Interactions Between Sea trout and Farmed Salmonids: Risk of pathogen exchange with special emphasis on Piscine orthoreovirus (PRV)

Abstract

Forståelse av patogenutveksling mellom oppdrettet og ville laksefisker er viktig for å stadfeste økologiske påvirkninger fra akvakultur på ville populasjoner. En risikovurdering av patogenutveksling ble derfor utført ved å undersøke oppholdstiden til anadrom brunørret (sjøørret) rundt ti oppdrettssanlegg med atlantisk laks i tre forskjellige fjordsystemer ved bruk av akustisk telemetri, analyse av marin spatiotemporal adferd i kombinasjon med analyser av en hydrodynamisk spredningsmodell i et av disse fjordsystemene, samt undersøkelse av fiskpatologi i villedyrbrunørret fra 15 ferskvannssystemer som drenerer til de tre fjordsystemene. Hjerte- og skjelettmuskelbetennelse (HSMB) og dets smitteagens Piscine orthoreovirus (PRV) ble valgt som modell for denne vurderingen.

I denne studien var det ingen indikasjoner på at sjøørret ble tiltrukket av oppdrettsanleggene i Hemnfjorden, Tosenfjorden eller Skjerstadfjorden i Midt- og Nord-Norge. I Tosenfjorden oppholdte imidlertid sjøørreten seg i fjordsystemet under høysesong av HSMB-utbrudd i oppdrettsanlegg og den hydrodynamiske spredningsmodellen indikerte at lokale vannstrømmer kunne transportere patogener opp til 90 km fra kilden ved overflaten og 450 km på ~ 30 m dyp. Screening av PRV-1 i vill brunørrett-yngel fra 15 ferskvannssystemer som drenerer til de tre fjordsystemene med oppdrettsanlegg, ga ingen bevis på PRV-1 reservoarer i ungfisken som enda ikke hadde vært i sjø.

Basert på helt ny kunnskap om PRV-genotyper og vertsmottakelighet, så er det usannsynlig at genotypen PRV-1 kan infisere sjøørret. Noen genotyper kan derimot smitte på tvers laksefiskarter, og PRV-3 kan muligens smitte mellom sjøørret og oppdrettet regnbueørret. Frekvensen av sykdomsutbrudd i norsk oppdrettsnæring vil trolig øke med den årlige produksjonsøkningen av oppdrettslaks, ytterligere forhøyet av pågående klimaendringer, og risikoen for smitteoverføring til sjøørret vil derfor trolig øke med den.

Understanding pathogen exchange between farmed and wild salmonids is important to determine ecological impacts from aquaculture on wild populations. A risk assessment of pathogen exchange was therefore conducted by investigating residency of anadromous brown trout (sea trout) around ten marine farm facilities with Atlantic salmon in three different fjord systems using acoustic telemetry, analysing spatiotemporal marine behaviour in combination with analyses of a hydrodynamic dispersal model in one of these fjord systems, and finally investigate fish pathology in wild juvenile brown trout from 15 freshwater systems draining to the three fjord systems. Heart and skeletal muscle inflammation (HSMI) and its causative agent Piscine orthoreovirus (PRV) were chosen as a model for this assessment.

In this study, there were no indication of sea trout being attracted to the salmon farms in Hemnfjorden, Tosenfjorden, or Skjerstadfjorden, in central and northern Norway. However, in Tosenfjorden, the sea trout resided within the fjord system during the main season of HSMI-disease outbreak in salmon farms and the hydrodynamic dispersal model indicated that local water currents could have transported pathogens up to 90 km from the source at surface and 450 km at ~30 m depth. Screening of PRV-1 in wild juvenile brown trout from 15 freshwater systems draining to the three fjord systems with aquaculture provided no evidence of PRV-1 reservoirs in the juvenile fish that hadn’t been to sea yet.

Based on brand-new knowledge about PRV-genotypes and host-susceptibility, the genotype PRV-1 is unlikely to infect sea trout. However, some genotypes could infect across salmonid species, and PRV-3 may infect between sea trout and farmed rainbow trout. The frequency of disease-outbreaks in Norwegian aquaculture is likely to increase with the annual increase in farmed salmonid production, further elevated by ongoing climate change, and the risk of transmission to sea trout is therefore likely to increase with it.