Simulating biosecurity breach in an experimental Atlantic salmon freshwater RAS
1. Purpose
Adoption of recirculating aquaculture systems (RAS) in Atlantic salmon aquaculture is increasing. It offers multiple advantages than traditional flow-through systems, as it allows a more predictable production, flexible location, water conservation, efficient waste management and nutrient recycling, prevention of escapees and enhanced biosecurity and disease control. Despite these benefits, pathogenic microorganisms can still enter the system, thrive, and infect the fish. Biosecurity measures are being developed and optimised to ensure that fish are protected from potential outbreaks. However, there remains a significant gap in our understanding of pathogen entry and fate in RAS. Using Yersinia ruckeri, the causative agent of enteric redmouth disease, as a model pathogen, the trial described in this application will explore how different simulated entries influence the pathogen's fate in a freshwater RAS and document the health and welfare impacts on salmon parr.
2. Distress
Fish will be exposed to Y. ruckeri and will be expected to develop early pathological signs associated with the disease. A group of fish will be tagged prior to the start of the trial.
3. Expected benefit
The trials described here will shed light into the potential entry risk and fate of a pathogen in RAS. This information will be instrumental in designing optimised protocols for disinfection and better biosecurity measures in the RAS production of Atlantic salmon parr.
4. Number of animals and what kind
Nine hundred (900, appr. 10 g) mixed-sex Atlantic salmon (Salmo salar) parr are intended to be used in the trial.
5. How to adhere to 3R
There is no other way to test the hypothesis in the study than performing a trial using live fish. However, the experiment has been designed so that the number of fish is reduced to a minimum, i.e., minimum stocking density in the tank, and infection will not be allowed to progress severely. Humane endpoints are defined and, the experimental systems are designed for optimal rearing conditions for parr.
Adoption of recirculating aquaculture systems (RAS) in Atlantic salmon aquaculture is increasing. It offers multiple advantages than traditional flow-through systems, as it allows a more predictable production, flexible location, water conservation, efficient waste management and nutrient recycling, prevention of escapees and enhanced biosecurity and disease control. Despite these benefits, pathogenic microorganisms can still enter the system, thrive, and infect the fish. Biosecurity measures are being developed and optimised to ensure that fish are protected from potential outbreaks. However, there remains a significant gap in our understanding of pathogen entry and fate in RAS. Using Yersinia ruckeri, the causative agent of enteric redmouth disease, as a model pathogen, the trial described in this application will explore how different simulated entries influence the pathogen's fate in a freshwater RAS and document the health and welfare impacts on salmon parr.
2. Distress
Fish will be exposed to Y. ruckeri and will be expected to develop early pathological signs associated with the disease. A group of fish will be tagged prior to the start of the trial.
3. Expected benefit
The trials described here will shed light into the potential entry risk and fate of a pathogen in RAS. This information will be instrumental in designing optimised protocols for disinfection and better biosecurity measures in the RAS production of Atlantic salmon parr.
4. Number of animals and what kind
Nine hundred (900, appr. 10 g) mixed-sex Atlantic salmon (Salmo salar) parr are intended to be used in the trial.
5. How to adhere to 3R
There is no other way to test the hypothesis in the study than performing a trial using live fish. However, the experiment has been designed so that the number of fish is reduced to a minimum, i.e., minimum stocking density in the tank, and infection will not be allowed to progress severely. Humane endpoints are defined and, the experimental systems are designed for optimal rearing conditions for parr.
Etterevaluering
Forsøket er betydelig belastende.
Begrunnelse for etterevalueringen
Forsøkets formal ble oppnådd. Det gav nyttig informasjon om hvordan sykdom utviklet seg i RAS-systemet etter brudd på biosikkerheten. Det ble oppdaget at infeksjons-dynamikken ikke lignet det tidligere erfaring fra flow-through-system tilsa (sykdomsutviklingen viste seg å være raskere i RAS). Infeksjonsmodellen vil utvikles videre de neste årene ved å studere mot andre patogener. I tillegg viste det seg at patogenet ikke persisterte lenge i systemet.
Totalt 900 laks ble omsøkt og brukt. 300 ble brukt som negativ kontroll og ble kategorisert med moderat belastning. 600 av fiskene ble utsatt for smitte med Y. ruckeri og fikk betydelig belastning på grunn av sykdomsutvikling og evt. død.
På grunn av at forskning på infeksjon i RAS-anlegg fortsatt er i en veldig tidlig fase, trengs det mer data for å utvikle strategier for hvordan man kan erstatte flest mulig dyr for denne typen studier. I denne studien ble det brukt minimum antall fisk for å ha et optimalt fungerende RAS system.
RAS blir mer og mer vanlig å bruke i Norge og derfor er infeksjonsmodeller nødvendig å utvikle med henseende på dette. Antallet dyr var hensiktsmessig og dataene blir brukt til å utvikle en statistisk power model for RAS-enhetene på HiT. Disse dataene vil bli brukt som gullstandarden for fremtidige forsøk i RAS-anlegg.
For fremtidige forsøk kan patogen-belastningen muligens reduseres mer enn det ble gjort i denne studien og dermed redusere belastningen på dyra. Prosedyren som ble brukt kan forbedres ved at man i stedet for multiple brudd på biosikkerheten, kun bruker én da dette viste seg å være tilstrekkelig og resultere i samme infeksjonsdynamikken (som ved bruk av to). Overvåkning av fisken kan muligens forbedres ved bruk av AI-baserte kameraer. Bruken av scoringsskjemaer, humane endepunkter og avlivingsmetode opplyses å ha fungert optimalt.
Totalt 900 laks ble omsøkt og brukt. 300 ble brukt som negativ kontroll og ble kategorisert med moderat belastning. 600 av fiskene ble utsatt for smitte med Y. ruckeri og fikk betydelig belastning på grunn av sykdomsutvikling og evt. død.
På grunn av at forskning på infeksjon i RAS-anlegg fortsatt er i en veldig tidlig fase, trengs det mer data for å utvikle strategier for hvordan man kan erstatte flest mulig dyr for denne typen studier. I denne studien ble det brukt minimum antall fisk for å ha et optimalt fungerende RAS system.
RAS blir mer og mer vanlig å bruke i Norge og derfor er infeksjonsmodeller nødvendig å utvikle med henseende på dette. Antallet dyr var hensiktsmessig og dataene blir brukt til å utvikle en statistisk power model for RAS-enhetene på HiT. Disse dataene vil bli brukt som gullstandarden for fremtidige forsøk i RAS-anlegg.
For fremtidige forsøk kan patogen-belastningen muligens reduseres mer enn det ble gjort i denne studien og dermed redusere belastningen på dyra. Prosedyren som ble brukt kan forbedres ved at man i stedet for multiple brudd på biosikkerheten, kun bruker én da dette viste seg å være tilstrekkelig og resultere i samme infeksjonsdynamikken (som ved bruk av to). Overvåkning av fisken kan muligens forbedres ved bruk av AI-baserte kameraer. Bruken av scoringsskjemaer, humane endepunkter og avlivingsmetode opplyses å ha fungert optimalt.