| dc.description.abstract | De siste årene har forskning som omhandler interaksjoner mellom vert og bakterier gått fra å hovedsaklig fokusere på de negative sidene, til å også inkludere gunstige funksjoner som for eksempel bidrag til fordøyelsen, utviklingen av immunforsvaret og en mulig beskyttende effekt mot patogener. Antallet studier som undersøker en potensiell beskyttende effekt av mikrobiotaen mot bakterielle infeksjoner er fremdeles begrenset, dette gjelder spesielt i fisk. Et PhD-prosjekt i forskningsgruppen Analyse og Kontroll av Mikrobielle Systemer ved NTNU har som mål å undersøke denne effekten i plommesekkyngel av Atlanterhavslaks. For å gjøre dette er en reproduserbar protokoll for smitte gjennom vann en viktig faktor. Hovedmålet for denne studien var derfor å etablere en protokoll for smitteforsøk med patogenet Y. ruckeri i plommesekkyngel av Atlanterhavslaks.
Tidligere studier har vist at det generelt er vanskelig å smitte fisk med patogener i vannet i laboratorieforsøk. Effekten av å utsette fisken for stress i forbindelse med smitte, for eksempel økt temperatur fra (6 C som er standard fiskeromstemperatur, til 16 C), ble derfor undersøkt. Til tross for dette var dødeligheten blant fisk som ble utsatt for smitte var lav (uavhengig av hvilken temperatur de ble utsatt for). Den eneste faktoren som så ut til å gi forbedret smittesuksess var å klippe av halefinnen til fisken før den ble utsatt for smitte. Denne effekten ble imidlertidig bare observert ved 6 C, og ikke ved høyere temperaturer.
For å undersøke om mangelen på infiserte fisker faktisk kunne ha sammenheng med en beskyttende effekt av den naturlige mikrobiotaen, ble det utført et smitteforsøk hvor både bakteriefrie og koloniserte fisker ble eksponert for Y. ruckeri. For fiskene som ble utsatt for smitte ved 16 C, ble det observert en høyere dødelighet blant de bakteriefrie fiskene enn de koloniserte. Dødeligheten blant de rekoloniserte fiskene (bakteriefrie fisker som ble kolonisert med bakterier) var imidlertidig i samme område som for de bakteriefrie fiskene, og indikerer at sammensetningen av mikrobiotaen også kan være av betydning for evnen til å unngå smitte. Fiskemikrobiotaens rolle i infeksjoner bør derfor bli videre undersøkt med en mer effektiv smitteprotokoll.
For å kvalitatitvt detektere Y. ruckeri i fiskevannet, ble det designet PCR-primere som amplifiserer Y. ruckeri-spesifikke gener (yrp1, yhlA og hom7). Bioinformatiske analyser viste at målgenene er svært konserverte mellom ulike stammer og det ble vist alle primerene kunne detektere Y. ruckeri. Primerene for hom7 virket mest spesifikke, siden de bare amplifiserte Y. ruckeri, og ikke DNA fra andre bakterier i fiskevannet. Disse primerene kan i fremtidige eksperimenter bli tilpasset for bruk i qPCR som muliggjør kvantiativ analyse av Y. ruckeri i fiskevannmiljøer. | |
| dc.description.abstract | In the recent years, research regarding host-microbe interactions has shifted from focusing mainly on the negative aspects of the relationship to also including the beneficial features, such as contributions to digestion, development of the immune system and a protective effect against pathogens. However, the number of studies investigating a potential protective effect of the commensal microbiota against pathogens is still limited, especially in fish. An ongoing PhD-project in the research group Analysis and Control of Microbial Systems at NTNU, aims at studying this effect in Atlantic salmon yolk sac fry. To do so, a reproducible protocol for immersion challenge with pathogens is crucial. The main aim of this study was therefore to establish a protocol for immersion challenge experiments with the pathogen Y. ruckeri in Atlantic salmon yolk sac fry.
Previous studies have shown that it is generally hard to infect fish via immersion challenge under laboratory conditions, and the effect of exposing the salmon fry to additional stress, e.g. increased temperature (from 6 C, standard fish room temperature, up to 16 C) was investigated. However, the overall infection success in conventionally raised fish was low, regardless of the temperature during challenge. The only stress treatment that seemed to enhance infection success was to scar the fish prior to challenge (by clipping of the caudal fin). However, this effect was only observed at 6 C and not at higher temperatures.
To investigate whether the generally low infection success could indeed be related to the presence of a commensal microbiota, an experiment where both germ-free and colonized fish were exposed to Y. ruckeri at 14 C and 16 C, respectively, was conducted. For the fish challenged at 16 C, the mortality of germ-free fish was higher than that of conventionally raised fish. However, the mortality of conventionalized fish (germ-free fish recolonized with freshwater microbiota) was in the same range as that of germ-free fish, indicating that the microbial composition may influence the ability to resist infection. The role of the fish microbiota in infections should therefore be further studied with a more efficient challenge protocol.
Furthermore, in order to qualitatively detect Y. ruckeri in rearing water, PCR-primers that target Y. ruckeri-specific genes (yrp1, yhlA, hom7) were designed. Bioinformatic analyses showed that these target genes are highly conserved between strains, and all primers were shown to be able to detect Y. ruckeri. The most specific seemed to be the primers for hom7 amplifying only Y. ruckeri and not other bacterial DNA from the rearing water in this study. These primers can in future experiments be adjusted for qPCR, enabling quantitative detection of Y. ruckeri in rearing water communities. | |