Presisjonsavl har tre mål: (1) å kunna selektera dei beste individa for avl med stor nøyaktighet for å maksimera genetisk framgang, (2) å unngå skadelige bivirkninger av seleksjon, og (3) å bevara genetisk variasjon i avlspopulasjonen slik at ein ikkje tapar framtidig avlsframgang.

Forskinga vår nå er fokusert på å få nøyaktige avlsverdiar som i (1). Det nettopp publiserte genkartet for atlantisk laks er svært nyttig for å få til dette. Meir enn 4 millionar SNP-ar (DNA-posisjonar med variasjon) blei funne. Men å finna dei SNP-ane som har betydning for ein gitt interessant eigenskap blant så mange mulege, er som å leita etter nåla i høystakken. For å testa seleksjonsmetoden vår brukte vi pankreassjuksom (PD) og feittinnhald i muskel som døme. I tillegg til fenotypar for eigenskapane brukte vi genekspresjonsprofilering og metylasjonsprofilar for å velja SNP-ar som ga best nøyaktighet for dei genomiske avlsverdiane. Ein kombinasjon av genomisk slektskap, PLS (Partial Least Squares) for kort-intervall-vekting av SNP-ane, og Bayesiansk forhåndsvekting av genomiske områder basert på ekstra informasjon om genekspresjon og metylasjon, blei brukt for å maksimera nøyaktigheten til dei genomiske avlsverdiestimata. Nøyaktigheten blei testa med kryssvalidering. Signifikant, opp mot 10%, betring i nøyaktighet blei funne samanlikna med GBLUP (Genomic Best Linear Unbiased Prediction). Og auken i nøyaktighet var gyldig for større genetiske avstandar. Dette betyr at SNP-effektane kan estimerast i ein del av populasjonen og brukast til å finna genomiske avlsverdiar i ein heilt annan del.

Akvakultur er en industri i vekst og har fra 1985 til 2013 økt produksjonen fra 7,7 til 70,1 millioner tonn [1]. Av de totale produksjonskostnadene i vekstfasen i sjø utgjør fôrkostnadene ca. 60%. Fôrkostandene kan reduseres ved å gjøre laksen mer fôreffektiv. FCR (Feed Conversion Ratio) kan defineres som g fôropptak / g tilvekst. En forbedret FCR vil redusere produksjonskostnadene. Laksen må ha en større evne til å fordøye, absorbere, og metabolisere næringsstoffer til produksjon av filet. Tidligere studier har vist en relativ lav genetisk korrelasjon mellom tilvekst og fôropptak (0,3-0,5) [2 og 3], slik at indirekte seleksjon via tilvekst nødvendigvis ikke er effektiv. Det er derfor behov for å finne nye måleparametere i avlsarbeidet for fôreffektivitet. Det er imidlertid store utfordringer med å måle fôreffektivitet direkte, fordi individuell registering av fôropptak er vanskelig å gjennomføre med dagens metoder i sjø.

 I forsøket ble det undersøkt om det er variasjon i fordøyelighet mellom 129 individer fra 14 ulike familier hos laks. Det ble funnet signifikante forskjeller mellom familier i fordøyelighet av nitrogen (P = 0,006) og karbon (P = 0,0005), med en estimert arvegrad for fordøyelighet av nitrogen på 49 % og av karbon på 59 %. Fordøyelighet synes imidlertid å ha en sterkt ugunstig genetisk korrelasjon med tilvekst (r = -0,97). En mulig forklaring på dette kan være at høyere tilvekst gir høyere fôropptak, som igjen øker passasjehastighet i fordøyelseskanalen og gir lavere fordøyelighet. På den annen side er tilvekst forventet å bedre FCR av fordøyde næringsstoffer ved at en relativt større andel av næringsstoffene brukes til vekst, mens en relativt mindre andel brukes til vedlikehold av eksisterende kroppsmasse. På et større materiale, der FCR ble målt på familienivå (to gjentak per familie) ble det funnet en klart gunstig genetisk korrelasjon mellom tilvekst og FCR (r = -0.67). De gunstige effektene av tilvekst oppveier dermed klart de ugunstige effektene på fordøyelighet. Resultatet indikerer imidlertid også at det er betydelig variasjon i FCR som hverken kan knyttes til tilvekst eller fordøyelighet. Det er derfor viktig å undersøke om det er andre potensielle fenotyper som kan forklare mer av variasjon i fôreffektivitet. 

Vi har fulgt laksefamilier selektert for HØY og LAV ekspresjon av delta-6b genet i tre generasjoner. Delta-6 genet er sentralt i omdanningen av fettsyren ALA til de flerumettede fettsyrene EPA og DHA, som er viktige for kvaliteten på fileten og fiskehelsen.

 I generasjon 1 identifiserte vi tre SNP-er (genmarkører) som ligger i delta-6 genet med signifikant effekt på mengde EPA og DHA i lever. Et stort antall gener var ulikt utrykt mellom HØY- og LAV-gruppene.

 I generasjon 2 fant vi at HØY-gruppen hadde lavere dødelighet i sjø, mindre mengde visceralt fett, lavere mengde av de inflammatoriske markørene ASAT, ALAT og COX2 enn LAV-gruppen. I tillegg fant vi økt forekomst av fettlever i HØY-gruppen sammenlignet med LAV-gruppen. Når HØY-gruppen ble fôret med planteolje utviklet den ikke fettlever i motsetning til LAV-gruppen. Når vi verifiserte SNP-ene fra generasjon 1 i fisk fra generasjon 2 så fant vi en nær dobling av mengde EPA og DHA i leveren til fisk med det ene allelet sammenlignet med det andre allelet. 

I generasjon 3 fant vi, som i generasjon 2, høyere nivå av EPA og DHA i lever i HØY-gruppen enn LAV-gruppen, og bedre kapasitet til å utnytte ALA fra planteolje til å produsere EPA og DHA.  

Generelt så var det små effekter på mengde EPA og DHA i muskel.

Konklusjon: våre forsøk viser en genetisk forskjell i laksens kapasitet å produsere EPA og DHA. Studiene viser også et samspill mellom genetikk og fôr som påvirker laksens evne til å utnytte planteråvarer uten negative effekter på helse.

Avlsselskapene bruker hvert år store summer på avlsrettet forskning for økt sykdomsresistens. Sykdommer som pankreassykdom (PD), kardiomyopatisyndrom (CMS eller «hjertesprekk»), hjerte- og skjelettmuskelbetennelse (HSMB), infeksiøs lakseanemi (ILA) og lakselus koster oppdrettsnæringen enorme summer hvert år. Fisken dør eller får redusert vekst som følge av disse og andre sykdommer. For å finne gen-varianter som gir økt sykdomsresistens utføres det ofte kontrollerte smitteforsøk (challenge-tester) ved å infisere fisken med patogenet og måle sykdomsforløpet. Individene blir også genotypert, dvs. deres DNA blir kartlagt, for om mulig å koble ulike genvarianter mot sykdomsresistens. 

Smitteforsøk har vist seg effektive i avlsarbeid for økt resistens mot ulike sykdommer innen akvakultur, og har dermed bidratt til redusert sykdomsforekomst og dødelighet i felt. Slike forsøk er imidlertid kostbare og innebærer nødvendigvis en redusert dyrevelferd for test-fisken. I noen tilfeller er det praktisk vanskelig å smitte fisken på en måte som gir tilstrekkelig datagrunnlag for videre analyse, og det kan ta tid før gode smitteforsøk-protokoller etableres for nye sykdommer. Det er også nødvendig med en høy korrelasjon mellom egenskapen i smitteforsøk og i felt.

I 2014 lanserte AquaGen sitt TRACK-produkt. Dette innebærer at rogn-, settefisk- og matfiskleverandører må ha god kontroll på sin logistikk slik at ulike leveranser av TRACK-rogn- og fisk ikke blandes, og samme kombinasjon av stamfisk hanner og hunner kan ikke brukes til ulike leveranser. Dette muliggjør opprinnelsessporing ved å sammenligne DNA fra antatt rømt oppdrettsfisk med DNAet til stamfisken. Når foreldrene er gjenkjent vil også leveransen være gjenkjent, og kunne spores i logistikk-kjeden. Dermed har man betraktelig innsnevret antall anlegg/produsenter som oppdrettslaksen kan ha rømt fra.

Som følge av at kunder kjøper TRACK-produktet, vil det potensielt i mange tilfeller være kjent familiesammensetning (både hvilke familier og omtrentlig antall per familie) i merder i konvensjonell produksjon. Ved et sykdomsutbrudd kan man for disse tilfellene ta DNA-prøver fra (tilnærmet) all død fisk. Denne informasjonen kan så brukes til å identifisere opprinnelsen til den døde fisken. Data på dødelighet i merd, familie-sammensetning i merden, opprinnelse og DNA til dødfisk, samt DNA fra foreldre kan kombineres og brukes i genetiske analyser. 

Vårt mål er å undersøke om TRACK-logistikken er egnet til bruk i genomisk seleksjon og til å identifisere gener for sykdomsresistens fra fisk i et kommersielt produksjonsmiljø der vi kun har DNA-prøver fra den døde produksjonsfisken og all foreldrefisk. Dette gjøres i første omgang med simulerte data.