Háskóli Íslands

Rannsóknir á sjúkdómum, sníkjudýrum og ónæmisfræði fiska

Fjölbreytileiki smásærra sníkjudýra í fiskum og skelfiski í ferskvatni og sjó á Íslandi, Malasíu og St. Kitts í Karíbahafi

Starfslið: Árni Kristmundsson.
Samstarf: Mark A. Freeman, Ross University, School of Veterinary Medicine, Basseterre, St. Kitts, West Indies.
Upphaf:   2012. Áætluð lok: Óviss.

Rannsóknirnar miða að því að skima ýmsar tegundir fiska og skelfiska fyrir smásæjum sníkjudýrum. Til þessa hafa fjölmargar tegundir verið rannsakaðar.
Verkefnið lýtur að því að finna áður óþekktar tegundir, lýsa þeim og greina erfðafræðilega flokkunarfræði þeirra. Hér að neðan er dæmi um tegundir sem hafa verið rannsakaðar.
Fisk- og skeljategundir frá Malasíu: Mullet (Mugil cephalus), Bulan (Megalops cyprinoides), Caesio (Caesio teres), Yellowtail barracuda (Sphyraena flavicauda), Ladyfish (Elops saurus), Bombey duck (Harpadon nehereus) auk fjölmargra skeljategunda.
Fisk- og skeljategundir frá Íslandi: Kolmunni (Micromesistius poutassou), þorskur (Gadus morhua), pólþorskur (ískóð) (Boreogadus saida), Evrópuáll (Anguilla anguilla), steinbítur (Anarhichas lupus), hlýri (Anarhichas minor), blágóma (Anarhichas denticulatus), hrognkelsi (Cyclopterus lumpus), gulllax, (Argentina silus), gulldepla (Maurolicus muelleri), sex tegundir mjóra (Lycodes spp.), makríll (Scombus scombrus), bleikja (Salvelinus alpinus), urriði (Salmo trutta), beitukóngur (Buccinum undatum), kræklingur (Mytilus edulis) og kúfskel (Arctica islandica).
Fisk- og skeljategundir úr Karíbahafi: Ýmsar tegundir fiska og skelfiska svo sem lionfish (Pterois spp.) og queen conch (Strombus gigas). Auk þessa hafa ferskvatns-fáburstungar af tegundum Tubifex spp. og Lubriculus variagatus verið rannsakaðir m.t.t. “Myxozoa” tegunda, en þeir eru millihýslar fyrir tegundir sem sýkja fiska.
Nú þegar hafa fjölmargar tegundir fundist sem ekki hefur áður verið lýst. Fjórar ritrýndar greinar hafa birst þar sem áður óþekktum tegundum er lýst. Unnið er að úrvinnslu og greiningu fjölmargra annarra tegunda.
Verkefnið nýtur fjárhagslegs stuðnings frá University of Malaya, Malasíu (UMRG og RU styrkja).

--------

Nýrnaveiki: samvistarsmit í laxi og bleikju og ónæmissvörun

Starfslið:  Sigríður Guðmundsdóttir verkefnisstjóri, Ívar Örn Árnason, Árni Kristmundsson og Birkir Þór Bragason.
Samstarf: Meðumsækjandi: Jón Kjartan Jónsson frá Íslandsbleikju hf. Samstarf við sýkingartilraunir: starfsfólk á Þekkingarsetrinu í Sandgerði.Verkefnið er styrkt af AVS rannsóknasjóði í sjávarútvegi, styrknr.: R 13 074-13.
Upphaf:   2013. Lok: 2015.

Markmið verkefnisins voru annars vegar að prófa nýja smitleið og hins vegar að bera saman nokkra þætti í viðbragði ósérhæfða ónæmiskerfisins gagnvart sýkingu með nýrnaveiki-bakteríunni, Renibacterium salmoninarum, í laxi og bleikju.
Til að ná stöðluðu smitálagi var hannað dælukerfi sem dældi jöfnu magni af eldisvökva úr keri með smituðum bleikjuseiðum, sem voru sýkt með því að sprauta bakteríulausn í kviðarhol (intra-peritoneal eða i.p.), í fjögur ker með ósmituðum seiðum. Fyrstu jákvæðu ELISA gildin (mæla mótefnavaka bakteríunnar) komu fram 3-4 vikum eftir upphaf dælingar, í sermi og nýra, hvort sem seiðin voru alin í ferskvatni eða hálfsöltum sjó. PCR jákvæð sýni greindust 6 vikum eftir smit í ferskvatni og 9 vikum eftir smit í hálfseltu. Þessi aðferð er seinvirkari en samvistarsmit við sambærilegar aðstæður, en hefur þann kost að hægt er að staðla smitmagn í fjölda kera. Aðferðin gæti komið að gagni við rannsóknir á öðrum sjúkdómsvöldum í fiski.
Til að meta svörun í ósérhæfða ónæmiskerfinu voru lax- og bleikjuseiði sýkt i.p., sem er örugg og fljótvirk leið til sýkingar. Einnig voru sett ómeðhöndluð seiði í kerin til að afla gagna úr fiski sem smitaðist við samvist. Tilraunin stóð yfir í 3 vikur.
Þróun sýkingar var metin í sýnum úr framnýra. Notað var ELISA próf sem mælir mótefnavaka bakteríunnar og snPCR próf sem nemur DNA úr bakteríunni. ELISA-mælingar sýndu marktækt meira magn mótefnavaka í framnýra hjá bleikju en laxi er leið á sýkingartímann.
Ósérhæft ónæmisviðbragð (innate immune reaction) var skoðað með því að
mæla breytingu í tjáningu á MHC-I, cathelicidin, NADPH og TGFβ, en öll genin eru tjáð í heilbrigðum fiski. Viðmiðunargen var ELF-1α. Vísar voru valdir/hannaðir þannig að þeir greindu sömu raðir í genum beggja fisktegunda til að auka á samanburðarhæfni niðurstaðna. RNA til þessara mælinga var einangrað úr framnýra og tjáning mæld með RT-qPCR (SYBR green) I.p. sýkingin hafði marktæk áhrif á tjáningu cathelicidins og TGF-β í báðum tegundum, einnig á tjáningu MHC-I í laxi og gildin voru nærri marktækni fyrir NADPH í laxinum
Í samvistarsmiti sáust marktæk áhrif í laxi gagnvart TGF-β og gildin fyrir NADPH voru nálægt marktækni. Áhrif samvistarsmits á genatjáningu í bleikju voru ekki mælanleg. Athyglisvert er að aukning í tjáningu MHC-I mældist í laxi en ekki bleikju. MHC-I á yfirborði sýktra frumna sýnir T-drápsfrumum búta úr próteinum
innanfrumusýkla. Ætla má að þessi staðreynd geti átt þátt í aukinni uppsöfnun mótefnavaka hjá bleikju. Niðurstöður rannsóknanna hafa verið kynntar á ráðstefnum innan lands og utan og hluti þeirra er kominn í greinarhandrit.
 
--------
 
PKD-nýrnasýki í íslensku ferskvatni - útbreiðsla og áhrif á villta stofna laxfiska
 
Starfslið:   Árni Kristmundsson og Fjóla Rut Svavarsdóttir.
Samstarf:  Þórólfur Antonsson og Friðþjófur Árnason, Veiðimálastofnun. Mark A. Freeman, Ross University, School of Veterinary Medicine, Basseterre, St. Kitts, West Indies.
Upphaf:    2008. Áætluð lok: 2016.
 
PKD-nýrnasýki, eða “Proliferative Kidney Disease”, er alvarlegur sjúkdómur sem herjar á laxfiska í ferskvatni. Sjúkdómurinn orsakast af smásæju sníkjudýri, Tetracapsuloides bryosalmonae, sem þarfnast tveggja hýsla til að ljúka lífsferli sínum; laxfiska og mosadýra. Sjúkdómurinn hefur lengi verið þekktur erlendis og valdið þar miklu tjóni, bæði í eldisfiski og villtum fiskum. PKD-nýrnasýki er beintengd vatnshita, sem þarf að ná a.m.k. 12°C í nokkurn tíma svo fiskar sýni einkenni sjúkdóms. Sníkjudýrið er þó fært um að ljúka lífsferli sínum við lægri vatnshita og viðhalda smiti í köldu árferði.
Samfara hlýnandi veðurfari hefur sýkin verið vaxandi vandamál í villtum laxfiskastofnum í Evrópu og greinist nú á norðlægari slóðum en áður, nú síðast á Íslandi haustið 2008. Á sama tíma hefur bleikjustofnum hnignað víða á Íslandi, einkum í grunnum láglendisvötnum þar sem vatnshiti yfir sumarið getur orðið umtalsverður.
Umfangsmiklar rannsóknir á PKD-nýrnasýki hafa verið í gangi undanfarin 7 ár, sem er samstarfsverkefni Tilraunastöðvar HÍ að Keldum, Veiðimálastofnunar og Mark Freeman hjá Ross University á St. Kitts í Karíbahafinu. Markmið þessa verkefnis er að rannsaka útbreiðslu PKD í ferskvatnskerfi Íslands og kanna hvort sýkillinn sé áhrifavaldur í viðgangi laxfiskastofna í íslensku ferskvatni.
Niðurstöður rannsóknanna sýna að sýkillinn sem veldur PKD-nýrnasýki er útbreiddur í íslensku ferskvatni. Hlutfall sjúkra fiska er hátt í sumum vötnum eða ám; á bilinu 7 – 100%. Sjúkdómseinkenni greinast nær eingöngu í 1-3ja ára fiski, bæði bleikju og urriða. Smit hefur greinst í laxaseiðum en þó hafa engin þeirra haft einkenni sjúkdóms. Líklegt er að PKD-sýki hafi verulega neikvæð áhrif á laxfiskastofna í ákveðnum ferskvatnskerfum á Íslandi.
Hluti verkefnisins er viðfangsefni Fjólu Rutar Svavarsdóttur í rannsóknarverkefni hennar til meistaraprófs. Hún stefnir á útskrift vorið 2016.
Verkefnið er styrkt af Rannís, Orkuveitu Reykjavíkur og Umhverfisráði Reykjavíkurborgar.
 
--------
 
Rannsóknir á ónæmiskerfi þorsks í bráðasvari
 
Starfslið:  Birkir Þór Bragason, Sigríður Guðmundsdóttir, Antonella Fazio ERASMUS nemandi og Bergljót Magnadóttir.
Samstarf:  Caterina Faggio, prófessor við líffræðideild háskólans í Messina á Sikiley. Starfsfólk á Þekkingarsetrinu í Sandgerði. Verkefnið hefur verið styrkt af Rannsóknasjóði Háskóla Íslands og ERASMUS áætlun
Evrópusambandsins.
Upphaf:  2005.
 
Í verkefninu, sem Bergljót Magnadóttir setti á fót og stjórnaði til 2012, hefur
verið unnið að rannsóknum á bráðasvari í þorski. Ætlunin er að halda þeim rannsóknum áfram. Undanfarin ár hefur verið unnið að rannsóknum á bráðasvari gagnvart bakteríusýkingu. Heilbrigð þorskseiði voru sýkt í vöðva með kýlaveikibróðurbakteríu (Aeromonas salmonicida spp. achromogenes) og samanburðarhópur var sprautaður með saltdúa. Blóð- og vefjasýni voru tekin með reglulegu millibili yfir vikutíma og þannig útbúið stórt sýnasafn. Verkefnið var hluti af Laurea magistrale ritgerð (samsvarar M.Sc.) Antonella Fazio við háskólann í Messína á Sikiley. Antonella útskrifaðist haustið 2014.
Samanber fyrri ársskýrslur, þá er búið að ljúka mælingum, og úrvinnslu gagna þar að lútandi, á magni kortisóls, fríu járni og járnbindigetu í sermi. Hið sama á við um genatjáningu IL-1β, C3, CRP-PI og PII, ApoA-I, hepsidíns og transferríns í sýnum úr milta og nýra. Á árinu 2014 var RNA úr lifur einangrað og gæðaprófað og tjáning ofanskráðra gena mæld í þeim. Á árinu 2015 var lokið við úrvinnslu sýnanna úr lifur og genatjáningarniðurstaðna úr þeim. Ennfremur var magn viðmiðunargensins elongation factor 1α mælt í öllum sýnum úr lifur, milta og nýra, og genatjáningargögn reiknuð aftur með tilliti til þeirra viðbótar. Niðurstöður verkefnisins eru í handriti. Verkefnið er styrkt af Rannsóknasjóði HÍ.
 
--------
 
Rannsóknir á sníkjudýrum karfa, Sebastes spp., við Ísland með áherslu á krabbadýrið Sphyrion lumpi
 
Starfslið:  Ásthildur Erlingsdóttir og Árni Kristmundsson.
Samstarf: Guðrún Marteinsdóttir, Háskóla Íslands. Kristján Kristinsson, Hafrannsóknastofnun.
Upphaf:  2013. Lok: 2015.
 
Verkefnið var viðfangsefni Ásthildar Erlingsdóttur til meistaraprófs.
Verkefnið var tvískipt:
1) Greining á langtímagögnum um sýkingar úthafskarfa með sníkjudýrinu Sphyrion lumpi (krabbadýr). Tíðni og umfang sýkingar, auk ummerkja fyrri sýkinga, voru sett í samband við fjölmarga þætti eins og veiðisvæði, árstíma, dýpi, aldur og stærð fiska, mismunandi karfastofna (eftri og neðri stofn úthafskarfa) og dreifingu smits og holdskemmda hýsils. Gerð var vefjameinafræðileg rannsókn á sníkjudýrinu sjálfu og viðbrögðum hýsils við smitinu. Erfðaefni Sphyrion lumpi var raðgreint og flokkunarfræði þess skoðuð m.t.t. skyldleika við önnur svipuð sníkjudýr.
Niðurstöður gefa vísbendingar um umfang afurðaskemmda vegna sýkinga auk þess að auka þekkingu á dreifingu og vistfræði sníkjudýrsins. Ennfremur gefur verkefnið upplýsingar um hvort nota megi sníkjudýrið sem líffræðilegan merkimiða (e. biological tag).
2) Almenn skimun á frumdýra- og “myxozoa” sýkingum í karfa við Ísland.
Sýkingar voru rannsakaðar m.t.t.: 1) Sníkjudýrategunda og formgerð þeirra - hefðbundin smásjárskoðun 2) Flokkunarfræði með greiningu á erfðaefni; 3) Vefjameinafræði - mögulegum skaða sem þau geta valdið hýsli; 4) Tíðni og umfangs sýkinga.
Verkefninu er lokið og útskrifaðist Ásthildur með meistarapróf frá Líf- og umhverfisvísindadeild Háskóla Íslands í júní 2015. Unnið er að greinaskrifum.
 
--------
 
Sporð- og uggarot í íslensku fiskeldi
 
Starfslið:  Sigríður Hjartardóttir, Þorbjörg Einarsdóttir, Árni Kristmundsson,Sigríður Guðmundsdóttir og Guðbjörg Guttormsdóttir.
Samstarf: Agnar Steinarsson, Hafrannsóknastofnun og Jón Kjartan Jónsson,  Samherja.
Upphaf:   2013. Lok: 2016.
 
Sporð- og uggarot er vaxandi vandamál í fiskeldi víða um heim og þá sérstaklega í seiðaeldi. Sjúkdómurinn er einnig þekktur í villtum fiskistofnum.
Orsakavaldarnir eru bakteríur af flokki Tenacibaculum sp. sem valda sjúkdómum í fiskum í söltu og hálfsöltu vatni og Flavobacterium sp. sem orsaka sjúkdóma í fiskum sem aðallega eru aldir upp í ferskvatni.
Flavobakteríur, sem fyrst voru greindar sem orsakavaldar sjúkdóms í fiskum árið 1922, hafa frá árinu 2009 í auknum mæli valdið vanda í íslensku bleikjueldi. Er þar aðallega um að ræða tegundina Flavobacterium psychrophilum sem veldur Cold water disease eða Rainbow trout fry syndrome í lax- og silungseldi víða um heim.
Verkefnið hófst haustið 2013. Safnað var efniviði úr eldisfiskum og villtum fiskum. Bakteríustofnar voru einangraðir með ræktun og skyldleiki þeirra metinn út frá raðgreiningu á 16S rRNA geni bakteríanna. Aðal áherslan var lögð á greiningu sporð- og uggarotsbaktería í bleikjueldi. Leitað var hugsanlegra smitleiða með því að freista þess að einangra sporð- og uggarotsbakteríur úr inntaksvatni eldisstöðva og úr hrognum frá kynbótastöð. Alls höfum við náð að safna tæplega 400 stofnum.
Innbyrðis skyldleiki stofna hefur verið metinn með raðgreiningu á 16S rRNA geni bakteríanna og framkvæmd MLST greining á hluta stofnanna. Einnig hefur verið framkvæmt salt- og hitaþolspróf á nokkrum völdum stofnum úr sex fisktegundum.
Niðurstöður benda til þess að mikill erfðabreytileiki sé milli sporð- og uggarotsbaktería sem einangraðar hafa verið. Auk þess er mikill breytileiki milli Flavobacterium psychrophilum stofna í íslensku bleikjueldi. Þó bendir MLST greining til þess að samskonar stofna sé að finna á nokkrum eldisstöðvum. Ekkert bendir til þess að smit berist í bleikjueldið úr hrognum frá kynbótastöð en vísbendingar eru um að smit geti verið vatnsborið.
Salt- og hitaþolspróf sýna að sporð- og uggarotsstofnar eru þolnari gagnvart breyttum umhverfisþáttum en álitið var.
Verkefnið var kynnt á alþjóðlegri vísindaráðstefnu í formi tveggja fyrirlestra (17th International Conference on Diseases of Fish and Shellfish, Las Palmas de Gran Canaria, 7.-11. september).
 
--------
 
Veiruskimun í kvíalaxi og villtum laxi til fiskræktar
 
Starfslið:  Sigríður Guðmundsdóttir verkefnisstjóri, Heiða Sigurðardóttir með-umsækjandi og Harpa Mjöll Gunnarsdóttir starfsmaður verkefnisins.
Samstarf:  Gísli Jónsson, dýralæknir fisksjúkdóma, MAST. Starfsmenn nokkurra seiðaeldistöðva sem og sjókvíaeldisstöðva. Verkefnið er styrkt af AVS rannsóknasjóði í sjávarútvegi, styrknr: R 15 017-15.
Nemi:       Harpa Mjöll Gunnarsdóttir nemi í lífeindafræði vinnur diploma- verkefni innan verkefnisins fyrri hluta árs 2016 og sótt verður um MS verkefni sem getur hafist seinni hluta árs 2016.
Upphaf:    2015. Lok: 2017.
 
Markmið verkefnisins er að skima eftir veirum í laxi og auka við þekkingu sem safnast hefur í þjónustuverkefnum á Keldum og í AVS-smáverkefni 2013-2014. Raðgreining efniviðar mun auka upplýsingagildið til muna. Vaxandi kröfur eru um rannsóknir og vottanir á þessu sviði og tækni til greininga hefur fleygt hratt fram.
Á fyrstu 6 mánuðum verkefnisins (júní-nóvember) var unnið að sýnasöfnun, úrvinnslu og prófun sýna samkvæmt uppsettri áætlun. Skimað var eftir þremur veirum, PRV, PMCV, og HPR0 afbrigði ISAV í sýnum úr fiskræktarstöðvum í mismunandi landshlutum. Sýni voru tekin úr niðurgönguseiðum vorið 2015 og verða tekin úr klakfiski sumarið 2016 og reiknað er með að það verði einnig gert 2017. Sjókvíaeldi er einnig skoðað. Tekin voru sýni úr útsetningarseiðum í eldisstöð vorið 2015, úr kvíum eftir 6 mánuði í eldi og að lokum verða tekin sýni við slátrun (12-18 mánuðir). Annar sýnatökustaðurinn er á Vestfjörðum en hinn á Austfjörðum.
Í verkefninu er einnig unnið að raðgreiningu á sýnum sem HPR0 afbrigði ISAV veirunnar hefur greinst í og safnað hefur verið á Rannsóknadeild fisksjúkdóma
undanfarin ár. Eftir að skimun hófst fyrir ISAV hérlendis (Ársskýrslur Keldna og dýralæknis fisksjúkdóma fyrir 2009-2013) hefur lítill hluti sýna á hverju ári verið jákvæður með tilliti til meinlauss afbrigðis veirunnar eða ISAV-HPR0 (mest 1,1%).
Umrædd sýni, sem skipta þúsundum árlega, hafa öll verið úr klaklaxi í eldi. Meinvirka (sjúkdómsvaldandi) afbrigði veirunnar hefur aldrei greinst hérlendis. Faraldsfræðilegar rannsóknir víða um lönd á liðnum árum hafa sýnt að ISAV-HPR0 afbrigðið er mjög útbreitt og finnst líklega víðast hvar í umhverfi laxa. Sýnt hefur verið fram á að í meinvirka afbrigði veirunnar er ávallt útfelling í s.k. HPR geni, sem er til staðar í óskertu formi í ISAV-HPR0. Enn er óljóst hvert líffræðilegt samband afbrigðanna er og óvíst hvort tilvist HPR0 auki líkur á að meinvirka afbrigðið komi
fram. Tvenns konar aðferðir við undirbúning sýna til raðgreininga verða bornar saman þ.e. umritun og mögnun með eða án ”TOPO-klónunar”. PCR afurðir verða raðgreindar og raðirnar bornar saman innbyrðis og við erlend gagnasöfn.
Undirbúningur þessa verkhluta hófst í árslok 2015. Sett var upp diplomaverkefni í lífeindafræði fyrir Hörpu Mjöll Gunnarsdóttur og lýkur því í maí 2016.
 
 

-------------------------------------

 

 

Þú ert að nota: brimir.rhi.hi.is