Molecular tools for the detection and identification of Ichthyobodo spp. (Kinetoplastida), important fish parasites

-Ichthyobodo spp. are ectoparasitic flagellates of fish that may cause disease (ichthyobodosis), a common problem affecting the aquaculture industry worldwide. Ichthyobodosis in farmed fish is often associated with a range of other infectious agents and diagnosis in for example gill disease may be difficult. Sensitive and effective methods for detection and identification of Ichthyobodo spp. are needed to aid diagnosis of ichthyobodosis and epizootiological studies on Ichthyobodo spp. We have designed a specific quantitative real-time PCR assay targeting SSU rDNA for the detection of Ichthyobodo spp. infections. Also, several novel primer sets are presented for use in identification of Ichthyobodo spp. through PCR and sequencing. These PCR methods have been optimized and tested on samples from wild caught and farmed fish from different geographical areas in Norway. The real-time PCR assay has been tested for sensitivity and efficiency, and we present data demonstrating its use for absolute quantification of Ichthyobodo salmonis in tissue samples through RT-qPCR and qPCR. We demonstrate the use of the described set of molecular tools for the detection and sequencing of Ichthyobodo spp. from farmed and wild fish, and also show that they may aid the discovery of new Ichthyobodo species. The detection of light Ichthyobodo spp. infections through microscopy is time consuming and less sensitive compared to PCR methods. Initial real-time PCR testing and subsequent sequencing of positive samples is a powerful method that will increase diagnostic precision, aid carrier detection and promote species discoveries in the Ichthyobodonidae. Our preliminary observations indicate a high Ichthyobodo spp. diversity

Marin Overvåking Hordaland – Sammendragsrapport 2019–2022

Miljøovervåkningsprogrammet “Marin Overvåking Hordaland" omfatter ytre- og indre fjordsystemer i Hordaland. Overvåkingen inkluderer vannundersøkelser, bløtbunnundersøkelser og strandsoneundersøkelser. Formålet er å beskrive miljøtilstander basert på biologiske og fysisk-kjemiske parametere. Vannundersøkelsene ble gjennomført på 14 prøvestasjoner fordelt på 11 ulike kystvannforekomster i Hordaland. Undersøkelsen inkluderer målinger og analyser av siktedyp, næringssalter, planteplankton, salinitet, temperatur og oksygen. Bløtbunnundersøkelser ble gjennomført på 7 utvalgte stasjoner i 7 ulike kystvannsforekomster. Bunnundersøkelsene omfatter sedimentprøver for analyser av geologi, kjemi og biologi. Strandsoneundersøkelsene ble i 2022 gjennomført på 12 utvalgte prøvestasjoner i 12 ulike kystvannsforekomster. Undersøkelsene viser generelt gode eller svært gode tilstander med noen unntak. To stasjoner har lave oksygenkonsentrasjoner i bunnvannet. En makroalgestasjon viser moderat tilstand. Forhøyede nivåer av TOC og sink på enkelte bunnstasjoner.Marin Overvåking Hordaland – Sammendragsrapport 2019–2022publishedVersio

Forekomst av smittsomme fiskepatogener hos villaks fra utvalgte elver på Sunnmøre i 2020

Det har vært nedgang i laksepopulasjonen i en rekke elver på Sunnmøre over flere år. I denne forbindelse ble prosjektet «Mer laks og sjøørret på Sunnmøre» etablert. Prosjektet er ledet av organisasjonen Lakseelvene på Sunnmøre og finansiert av Hofseth Aqua AS med flere offentlige bidragsytere. Et delmål i dette prosjektet var å undersøke smittestatus til laks i utvalgte elver. Denne undersøkelsen ble gjennomført som et pilotstudie av NORCE LFI i samarbeid med Universitetet i Bergen. Årsakene til nedgang i laksepopulasjoner i elvene på Sunnmøre kan være sammensatt og inkluderer redusert overlevelse i havet, menneskelig påvirkning på ferskvannshabitatet, overfiske og fiskeoppdrett (lakselus, rømt fisk, smittespredning). Både menneskelige aktiviteter og klimatiske variasjoner kan bidra til endringer av laksens ferskvannshabitat og miljøforhold som inkluderer vannstand og vannkvalitet i gyteelver. Slike endringer kan bidra til sykdomsutbrudd blant villaks i vassdrag som i verste fall kan ha bestandsreduserende effekt over tid. Alvorlige sykdomsutbrudd som kan ha negativ effekt på villakspopulasjoner kan forekomme dersom smittsomme fiskepatogener er til stede under ugunstige miljøforhold som gjør fisken særlig mottakelig for slike smittestoffer. Høsten 2020 ble det samlet inn villaks for å undersøke smittestatus i elver med både dårlig og god bestandstilstand. Dette inkluderer stamfisk brukt til kultiveringsformål i Bondalselva og Korsbrekkelva, samt stamfisk brukt i levende genbank fra Søre Vartdalselva, Norddalselva og Eidsdalselva. I tillegg ble det samlet inn villfanget parr fra de samme elvene (med unntak av Eidsdalselva). Det ble også samlet inn parr fra andre elver med dårlig eller ustabil bestandsstatus (Ramstaddalselva og Stordalselva) og parr fra elver med god bestandsstatus (Åheimselva, Vikelva, Aureelva og Ørskogselva). Det ble undersøkt totalt 44 stamlaks og 100 lakseparr fra disse nevnte elvene. I undersøkelsen er det rettet fokus mot et utvalg av smittsomme fiskepatogener som er kjent for å forårsake sykdommer i fiskeoppdrett i både sjø og ferskvann, men også andre patogener som kan forekomme hos vill laksefisk i norske vassdrag.publishedVersio

Bruk av historisk kunnskap og miljø-DNA for å undersøke mulig forekomst av bleke i Nidelva

Den relikte laksen bleke var tidligere en verdifull ressurs i Nidelva. På grunn av kraftige forsuring forsvant bleka fra fiskefangstene på 1970- og 1980-tallet, og den unike bestanden antas å være tapt for alltid. Imidlertid er det mulig at det fantes vannkjemiske refugier i vassdraget med bedre vannkvalitet, hvor en restbestand av bleke kan ha overlevd forsuringen. Lokale fiskere har verdifull kunnskap om hvor bleka tidligere fantes i vassdraget, og denne kunnskapen har blitt brukt til å velge ut stasjoner for analyser av miljø-DNA. Ni stasjoner ble undersøkt i november 2022, og DNA fra aure ble påvist på åtte. På fire av stasjonene ble det også funnet spor av DNA fra laks. Disse resultatene er interessante, men det kan ikke fastslås at DNA-et stammer fra bleka, da det kan ha kommet fra andre kilder i nedslagsfeltet som avrenning fra renseanlegg eller annen tilførsel. På denne bakgrunn er oppfølgende prøvetaking iverksatt for å identifisere kilden til lakse-DNA beskrevet i foreliggende framdriftsrapport.Bruk av historisk kunnskap og miljø-DNA for å undersøke mulig forekomst av bleke i NidelvapublishedVersio

Effekter av endret vanntemperatur på vekst og rekruttering hos laks i Bolstadelva

Evanger kraftverk fører til at vanntemperaturen i Bolstadelva blir kaldere om sommeren og varmere om vinteren. Lavere sommertemperatur resulterer i redusert vekst hos ungfisk av laks og aure, og dermed økt smoltalder. Det er beregnet at den økte smoltalderen reduserer overlevelse av lakseunger i Bolstadelva med om lag 20 %. Totalt fører dette til at den samlede produksjonen av laksesmolt i Vosso og Bolstadelva forventes å være redusert med om lag 7 %. Beregningene av ungfiskoverlevelse er ikke eksakte, men må ses som en tilnærming for å forstå hvilken størrelsesorden effekten av temperaturendringene kan ha på laksebestanden i Vossovassdraget.publishedVersio

Net cleaning impacts Atlantic salmon gill health through microbiome dysbiosis

Introduction: Net biofouling has a significant impact for the global salmon industry in the seawater grow-out stage in terms of its management. Current mitigation strategies occur primarily through the regular removal of biofouling using in situ cleaning. While in situ net cleaning is effective there is uncertainty as to whether the equipment or dispersed material has an impact upon the fish in the cages. Through direct contact with the environment, the significant surface area of the gill including its microbiome is directly exposed to the acute environmental changes generated by net cleaning. This study aimed to provide a detailed understanding of the impact of in situ net cleaning on Atlantic salmon (Salmo salar) and rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) gill health. Methods: Three field trials were conducted on commercial fish farms in western Norway. Fouling organisms on net pens and flushed particles during in situ cleaning were identified and screened for major fish pathogens. Hydrographic profile measurements were performed to measure the impact on water quality. Gill samples were examined for histopathological changes, immune gene expression, and the prevalence of major pathogens. 16S rRNA amplicon sequencing was employed to explore the impact of net cleaning on gill microbiome. Results and discussion: Data obtained from these trials identified a diversity of fouling species including hydroids, algae, skeleton shrimps, and filter feeders on net pens, a direct impact on measured water quality indicators, a moderate change in gill inflammatory and antigen presentation activity at the level of mRNA, and a large significant change in gill microbiome. Observed changes in gill microbial community involved a decrease in bacterial richness coupled to an increase in identified bacterial genera related to negative health consequences. Parallel analyses for pathogens load in biofouling organisms and flushed particles highlighted the presence of several fish bacteria and parasites. However, minor changes were detected in salmon gill pathogen diversity and loading. Our results suggest that biofouling organisms may act as transient reservoirs for some fish pathogens but not viruses and that gill microbial dysbiosis could be related to the host stress response during and post net cleaning

Redningsaksjon for Vossolaksen 2010-2020 -status per 2021

publishedVersio

Redningsaksjon for Vossolaksen 2010-2020 -status per 2021

Målet for redningsaksjonen er å reetablere Vossolaksen som en selvreproduserende og høstbar bestand som ikke er genetisk påvirket av rømt oppdrettslaks. Med grunnlag i en omfattende dokumentasjon av bestandssituasjon og trusselfaktorer tok miljøforvaltningen i 2010 initiativ til en redningsaksjon for Vossolaksen i perioden 2010-2020. Prosjektet har vært gjennomført som et samarbeid mellom forskning, forvaltning, lokale interessenter og flere næringsaktører, spesielt fiskeoppdrettsnæringen gjennom Vossolauget og kraftprodusenten Eviny (BKK). Et første tiltak var å bygge opp gytebestanden ved å sette ut smolt produsert ved Voss klekkeri med opphav fra genbanken. Dette fungerte forutsatt at smolten ble slept ut fjordene i en tank eller merd før slipp. Laks som returnerte fra disse slepene sikret at gytebestandsmålet ble nådd i minst 8 av årene i perioden 2011-2021. Dette har ført til økt gyting, økte tettheter av ungfisk og økt antall utvandrende smolt fra og med årene 2014/2015. Det viktigste målet for redningsaksjonen var at gytebestandsmålet skulle nås med naturlig rekruttert laks innen 2020 dvs. uten bruk av bidrag fra kultivert smolt slept ut fjordene. Resultatene tilsier at ca. 25 til 50 % av denne målsettingen er oppnådd de siste fem årene (2017-2021). Gytebestandsmålet for naturlig rekruttert laks er derfor ikke nådd. Kraftproduksjon og andre inngrep i vassdraget påvirker bestanden. De bidrar til redusert produksjon av laksesmolt, men ser ikke ut til å ha et omfang som kan være til hinder for å reetablere laksestammen. Estimatene tilsier at det årlig vandrer ut minst 30000 smolt fra Vossovassdraget. En forholdsvis lav sjøoverlevelse på cirka 3 prosent ville være nok til å sikre gytebestandsmålet. Resultatene viser imidlertid at den reelle sjøoverlevelsen for smolt som vandrer ut fra Vossovassdraget er unormalt lav, dvs. rundt 1 % eller lavere. Lav sjøoverlevelse er også dokumentert for naboelvene Daleelva, Ekso og Modalselva. Mye smolt blir spist av annen fisk under smoltutvandringen i vassdraget og særlig i innsjøene (Vangsvatnet og Evangervatnet), men også på strekningen Bolstadfjorden-Straume. I hvor stor grad denne predasjonen avviker fra en naturlig tilstand er usikkert. Predasjon er en velkjent og naturlig årsak til tap av laksesmolt. Denne problemstillingen vil bli nærmere belyst i et pågående prosjekt finansiert av Norges Forskningsråd. Når smolten har forlatt vassdraget venter en stor utfordring i form av en kompleks fjordvandring med mulig samvirkende effekter av predasjon, aluminium (forsuring) og lakselus. En langtidsserie basert på 88 forsøksgrupper i årene 2000-2019 viser at laksesmolt som gis fôr som beskytter mot lakselus har en større gjenfangst som voksne laks, men at denne effekten har blitt svakere over tid. Dette skyldes mest sannsynlig resistensutvikling hos lusen. Samtidig har man siden 2009 funnet en klar sammenheng mellom lusetrykk målt som antall lus på sjøaure ved Herdla og hvor mange voksne laks som gjenfanges fra forsøksgruppene. Samlet peker disse forsøkene på et klart behov for å redusere lusemengden i smoltens utvandringsrute for å lykkes med reetableringsarbeidet. Etter at slepene som planlagt opphørte fra og med 2020 vil bidraget fra klekkerismolt fases ut. Dette er nødvendig for å reetablere en naturlig gytende laksebestand. Målet er at Vossolaksen vil tilpasses de naturgitte forholdene ved naturlig seleksjon gjennom hele livssyklusen og er vanlig framgangsmåte når en laksestamme skal reetableres i naturen. For at strategien skal lykkes viser resultatene et klart behov for mer effektive tiltak rettet mot lakselus. Genetiske undersøkninger viser at laksebestanden i Vossovassdraget og omkringliggende bestander er sterkt påvirket av innkrysning av rømt oppdrettslaks. For å sikre en sterk og levedyktig bestand vil det være viktig å forhindre ytterligere påvirkning fra rømt oppdrettslaks. Tiltak for å unngå rømming og å ta ut rømt oppdrettslaks fra bestanden vil være viktig. Laksebestandene i regionen er genetisk forskjellige, men både innkrysning av rømt oppdrettslaks og utsetting av kultivert fisk kan føre til unaturlig stor genetisk utveksling og bryte ned lokal genetisk tilpasning. I senere år har det blitt benyttet molekylærgenetiske metoder for å estimere effektivt antall gytelaks i Vossovassdraget og denne metoden sammen med estimat av innkrysning av rømt oppdrettslaks vil være nyttige verktøy for å overvåke bestandsutviklingen. I tillegg til å redusere effektene av lakselus og rømt fisk, er det behov for tiltak både i vassdraget og i fjordene som kan øke antallet smolt som forlater vassdraget, og klarer vandringen ut til beiteområdene i havet. Foreliggende kunnskapsstatus gir et godt faglig grunnlag for prioriteringer og gjennomføring av tiltak for å sikre Vossolaksen.publishedVersio

Protozan ectosymbionts on Atlantic salmon (Salmo salar L.) in a Hatchery in Hordaland, Western Norway: Morphology and Epizootiology

Protozoan ectosymbionts are commonly found on salmonids in Norwegian lakes and rivers. Salmon in hatcheries supplied with water from such watercourses are often infected with such organisms. Despite extensive salmon production, little is known about the infection dynamics of these symbionts on hatchery-reared salmon in Norway. The aim of this work was to study this in a fish farm located in Hordaland, western Norway. Eyed eggs, alevins, fry, parr and pre-smolt were collected approximately bi-weekly in the period January - November, year 2000 (n=2106). In addition, a total of 131 wild fish (salmon, brown trout, rainbow trout, charr and sticklebacks) were caught in the watercourse serving as a water supply to the hatchery, and examined for protozoan ectosymbionts. Five genera of protozoan symbionts were observed on the skin or gills of the farmed salmon. Ichthyobodo sp. (likely Ichthyobodo necator (Henneguy, 1883)) occurred on skin and gills of the farmed salmon. Infections occurred on fry in March (maximum prevalence of infection 38 %), parr in August (23 %) and parr/pre-smolt in September (54 %). Trichodina sp. (likely T. kamchatika Konovalov, Shevlyakov et Krasin, 1970) occurred at low density on the skin of the farmed salmon. It was detected in June (18 %) and again in September-November (4 %). The most commonly observed symbionts were the sessiline peritrich ciliates, Apiosoma piscicola (Blanchard, 1885) and Riboscyphidia sp. (Pickering, Strong et Pollard, 1985), which occurred on the skin (rarely gills), and the suctorian ciliate Capriniana piscium (Bütschli, 1889) that infected the gill lamella (rarely skin). Heavy infections with these ciliates occurred in July, with prevalence of infections equal or close to 100%. Apiosoma infections declined markedly in mid-August, coinciding with an increase in the intensity of Riboscyphidia infection that stayed high during autumn (September-November). Wild salmonids are probably the most important source of ciliate infections to the farmed salmon, while sticklebacks appear to be a reservoir host of Ichthyobodo. No significant mortalities could be ascribed to any of the detected symbionts. Clinical signs like “flashing” and greyish mucus on the body surface were mostly observed among the parr and pre-smolt in the periods when heavy infections of Ichthyobodo and Riboscyphidia occurred. In addition, Ichthyobodo infections were associated with small skin ulcers and areas of scale loss, and correlated negatively with host condition and hematocrit. The sessilines and Capriniana piscium seem to be harmless commensals, and may be useful indicators of aspects pertaining to water quality

Ichthyobodo infections on farmed and wild fish. Methods for detection and identification of Ichthyobodo spp.

Ichthyobodosis is an important parasitic disease that has caused severe loss among ornamental and farmed fish world wide for more than a century. The disease is caused by heavy infections on skin and gills by parasitic flagellates belonging to the genus Ichthyobodo. In the past, infections worldwide have commonly been identified as due to a single variable species, I. necator. However, recent molecular studies have revealed that the genus Ichthyobodo consist of several different species and is far more complex than previously believed. The overall aim of this PhD project has been to identify and characterise Ichthyobodo species with emphasis on those that are known from Norwegian aquaculture. Therefore, effective and sensitive molecular methods (PCR techniques) for detection and identification of Ichthyobodo spp. have been developed and validated. With the aid of such methods several new Ichthyobodo genotypes have been detected from both farmed and wild fish. Working with molecularly identified Ichthyobodo genotypes has led to improved knowledge of character variations in the genus. Also, novel morphological characters have been identified, aiding species discrimination. Hence both molecular and morphological tools are provided that may facilitate the future description of other Ichthyobodo spp. Morphological descriptions of three Ichthyobodo species is presented, so far the only valid species within genus Ichthyobodo that have also been characterized through their DNA sequences. All presently valid Ichthyobodo species have been detected on both farmed and wild caught hosts in Norway: 1. Ichthyobodo necator; until recently the only species in the genus, is redescribed. It has been detected on Atlantic salmon, brown trout, rainbow trout and three-spined sticklebacks in freshwater. 2. Ichthyobodo salmonis; an euryhaline species able to infect Atlantic salmon in both freshwater and seawater. 3. Ichthyobodo hippoglossi; a marine species infecting Atlantic halibut