| Summary: | Det er kjent at kommensale mikrobiomer kan bidra med å beskytte deres vert mot bakterielle infeksjoner ved å bruke opp næringsstoffer, sekretere antimikrobielle forbindelser, og interagere med vertens immunsystem. Nylige studier på Zebrafisk og Regnbueørret har vist at når disse fiskene holdes i sterile miljø helt fra klekkestadiet så er de mer mottakelige for infeksjon fra Flavobacterium columnare, sammenlignet med fisk holdt i konvensjonelle ikke-sterile miljø. Dette viser at mikrobiomet kan ha en beskyttende effekt også i fisk. Det finnes for øyeblikket ingen slike studier av Atlanterhavslaks. Vi har derfor utført tre smittebad-forsøk med yngel av Atlanterhavslaks (Salmo salar), for å teste om mikrobiomer i disse fiskene gir økt beskyttelse mot bakterielle patogener. I det første smittebad-forsøket prøvde vi å smitte yngel holdt på konvensjonelt ikke-sterilt vis, med to stammer av Aeromonas salmonicida og to stammer av Flavobacterium psychrophilum. Stammene ble dyrket i medium med jernkilatoren 2,2’-bipyridyl, som antas å øke uttrykkelsen av virulens-gener. De to stammene av A. salmonicida ble dyrket både i tryptikase-soya-buljong og i hjerne-hjerte-infusjon, for å teste om vekstmediet kunne påvirke patogeniteten til stammene. Resultatet fra forsøket var vanskelig å analysere da det var høy variasjon i dødelighet mellom replikatgrupper, og stor dødelighet i noen av kontrollgruppene, som var ment å ha minimal dødelighet. Det så mest ut som om ingen av stammene hadde klart å forårsake død blant fiskene. I det andre smittebad-forsøket ble både bakteriefri yngel og konvensjonalisert yngel forsøkt smittet med Yersinia ruckeri 06059, dyrket både med og uten bipyridyl. Bland den bakteriefrie yngelen som ble forsøkt smittet av Y. ruckeri dyrket med bipyridyl observerte vi over 60 % mortalitet i alle replikatgrupper, sammenlignet med minimal dødelighet i de bakteriefrie kontrollgruppene. De andre forsøksgruppene gikk det dårligere med, med høy varians mellom replikatgrupper og mange dødsfall i kontrollgruppene, som vi også hadde problemer med i det første forsøket. I det tredje smittebad-forsøket prøvde vi å reprodusere det som hadde sett ut til å være en suksessful Y.ruckeri-infeksjon blant bakteriefri yngel i det andre forsøket. Men i dette forsøket observerte vi liten til moderat grad av dødelighet (<50 %) i bakteriefri yngel, både i smittegruppene og i kontrollgruppene. Vi fikk derfor ikke til å reprodusere det tidligere resultatet. I tillegg til smittebad-forsøkene så testet vi også om mengden Y. ruckeri-celler i vevsprøver fra lakseyngel kunne kvantifiseres med qPCR. Dette ble utført ved å bruke primere spesifikke for en region av hom7-genet, som ble antatt å ikke være til stede i andre bakterier enn Y. ruckeri. Vi fant at prøvetriplikater fra individuelle qPCR noen ganger resulterte i verdier med veldig store standardavvik, og at gjennomsnittsverdiene av prøvetriplikater fra ulike qPCR noen ganger var veldig forskjellig fra hverandre. I beste fall kan qPCR brukes til å bestemme antall Y. ruckeri semi-kvantitativt. It is known that commensal microbiomes can provide their animal hosts with extra resistance to bacterial infections through mechanisms such as nutrient competition, secretion of anti-microbial compounds, and interaction with the host’s immune system. Recent studies using Zebrafish and Rainbow trout have shown that these fish, when raised in germ-free conditions and therefore lacking commensal microbiomes, are more susceptible to infection by Flavobacterium columnare compared to conventionally raised fish. This shows that the microbiome can have a protective function also in fish. Currently, there exist no such studies on Atlantic salmon. We have therefore performed three immersion challenge experiments with larvae of Atlantic salmon (Salmo salar), in order to test whether the presence of a microbiome in these fish provides increased resistance to bacterial pathogens. In the first immersion challenge we attempted to infect conventionally raised larvae, using two strains of Aeromonas salmonicida ssp. salmonicida and two strains of Flavobacterium psychrophilum. The strains were cultured in medium containing the iron chelator 2,2’-bipyridyl, which is thought to increase expression of certain virulence-genes. The two strains of A. salmonicida were cultured both in tryptic soy broth and in brain heart infusion, in order to assess whether the growth medium could affect the pathogenicity of the strains. The results of this challenge were hard to interpret as there was large variation in mortality between replicate groups and large mortality was also observed in some replicates of the control groups, thought it seemed like none of the strains could cause mortality in the larvae under our experimental conditions. In the second immersion challenge, germ-free (GF) and conventionalized larvae were challenged with Yersinia ruckeri 06059, cultured both with and without bipyridyl. Among GF larvae challenged with Y. ruckeri cultured in bipyridyl we observed over 60 % mortality in all three replicate groups, compared to minimal mortalities in the GF control groups. However, the other groups in the challenge had results that were as hard to interpret as those of the previous challenge, with high variance between replicates and with many deaths in the controls. In the third immersion challenge we attempted to reproduce the seemingly successful infection with Y. ruckeri that was obtained among the GF larvae in the second challenge. However, this time small to moderate mortalities (<50 %) were observed among GF larvae both in the challenged group and the control groups. The attempt at reproducing the previous result was therefore unsuccessful. In addition to the immersion challenges, we tested whether the amount of Y. ruckeri cells in tissue samples from Atlantic salmon larvae could be quantified using qPCR. This was done by using primers specific for a region of the hom7 gene, which was assumed to not be present in bacteria other than Y. ruckeri. We found that sample triplicates from individual qPCRs sometimes resulted in values with very large standard deviations, and that the mean values of sample triplicates from different qPCRs sometimes were very different from each other. At best, qPCR could be used to determine the amount of Y. ruckeri semi-quantitatively.
|
|---|