BAKTERIOLOGISK BALANSE OG KONTROLL I RAS. K.J.K. Attramadal (SINTEF Ocean)

Transkript

1 BAKTERIOLOGISK BALANSE OG KONTROLL I RAS K.J.K. Attramadal (SINTEF Ocean)

2 Mulige kilder til mikrober i landbasert oppdrett Luft Fôr Kolonisering av tarm, skinn og gjeller Fisk Tankvann Tankintern vekst og konkurranse Syke, bærere Egg/yngel Inntaksvann Biofilm Biosikkerhet!

3 Mikrobiell kontroll: Spesifikke patogene og opportunister Spesifikke patogene stoppes av sterke (gjerne flere forskjellige slag) hygieniske barrierer inn til systemet: BIOSECURITY! Mye av problemene i akvakultur forårsaket av gjenvekst av opportunistiske bakterier som kan gi sykdom når verten er svekket

4 r/k-seleksjon Seleksjon Miljø Mattilgang per bakterie Favorisert egenskap r-seleksjon Uforutsigbart Tomme nisjer Høy Rask reproduksjon vekst Opportunist K-seleksjon Stabilt Fullt Lav, Nært bæreevnen Konkurranse om begrenset ressurs Spesialist For heterotrofe bakterier: begrenset ressurs = organisk materiale

5 Bakteriemiljø og marine fiskelarver ikke testet på laks enda K-selekterte bakteriesamfunn Høyere reproduserbarhet r-selekterte bakteriesamfunn Patogene bakterier er typisk opportunister Økt overlevelse Forbedret appetitt Tidligere igangsatt vekst Raskere vekst Økt robusthet overfor stress

6 Prosesser i landbasert oppdrett som favoriserer oppblomstring av opportunistiske bakterier i vannet Increase in supply of organic matter (carrying capacity) Disinfection Organic matter supply Carrying capacity Number of bacteria Feed K-selection Barrier against pathogens K-selection r-selection Time/flow through the system r-selection

7 Det mikrobielle miljøet i karvannet (Kveite, gjennomstrøm) Regrowth potential of bacteria (flow cytometry) Fraction of opportunistic bacteria % Increase in bacteria after incubation (3 days) Intake water After sandfilter After UV 1 After protein skimmer Header tank After UV 2 = water in to fish tanks Fish tank % Fast growing bacteria Intake water After sandfilter After UV 1 After protein skimmer Header tank After UV 2 = water in to fish tanks Fish tank

8 Kontrollert gjenvekst i modningsenhet (= biofilter) Mange bakterier som konkurrerer om maten Mer stabilt bakteriemiljø og høyere overlevelse (torsk) Survival to day 60 ph (end of experiment) Survival to day 32 ph (live feed period) 30 % Survival FTS 1 FTS 2 FTS 3 MMS 1 MMS 2 MMS 3

9 Vannbehandling: K-seleksjon av bakterier i RAS Mikrobiell bæreevne lik gjennom systemet Stor overflate tilgjengelig for bakterievekst (biofilter) Høy oppholdstid for vannet i det totale systemet Fisketank Biofilter

10 RAS: mikrobiota inn ~ mikrobiota i tank Signifikant høyere stabilitet i karvannet K-selektert Bæreevne inn ~ bæreevne i tank

11 Oppholdstid for vannet I gjennomstrømstanker vil bakterier som vokser saktere enn oppholdstida vaskes ut I RAS er oppholdstida for vann i systemet mye høyere, fortynningen er lav og saktevoksende bakterier beholdes i systemet Selv om oppholdstida i tankene er lav vil saktevoksende bakterier kunne komme tilbake etter en tur gjennom vannbehandlinga i RAS (dersom de ikke desinfiseres på veien ) I ll be back!!

12 Vannutskiftning i tank (ved stabil og lav tilførsel av organisk materiale = bæreevne) HRT dager til timer K-seleksjon HRT timer til minutter r-seleksjon HRT minutter Ingen endring i enhet

13 Vannutskiftning i totalsystemet RAS/gjenbruk K-seleksjon r-seleksjon Gjennomstrøm/ RAS med desinfeksjon + lav oppholdstid i tank Ingen endring i systemet

14 RAS og overlevelse 40 Torskelarver % overlevelse 30 dager etter klekking % Survival of cod larvae day 30 post hatching RAS 1 FTS 1 RAS 2 FTS 2 RAS 3 FTS 3 (Attramadal et al 2012a,b; 2014)

15 Desinfeksjon i RAS Utfordrende på grunn av partikler og fargestoff som gir skyggeeffekter eller konsum av oksidant: Ikke sikker hygienisk barriere hvis 2% slipper gjennom og vokser opp etterpå!

16 Desinfeksjon i RAS (hummerlarver) Signifikant forskjellig sammensetning av bakterier i systemene Survival of lobster larvae (%) Overlevelse til 4. stadie: RAS UV RAS FTS Time (days post hatching) Time (days post hatching)

17 Alternativ: RAS + fysisk adskilte systemer

18 BACMON (Grundfos) Kvantitativ overvåkning 18

19 MONMIC Kvalitativ overvåkning Monitorering av mikrobesamfunn i akvakulturanlegg Bakterieartssammensetning: Illumina sekvensering Absolutt kvantitet av utvalgte patogener: Digital Droplet PCR 19

20 Konklusjoner 1. For å holde patogene ute: bruk multiple hygieniske barrierer 2. For å holde bakterietallet nede: reduser bæreevnen = fjern organisk materiale så raskt og skånsomt som mulig 3. For å hindre smitte innad i anlegget: ha mindre systemer som er fysisk adskilt fra hverandre 4. For å holde en stabil og god mikrobiell sammensetning der fisken oppholder seg: tenk nøye gjennom drift, valg av desinfeksjon i vannbehandlingssløyfa og oppholdstid i kar og system 5. Vi vet veldig lite om den normale og fordelaktige mikrobiotaen i kommersielle RAS for settefisk 20

21 Technology for a better society