Slutrapport

Resultater

Formålet med OPTIFISH var at sikre optimale betingelser og høj overlevelse for regnbueørreder i økologisk akvakultur. Regnbueørreden er den dominerende opdrætsfisk i dansk akvakultur, hvoraf en mindre del produceres økologisk. Indtil 2013 har der ikke været produktion af økologisk yngel, men derimod har man haft økologisk produktion af regnbueørred fra 25 g størrelsen. En medvirkende årsag har været, at der er en maximum grænse for, hvor mange gange en økologisk fisk igennem livsforløbet må behandles med antibiotika, hvilket kan være svært at overholde pga. gentagne sygdomsudbrud på yngelstadiet forårsaget af specielt bakterien Flavobacterium psychrophilum.

Endvidere vides det fra lakseopdræt, at vegetabilske proteinkilder (f.eks. sojamel) i foderet påvirker tarmslimhinden, hvor der ses betændelse med en efterfølgende svækkelse af immunstatus. OPTIFISH fokuserede på, hvordan økologiske fodertyper med indhold af forskellige mængder af marine og vegetabilske foderemner samt med og uden probiotika (f. eks. mælkesyrebakterier) påvirkede regnbueørredens tarm, den bakterielle tarmflora samt overlevelsen hos fisk i forbindelse med infektioner.

OPTIFISH blev efter projektopstart endnu mere relevant for akvakulturerhvervet, da der rent lovgivningsmæssigt via EU-forordning 710/2009 blev indført krav om, at der gradvist gås over til, at økologiske fisk skal være startet ud som økologisk regnbueørredyngel (100 % per 1. januar 2016) og ikke som den hidtidige praksis, hvor fisken først har fået økologisk foder senest fra 25 g størrelsen for at kunne sælges som økologisk produceret.

Projektet har været centreret omkring fodereksperimenter med regnbueørredyngel. Alle undersøgelser er bundet op på prøvetagninger i forbindelse med fodereksperimenterne, Foderforsøg I og Foderforsøg II.

I Foderforsøg I blev fire fodertyper afprøvet, hhv. et konventionelt yngelfoder med og uden probiotika og et specielt fremstillet økologisk yngelfoder også med og uden probiotika. Det tilsatte probiotika er kommercielt tilgængeligt under navnet Bactocell® og godkendt som tilsætning til fiskefoder. Bactocell® indeholder bakterien Pediococcus acidilactici. I den økologiske fodertype var fiskeolien udskiftet med rapsolie, og der var tilsat ærteprotein, hvilket ikke var tilfældet for den konventionelle fodertype. Under forsøgsforløbet blev regelmæssigt udtaget prøver (herunder en nulprøve inden foderstart) til molekylære og immunologiske undersøgelser samt traditionel bakteriologisk undersøgelse, for alle prøvers vedkommende med fokus på tarmkanalen.

Endvidere blev der udtaget prøver af indre organer til hhv. traditionel bakteriologisk undersøgelse og evt. immunologiske undersøgelser. Fiskene var ikke blevet fodret i en 24 timers periode op til prøvetagningerne. Ved yngelstørrelse på hhv. 1 g og 4 g (hhv. dag 50 og 92 efter startfodring) blev delgrupper af yngel, fodret med de forskellige fodertyper, eksperimentelt inficeret med hhv. Flavobacterium psychrophilum og Yersinia ruckeri (begge sygdomsfremkaldende bakterier hos regnbueørred-yngel). Dødeligheden blev opgjort, og der blev fortsat udtaget prøver.

Resultater fra forsøget viste, at tarmen var koloniseret af bakterier allerede inden startfodring, men mængden af bakterier steg signifikant i forbindelse med startfodring. Der skete endvidere en ændring i bakteriesammensætningen i forbindelse med fodring.

Under den valgte forsøgsopsætning var der ikke forskelle i grupperne mht. bakteriesammensætning i tarmen afhængigt af, om fiskene havde fået eller ikke fået probiotika, og ved traditionel bakteriologi kunne probiotika-bakterien kun genfindes i få af de undersøgte fisk. Probiotika-mængden tilsat foderet svarede til den af producenten anbefalede dosering, som også anvendes i kommercielt yngelfoder, men ifølge probiotika-producenten skal der ske en kontinuerlig tilførsel af probiotika for at bakterien skal kunne genfindes, hvorfor det skal bemærkes, at i forbindelse med vores foderforsøg blev det valgt ikke at fodre fiskene i mindst 24 timer før prøveudtagning, og det kan være årsagen til, at vi ikke kunne genfinde bakterien i store mængder. Resultatet viste dog, at der ikke sker en opformering af bakterien i tarmen.

Derimod var der forskelle i bakteriesammensætningen afhængigt af, om fiskene var blevet fodret med de konventionelle fodertyper eller de økologiske fodertyper. Samme resultater kunne udledes i forbindelse med de immunologiske undersøgelser – forskelle sås mellem de økologiske og konventionelle grupper, uafhængig af om der var tilsat probiotika til foderet. De eksperimentelle infektionsforsøg viste, at der ikke var forskel i dødeligheden imellem fodergrupperne.

Dog blev der ved molekylærbiologiske undersøgelser (qPCR) fundet, at der var færre af de sygdomsfremkaldende bakterier i tarmen hos de fisk, der var blevet fodret med de økologiske fodertyper. Overordnet kunne forsøgsresultaterne tyde på, at det økologiske foder måske fører til en mere robust tilstand og muligvis generel resistens over for sygdom hos ynglen. Da der var ændret på flere foderbestanddele (både olie og protein) mellem de økologiske og konventionelle fodertyper, kunne man ikke umiddelbart sætte fingeren på, hvilken af ændringerne i fodersammensætningen der bevirkede den positive effekt.

Af den grund blev det valgt at koncentrere Foderforsøg II omkring afprøvning af i alt 5 fodertyper (4 økologiske typer, hvor der var én ændring i ingredienslisten mellem fodertyperne, holdt op mod en konventionel fodertype (samme fodertype som i det første foderforsøg)) – se tabel. Den ene økologiske fodertype modsvarede det konventionelle yngelfoder, som også blev brugt i Foderforsøg I, mens de andre tre økologiske fodertyper havde hhv. rapsolie i stedet for fiskeolie, tilsat ærteprotein samt både tilsat rapsolie og ærteprotein (sidstnævnte fodertype var den samme økologiske fodertype, som blev afprøvet i Foderforsøg I). Da probiotika er tilsat som standard i det kommercielle yngelfoder, blev det i dette forsøg tilsat alle 5 fodertyper.

Som ved første foderforsøg blev der løbende udtaget prøver både før startfodring og ved flere tidspunkter derefter. Mindre grupper af fisk fodret med de forskellige diæter blev ligeledes igen smittet med hhv. Flavobacterium psychrophilum (dag 69 efter startfodring ved ca. 1 g størrelsen) og Yersinia ruckeri (dag 119 efter startfodring ved ca. 4 g størrelsen). Overordnet var der ikke nævneværdig forskel i overlevelse mellem de enkelte grupper af fisk efter smitte med enten F. psychrophilum eller Y.  ruckeri. Fra forsøgene blev der udtaget prøver af hhv. fisketarme, vand og foder til sekventeringsun-dersøgelser af bakteriefloraen, prøver af fisketarme til gen-transkriptionsundersøgelser af immunologiske parametre og histologiske undersøgelser samt prøver til traditionelle bakteriologiske undersøgelser.

Resultaterne af disse undersøgelser tyder overordnet på, at diættypen har en stor betydning for sammensætningen af bakteriefloraen i tarmen på fiskene, og det var i særlig høj grad ærteproteinet, der så ud til at være årsag til disse forskelle.

Cirka 4 uger efter startfodring var der en signifikant højere mængde bakterier fra slægterne Lactococcus, Weissella og Leuconostoc (såkaldte gavnlige mælkesyrebakterier, i hvert fald for mennesker) til stede i fisk fodret med diæterne indeholdende ærteprotein, men dog blev denne effekt delvist udvandet over tid, hvilket i øvrigt er i tråd med resultaterne fra første forsøgsrunde. Undersøgelserne af fiskenes immunforsvar viste dog ikke nogen forskelle mellem fisk fra de forskellige diætgrupper, hverken ved det tidspunkt, hvor der sås en forskel på sammensætningen af tarmmikrofloraen eller senere i forsøget, hvor forskellen i mængden af mælkesyrebakterier var udvandet.

Ved infektion med Yersinia ruckeri sås en markant ændring i tarmfloraen for de smittede fisk fra samtlige diætgrupper og Y. ruckeri udgjorde i gennemsnit op imod 90 % af den samlede mængde af tarmbakterier i de smittede fisk. I gruppen af fisk fodret med det konventionelle yngelfoder var der 19 dage efter smitte en signifikant lavere mængde af Y. ruckeri til stede i forhold til de øvrige 4 diætgrupper, og for den økologiske variant af det konventionelle yngelfoder var der en tendens til det samme, hvilket indikerer at de fuldt marine diæter (som den konventionelle fodertype) måske medvirker til at hæmme væksten af Y. ruckeri eller på andre måder (feks. gennem et styrket immunforsvar) giver fisken en forbedret mulighed for at bekæmpe en Y. ruckeri infektion.

Undersøgelserne med traditionel bakteriologi synes at understøtte disse resultater, da færre fisk fodret med konventionelt yngelfoder var positive for Y. ruckeri 19 dage efter smitte i forhold til fisk fra de øvrige diætgrupper. Dette synes dog at være i modsætning til resultaterne fra den første forsøgsrunde, hvor der var indikationer på, at de plantebaserede diæter havde en hæmmende effekt på forekomsten af slægten Yersinia i forbindelse med en Y. ruckeri smitte.

I forbindelse med Y. ruckeri infektion var der desuden en signifikant påvirkning af bakteriediversiteten, hvor smittede fisk fra samtlige diætgrupper havde en signifikant lavere diversitet i tarmene i forhold til uinficerede fisk 19 dage efter smitte. Hos de smittede fisk sås der en høj forekomst af Y. ruckeri i tarmen.

Immunreaktionen blev evalueret 6 dage efter smitte med Y. ruckeri. Resultaterne viste, at immunresponset hos de enkelte fisk tilsyneladende ikke blev påvirket af diættypen i forbindelse med en infektion.

Linket mellem den bakterielle kolonisering af tarmen hos den spæde yngel og aktiveringen af immunelementer på samme tidspunkt må antages at have betydning for den fremtidige helsestatus. Dette er endnu ikke påvist hos fisk, men hos højere vertebrater er der påvist klare sammenhænge mellem diverse sygdomme med immunologisk baggrund og sammensætningen af tarmmikrobiotaen.

OptiFish projektet har vist, at ingredienstypen i foderet har større betydning for sammensætningen af tarmmikrofloraen hos regnbueørred-yngel, end hvorvidt foderet er af økologisk eller konventionel oprindelse. Der sås en tydelig forskel i tarmmikrofloraen ved brug af foder indeholdende ærteprotein, hvor ærteprotein resulterede i en større mængde af gavnlige bakterier, mens oprindelsen af den tilsatte olie (marin vs. vegetabilsk) så ud til at have en meget mindre indflydelse.

Derimod sås der ingen effekt ved tilsætning af det afprøvede probiotikum under de valgte forsøgsbetingelser. Smitteforsøg viste, at der ikke var nogen forskel i overlevelse af fisk mellem de afprøvede fodertype-grupper, hvorfor de undersøgte fodertyper sandsynligvis har lige gode helbredsmæssige effekter. Dvs. økologisk foder til kommercielt brug vil medføre mindst den samme sundhedsstatus hos regnbueørred-yngel som konventionelt foder.