferd. I lys av dette og de høye tapstallene som laksenæringen opplever, er det ikke usannsynlig at dette delvis skyldes svekket immunforsvar. Følgelig er det grunn til å anta at optimalisering av fôrets sammensetning kan redusere tapene, bedre helsen og effektiviteten i produksjonen og derved både fiskevelferden og det økonomiske utbyttet.
Prosjektet vil på kort sikt indikere hvilke tarmhelseutfordringer laksenæringen har og indikere hva som kan og bør gjøres for å bedre situasjonen. Kunnskapene som genereres er nødvendig for å kunne være mer målrettet i videreutviklingen av laksefôr.
Kunnskapen vil også være viktig i utviklingen av fôr til andre fiskearter. Arbeidet i dette prosjektet vil gi viktige kunnskapsbrikker i det store “puslespillet” som må legges for å kunne sikre god tarmhelse hos oppdrettslaks.
Prosjektet har en stor bredde og omfatter samarbeid mellom sentrale næringsaktører og forskergrupper med kompetanse til å løse de aktuelle spørsmålene, noe som tilsier god utnyttelse av kompetanse, verktøy og infrastruktur så vel som av økonomiske ressurser.
Prosjektet vil på kort sikt indikere hvilke tarmhelseutfordringer laksenæringen har og indikere hva som kan og bør gjøres for å bedre situasjonen. Kunnskapene som genereres er nødvendig for å kunne være mer målrettet i videreutviklingen av laksefôr.
Kunnskapen vil også være viktig i utviklingen av fôr til andre fiskearter. Arbeidet i dette prosjektet vil gi viktige kunnskapsbrikker i det store “puslespillet” som må legges for å kunne sikre god tarmhelse hos oppdrettslaks.
Prosjektet har en stor bredde og omfatter samarbeid mellom sentrale næringsaktører og forskergrupper med kompetanse til å løse de aktuelle spørsmålene, noe som tilsier god utnyttelse av kompetanse, verktøy og infrastruktur så vel som av økonomiske ressurser.
Prosjektet gjennomføres med to hovedarbeidspakker (fire fra august 2020, se under):
AP1 Undersøkelse av tarmhelsestatus hos laks
Ansvarlig: Aquamedic og VM-Nutr
AP1.1 Feltundersøkelse
Ansvarlig: Aquamedic
Fisk vil bli undersøkt og prøver tatt ut til analyser ved til sammen seks oppdrettsanlegg i Sør-, Midt- og Nord-Norge tre ganger fra de samme populasjonene i løpet av vekstfasen i sjø, like etter utsett, og etter 6–8 og 12–15 måneder. Følgende registreringer og prøver skal tas fra minimum 12 representative fisker fra hvert anlegg ved hvert uttak: Makroskopisk utseende og funn som framkommer ved disseksjon og som kan ha betydning for fiskens helse samles i et scoringsskjema; prøver av blod, faeces, tarmvev, tarminnhold, lever, hjerte, hodenyre og milt tas ut til analyse som beskrevet i AP1.3. Informasjon om fôring og fôrprøver vil bli samlet, og tilgjengelige data som beskriver lokalisasjon, populasjon av fisk, miljø, andre relevant driftsrutiner og framdrift, dødelighet og andre produksjons- og helsedata vil bli innhentet.
Ansvarlig: Aquamedic
Fisk vil bli undersøkt og prøver tatt ut til analyser ved til sammen seks oppdrettsanlegg i Sør-, Midt- og Nord-Norge tre ganger fra de samme populasjonene i løpet av vekstfasen i sjø, like etter utsett, og etter 6–8 og 12–15 måneder. Følgende registreringer og prøver skal tas fra minimum 12 representative fisker fra hvert anlegg ved hvert uttak: Makroskopisk utseende og funn som framkommer ved disseksjon og som kan ha betydning for fiskens helse samles i et scoringsskjema; prøver av blod, faeces, tarmvev, tarminnhold, lever, hjerte, hodenyre og milt tas ut til analyse som beskrevet i AP1.3. Informasjon om fôring og fôrprøver vil bli samlet, og tilgjengelige data som beskriver lokalisasjon, populasjon av fisk, miljø, andre relevant driftsrutiner og framdrift, dødelighet og andre produksjons- og helsedata vil bli innhentet.
AP 1.2 Studier av tidligere innhentet materiale
Ansvarlig: VM-Nutr og VM-Defence
Prøver tilsvarende de som samles inn under AP1.1, som er innhentet i tidligere studier hos Marine Harvest og Cermaq vil bli gjenstand for tilsvarende analyser som nevnt i AP1.3 så langt som mulig.
AP1.3 Analyser av prøver og databehandling
Vevsprøver fra alle prøvetatte fisker vil bli gjenstand for histo-morfologiske undersøkelser (AP1.3.1: Tarmhistologi.
Ansvarlig: Aquamedic
Basert på resultatene av disse analysene, så vel som score for makroskopiske funn av patologisk karakter (AP1.1) vil aktuelle prøver fra et antall fisker som viser ulike patologiske forandringer og med varierende score, analyseres i større detalj:
Ansvarlig: Aquamedic
Basert på resultatene av disse analysene, så vel som score for makroskopiske funn av patologisk karakter (AP1.1) vil aktuelle prøver fra et antall fisker som viser ulike patologiske forandringer og med varierende score, analyseres i større detalj:
AP1.3.2: Immunstatus i tarm basert på genekspresjonsanalyser.
Ansvarlig: Nofima
AP1.3.3: Tarmens barrierefunksjon basert på immunhistokjemiske analyser.
Ansvarlig: VM-Defence
AP1.3.4: Fordøyelsesfunksjoner basert hovedsakelig på klassiske biokjemiske analyser.
Ansvarlig: VM-Nutr
AP1.3.5: Tarmmikrobiota basert på next generation sequencing.
Ansvarlig: VM-Nutr
AP1.3.6: Metabolomprofilering av faeces og blod som gir informasjon om hvilke metabolske prosesser som foregår i hhv tarminnhold og i fisken og relative forhold mellom disse.
Ansvarlig: University of Copenhagen (UCPH)
AP1.3.7: Beskrivelse av fôrprøver mht innhold av næringsstoffer, antinæringsstoffer, fiber, mykotoksiner, pestisider og mikrobiota.
Ansvarlig: VM-Nutr
AP1.3.8: Multivariat analyse av alle resultater for å identifisere komponenter i faeces og blod som kan tjene som biomarkører for tarmhelseproblemer, produksjon og velferd hos laks.
Ansvarlig: UCPH.
AP2: Kontrollerte forsøk
Målet med denne arbeidspakken er å studere samspill mellom plantefôrmidler og komponenter i disse på tarmfunksjon og tarmhelse for å få ytterligere kunnskap om mulige årsaker til tarmhelseproblemer som følge av økt bruk.
AP2.1+3 Fôringsforsøk
Ansvarlig: VM-Nutr
Forsøkene gjennomføres i Nofimas forsøksanlegg på Sunndalsøra. Virkningen av utvalgte plantefôrmidler som til nå ikke har vært grundig studert og som kan ha negative effekter på tarmhelse kartlegges (AP2.1). I AP2.3 skal virkningen av utvalgte funksjonelle ingredienser studeres for å finne muligheter for å redusere og eventuelt eliminere tarmhelseproblemer som kartlegges i AP2.1. I hovedsak skal de samme metodene som er beskrevet for kartlegging av tarmhelsesituasjonen hos fisk i oppdrettsanlegg brukes også i fôringsforsøkene.
Ansvarlig: VM-Nutr
Forsøkene gjennomføres i Nofimas forsøksanlegg på Sunndalsøra. Virkningen av utvalgte plantefôrmidler som til nå ikke har vært grundig studert og som kan ha negative effekter på tarmhelse kartlegges (AP2.1). I AP2.3 skal virkningen av utvalgte funksjonelle ingredienser studeres for å finne muligheter for å redusere og eventuelt eliminere tarmhelseproblemer som kartlegges i AP2.1. I hovedsak skal de samme metodene som er beskrevet for kartlegging av tarmhelsesituasjonen hos fisk i oppdrettsanlegg brukes også i fôringsforsøkene.
AP2.2 Ex vivo studier av effekter av antinæringsstoffer og kontaminanter
Ansvarlig: NIFES
Det skal gjennomføres grunnleggende studier av virkninger av enkelte, aktuelle antinæringsstoffer som finnes naturlig i plantefôrmidler, aktuelle rester etter pesticidbehandling av planter, og stoffer som blir interessante som følge av arbeidet med AP1.3.8. Studiene gjennomføres ex vivo med isolerte tarmsekker. Disse forsøkene, som krever kun små mengder av de aktuelle stoffene, gjennomføres for å få informasjon om virkningsmekanismer av komponenter som det prismessig er umulig å studere virkninger av i ordinære fôringsforsøk. Analysemetodene vil være både histologiske, fysiologiske og molekylærbiologiske og vise virkninger på tarmens integritet og funksjon som barriere mot patogener og fremmedstoffer.
Ansvarlig: NIFES
Det skal gjennomføres grunnleggende studier av virkninger av enkelte, aktuelle antinæringsstoffer som finnes naturlig i plantefôrmidler, aktuelle rester etter pesticidbehandling av planter, og stoffer som blir interessante som følge av arbeidet med AP1.3.8. Studiene gjennomføres ex vivo med isolerte tarmsekker. Disse forsøkene, som krever kun små mengder av de aktuelle stoffene, gjennomføres for å få informasjon om virkningsmekanismer av komponenter som det prismessig er umulig å studere virkninger av i ordinære fôringsforsøk. Analysemetodene vil være både histologiske, fysiologiske og molekylærbiologiske og vise virkninger på tarmens integritet og funksjon som barriere mot patogener og fremmedstoffer.
Prosjektutvidelse fra august 2020
AP3: Effekt av lipid-nivå i diett og vanntemperatur på fettlever (steatose) i laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Ansvarlig: Nofima, VM-Nutr og Aquamedic
Atlantisk laks i ferskvann vokser raskere og spiser mer fôr per kroppsenhet sammenlignet med fisk i sjøvann, og kan være mer sensitiv for variasjon i tilførsel av kolin enn større fisk. Her vil man gjennomføre et forsøk i ferskvann fra 20 gram til 50–60 gr størrelse. Følgende 4 x 2 behandlinger er planlagt med PIT-merket fisk i duplikate kar (totalt 16 kar): Fire høy-plantebaserte dietter med varierende lipid-nivå (f.eks. 15, 20, 25, 30 %) og to temperaturer (7 og 15 grader celsius).
Diettene vil inneholde suboptimale nivåer av kolin, og grad av utvikling av steatose /lipid malabsorbsjon vil måles. Fisk vil fôres til metthet og fôrinntak registreres. Det tas mål om varighet av forsøket som tilsvarer en dobling av vekt for fisk på den laveste temperaturen. Hvert kar vil ha et tilstrekkelig antall fisk for måling av fordøyelighet av næringsstoff, inkludert kolin fordøyelighet. En rekke biomarkører vil registreres: kjemisk sammensetning av fôr, individuell vekstprestasjon inkludert vekt av indre organer, fordøyelighet av næringsstoffgrupper samt lipidprofil i blod og histologi, fettnivå og gen-ekspresjon i blindsekker og lever.
AP4: Effekt av fiskestørrelse og lipidkvalitet på fettlever (steatose) i laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Ansvarlig: VM-Nutr, Nofima og Aquamedic
Stor atlantisk laks gis i dag fôr med høyere fettnivå som kan medføre behov for økt tilførsel av kolin. Videre er det mulig at fettsyresammensetning av lipid, som påvirker smeltepunkt, konsistens og fordøyelighet, også påvirker lipidtransport over tarm-mukosa og følgelig behov for kolin.
Følgende forsøksgrupper er planlagt med PIT-merket laks:
• atlantisk laks i to ulike størrelsesgrupper, ca 1500 og 3500 gr, i sjøvann
• to kvaliteter av lipid, f.eks. fiskeolje fra nordatlantisk fisk eller 35 % rapsolje i diett, i triplikate kar, eller seks blandinger nordatlantisk fiskeolje og rapsolje, f.eks. 0/35, 10/25, 20/15, 25/10, 35/0, uten replikater
• totalt 12 kar
AP3: Effekt av lipid-nivå i diett og vanntemperatur på fettlever (steatose) i laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Ansvarlig: Nofima, VM-Nutr og Aquamedic
Atlantisk laks i ferskvann vokser raskere og spiser mer fôr per kroppsenhet sammenlignet med fisk i sjøvann, og kan være mer sensitiv for variasjon i tilførsel av kolin enn større fisk. Her vil man gjennomføre et forsøk i ferskvann fra 20 gram til 50–60 gr størrelse. Følgende 4 x 2 behandlinger er planlagt med PIT-merket fisk i duplikate kar (totalt 16 kar): Fire høy-plantebaserte dietter med varierende lipid-nivå (f.eks. 15, 20, 25, 30 %) og to temperaturer (7 og 15 grader celsius).
Diettene vil inneholde suboptimale nivåer av kolin, og grad av utvikling av steatose /lipid malabsorbsjon vil måles. Fisk vil fôres til metthet og fôrinntak registreres. Det tas mål om varighet av forsøket som tilsvarer en dobling av vekt for fisk på den laveste temperaturen. Hvert kar vil ha et tilstrekkelig antall fisk for måling av fordøyelighet av næringsstoff, inkludert kolin fordøyelighet. En rekke biomarkører vil registreres: kjemisk sammensetning av fôr, individuell vekstprestasjon inkludert vekt av indre organer, fordøyelighet av næringsstoffgrupper samt lipidprofil i blod og histologi, fettnivå og gen-ekspresjon i blindsekker og lever.
AP4: Effekt av fiskestørrelse og lipidkvalitet på fettlever (steatose) i laks fôret med suboptimalt nivå av kolin
Ansvarlig: VM-Nutr, Nofima og Aquamedic
Stor atlantisk laks gis i dag fôr med høyere fettnivå som kan medføre behov for økt tilførsel av kolin. Videre er det mulig at fettsyresammensetning av lipid, som påvirker smeltepunkt, konsistens og fordøyelighet, også påvirker lipidtransport over tarm-mukosa og følgelig behov for kolin.
Følgende forsøksgrupper er planlagt med PIT-merket laks:
• atlantisk laks i to ulike størrelsesgrupper, ca 1500 og 3500 gr, i sjøvann
• to kvaliteter av lipid, f.eks. fiskeolje fra nordatlantisk fisk eller 35 % rapsolje i diett, i triplikate kar, eller seks blandinger nordatlantisk fiskeolje og rapsolje, f.eks. 0/35, 10/25, 20/15, 25/10, 35/0, uten replikater
• totalt 12 kar
Laksen vil bli fôret til metthet i et forsøk over 6-8 uker på sommeren. Biomarkører vil være som beskrevet for AP3. Forsøket vil gjennomføres hos LetSea på Dønna.
Prosjektledelse, organisering og samarbeid
Følgende forskningssamarbeidspartnere er med i prosjektet:
Følgende forskningssamarbeidspartnere er med i prosjektet:
• NMBU Veterinærhøgskolen: Faggruppe Ernæring og helse hos husdyr (VM-Nutr) ved professor Åshild Krogdahl (prosjektleder) og forsker Trond Kortner.
• NMBU Veterinærhøgskolen: Faggruppe Forsvarsmekanismer og genetikk (VM-Defence) ved professor Erling Olav Koppang DMV.
• Aquamedic AS ved forsker Paul Midtlyng DMV og forsker Elvis Chikwati DMV.
• Nofima ved seniorforsker Aleksei Krasnov og seniorforsker Gerd Marit Berge.
• NIFES ved forsker Øystein Sæle.
• Universitetet i København (UCPH) ved professor Søren Balling Engelsen.
• NMBU Veterinærhøgskolen: Faggruppe Forsvarsmekanismer og genetikk (VM-Defence) ved professor Erling Olav Koppang DMV.
• Aquamedic AS ved forsker Paul Midtlyng DMV og forsker Elvis Chikwati DMV.
• Nofima ved seniorforsker Aleksei Krasnov og seniorforsker Gerd Marit Berge.
• NIFES ved forsker Øystein Sæle.
• Universitetet i København (UCPH) ved professor Søren Balling Engelsen.
Følgende aktører fra oppdrettsnæringen har gitt tilsagn om aktiv deltagelse i prosjektet og vil bidra ved å stille oppdrettsanlegg til disposisjon for prøveuttak og gi bistand ved formulering og produksjon av fôr: Cermaq, Midt-Norsk Havbruk, SalMar, Mowi, Lingalaks, Skretting, Biomar, Cargill.
Formidlingsplanen for prosjektet har som mål å oppnå raskest mulig forståelse og implementering av resultatene hos forsknings- og industripartnerne i prosjektet, videre blant andre forskere og aktører i oppdrettsindustrien, i Mattilsynet, hos politikere, andre interessenter og publikum generelt.
Rapport om framdrift og resultater gis til prosjektpartnerne, de assosierte industriaktørene og øvrige medlemmer av referansegruppe og vil skje hvert tertial enten i telefonmøter (2 i året) eller samlinger med personlig oppmøte (1 i året).
Sammenstillinger av resultater, rapporter og møtereferater vil være tilgjengelige på en felles plattform.
Til andre forskere, industriaktører, interessenter og publikum vil prosjektet og resultater presenteres i rapporter til FHF, i FHFs nyhetsbrev og ved FHF-konferanser. Resultatene vil dessuten presenteres i artikler i relevante næringstidsskrifter, så vel som i nasjonale og internasjonale vitenskapelige tidsskrifter med fagfellevurdering. Samarbeidspartnerne og de assosierte industripartnerne vil også kunne presentere resultater fra prosjektet på sine hjemmesider. Sluttrapporten vil publiseres på FHFs nettside.
Det skal i løpet av 2020 arrangeres et arbeidsmøte med temaet “Tarmhelse hos norsk oppdrettslaks” med deltagere fra forskning og industri. Der vil resultater fra prosjektet presenteres og diskuteres. Møtet blir arrangert av prosjektgruppen. Prosjektet vil ha sin egen hjemmeside under NMBUs, hovedside, der informasjon om planer og resultater formidles fortløpende
Rapport om framdrift og resultater gis til prosjektpartnerne, de assosierte industriaktørene og øvrige medlemmer av referansegruppe og vil skje hvert tertial enten i telefonmøter (2 i året) eller samlinger med personlig oppmøte (1 i året).
Sammenstillinger av resultater, rapporter og møtereferater vil være tilgjengelige på en felles plattform.
Til andre forskere, industriaktører, interessenter og publikum vil prosjektet og resultater presenteres i rapporter til FHF, i FHFs nyhetsbrev og ved FHF-konferanser. Resultatene vil dessuten presenteres i artikler i relevante næringstidsskrifter, så vel som i nasjonale og internasjonale vitenskapelige tidsskrifter med fagfellevurdering. Samarbeidspartnerne og de assosierte industripartnerne vil også kunne presentere resultater fra prosjektet på sine hjemmesider. Sluttrapporten vil publiseres på FHFs nettside.
Det skal i løpet av 2020 arrangeres et arbeidsmøte med temaet “Tarmhelse hos norsk oppdrettslaks” med deltagere fra forskning og industri. Der vil resultater fra prosjektet presenteres og diskuteres. Møtet blir arrangert av prosjektgruppen. Prosjektet vil ha sin egen hjemmeside under NMBUs, hovedside, der informasjon om planer og resultater formidles fortløpende
-
Final report: GutMatters – Defining and improving intestinal health in farmed salmon
Norwegian University of Life Sciences. September 2022. By Åshild Krogdahl, Paul Midtlyng, Gerd Berge, Øystein Sæle, Søren Balling Engelsen, Erling Olaf Koppang, Anusha Dhanasiri, Elvis Chikwati, Violetta Aru, Håvard Bjørgen, Daphne Siciliani, Henriette Hanssen, and Trond Kortner.
Prosjektnyheter
24.03.2022
Seminar - GutMatters
26.10.2022
Ett vitamin gir bedre tarmhelse hos laks
17.09.2020
Webinar on microbiota in aquaculture