Rapportserie:
Rapport fra havforskningen 2024-8ISSN: 1893-4536Publisert: 14.03.2024Oppdatert: 08.07.2024Prosjektnr: 15194-01Oppdragsgiver(e): FiskeridirektoratetReferanse: 23/1362 Forskningsgruppe(r):
Reproduksjon og utviklingsbiologiTema:
TorskeoppdrettProgram:
Fremtidens havbruk
Forskningsgruppeleder(e):
Anna Wargelius (Reproduksjon og utviklingsbiologi)
Godkjent av:
Forskningsdirektør(er):
Geir Lasse Taranger
Programleder(e):
Robin Ørnsrud
Protocol for assessing the degree of maturity in farmed cod
The current protocol for assessing the maturity level in farmed cod outlines distinct stages of maturity in both male and female cod (Gadus morhua). This protocol aids in evaluating the degree of maturity in cod within farming facilities. Each stage involves a macroscopic evaluation, which includes pictures of the gonads both inside and outside the fish, detailed images, a general description of the gonads, and fish metrics. Additionally, there is a microscopic evaluation, featuring histological pictures and descriptions. The protocol also provides guidelines for properly collecting gonad samples from male and female cod for further histological analyses.
Sammendrag
Den gjeldende protokollen for vurdering av modningsnivået hos oppdrettstorsk skisserer distinkte modenhetsstadier hos både hann- og hunntorsk (Gadus morhua). Denne protokollen hjelper til med å evaluere graden av modenhet hos torsk i oppdrettsanlegg. Hvert stadium involverer en makroskopisk vurdering, som inkluderer bilder av gonadene både inne og utenfor fisken, detaljerte bilder, en generell beskrivelse av gonadene og fiskemålinger. I tillegg inkluderer det en mikroskopisk vurdering, med histologiske bilder og beskrivelser. Protokollen gir også retningslinjer for riktig innsamling av gonadeprøver fra hann- og hunntorsk for videre histologiske analyser.
1 - Ordliste
Atresi – Oocytter som tilbakedannes
Follikler etter ovulering – bevis på nylig egg gyting
Gonade – (Indre) kjønnsorgan som produserer kjønnsceller
GSI – Gonadosomatisk index. Blir beregnet ut fra formelen: (Gonadevekt/fiskens totale vekt) *100
Hydrert oocytt – Gjennomsiktig oocytt, siste stadiet av oocyttmodning
Ig – Somatisk GSI. Blir beregnet ut fra formelen: (Gonadevekt/somatisk vekt) *100 hvor somatisk vekt er vekten av fisken uten innvoller (lever, gonader og fordøyelsesorganer)
Kortikale alveoler –Vesikler i utkanten av plommemassen som inneholder glykoproteiner. Disse bidrar til herding av egget etter at det er befruktet.
Melke – Sæd / modne spermier
Oocytt – Eggcelle
Ovulering/ovulasjon – Eggløsning
Rognsekk – Hunngonade
Sædledere – Kanaler som transporterer sæd fra gonade til ytre miljøet under reproduksjon; efferentkanaler
Spermatide – Differensierte kjønnsceller som modnes til spermatozoer
Spermatocytt – Differensierte kjønnsceller som modnes til spermatider
Spermatogonium – Type stamcelle som er forløperne til sædceller
Spermatozoer – Hannfiskens spermier; moden sædcelle
Testes – Hanngonade
Vaskularisering – Dannelse av blodkar
Vitellogenese – Dannelse av plommemasse, ved at forløperen vitellogenin blir produsert i leveren, transportert i blodet og lagret i oocyttene. I denne fasen vokser oocyttene meget raskt
Vitellogenin – Forløpere til plommemateriale. Blir dannet i leveren og inneholder protein, fettstoffer, karbohydrater og sporstoffer som blir brukt i tidlig utvikling av fiskeembryo og -larver
2 - Innledning og metode
2.1 - Prøvetaking for vurdering av modningsgrad hos oppdrettstorsk
Denne malen/protokollen er utarbeidet for å hjelpe til med å vurdere modningsgraden hos oppdrettstorsk i oppdrettsanlegg. Vi anbefaler å samle inn prøver eller vurdere modningsstatusen på nylig avlivet oppdrettstorsk.
Modningsgraden hos oppdrettstorsk er delt inn i stadier i henhold til visuell estimering av gonader. Stadiene er bekreftet med histologiske analyser for begge kjønn. Modningsstadiene som beskrives nedenfor samsvarer med prosedyren som brukes i håndboken for prøvetaking av fisk, krepsdyr og andre evertebrater (SPD gruppen, 2023) og den foreløpige manualen for å bestemme gonademodningsgraden av Nordsjøtorsk, utviklet av deltakere i ICES Workshop på «Modenhetsstadium for torsk, hvitting, hyse og sei» (Bucholtz m.fl. 2007) og Tomkiewicz m.fl. (2003). Ytterligere beskrivelse og bilder av torskegonader finnes i Tomkiewicz m.fl. (2002) hos vill torsk.
Når modningsstadiet er vanskelig å vurdere (kan være tilfelle mellom stadium 1 og 4 - umoden og utgytt i hanner og hunner), er det mulig å ta en prøve for histologiske eller partikkelanalyser. I tillegg til gonadeprøver som er samplet for videre analyser, anbefaler vi å ta et bilde av fisken åpen med gonaden inni og et bilde av gonaden utenfor fisken (Figur 1A og B). Protokollen for å sample og fiksere vevet er beskrevet nedenfor.
I denne protokollen, ble gonadosomatisk index (GSI) beregnet ut ifra formelen: (Gonadevekt/fiskens totale vekt) *100. Somatisk GSI (Ig) ble beregnet ut ifra formelen: (Gonadevekt/somatisk vekt) *100 hvor somatisk vekt er vekten av fisken uten innvoller (lever, gonader og fordøyelsesorganer). GSI og Ig intervall for hvert modningsstadium er basert på et lite antall fisk (samplet for denne protokollen) og er her kun for å gi et foreløpig estimat av GSI for hvert modningsstadium. Ytterligere innsamling av fisk vil imidlertid være nødvendig for å gi en representativ verdi for hvert modningsstadium.
2.2 - Gonadeprøver for histologi og partikkelanalyse
Formalin er sterkt irriterende, giftig og kreftfremkallende. Formalin kan fremkalle allergi. Alt arbeid med formalin utføres i avtrekk. For mer informasjon se på sikkerhetsdatablad.
Bouins løsning inneholder formaldehyd og samme tiltak som for 4% nøytralt bufret formalin gjelder for Bouins. For mer informasjon se på sikkerhetsdatablad.
2.2.1 - Sampling og fiksering av gonadeprøve: hunnfisk
Bruk forhåndsfylte ferdig merkede scintillasjonsrør med 4% nøytralt bufret formalin. Prøven skal utgjøre cirka en halv teskje og tas ved å skjære ut en bit fra den høyre gonaden omtrent midt på (se Figur 1C og D, rød stiplet linje) med gonadeåpningen under/ned og lobene/lapper pekende bort fra deg (Figur 1C, D og E). Dette kan gjøres ved hjelp av en kniv eller skalpell. Ved svært store gonader kan det være utfordrende å skjære ut en bit, og i slike tilfeller kan en plastpipette eller teskje brukes til å sample prøven. Denne biten plasseres direkte i plastflasken, som allerede er fylt med 4% nøytralt bufret formalin.
OBS!! Denne biten skal aldri utgjøre mer enn 1/10 av væsken i flasken (se Figur 1E). Det skal kun være én prøve (fra en fisk) per flaske.
Tørk av utstyr som brukes for å unngå forurensning fra én prøve til en annen (hvis du bruker en plastpipette, bytt den). Registrer løpenummeret sammen med fiskedataene (fiskenummer, totalvekt, lengde, gonadevekt, levervekt, somatisk vekt og kjønn).
2.2.2 - Sampling og fiksering av gonadeprøve: hannfisk
Bruk forhåndsfylte ferdige merkede scintillasjonsrør med fikseringsvæske. For hanner oppnådde vi best resultater i histologi ved bruk av Bouins løsning. For Bouins løsning: Vevsbiten må ikke være tykkere enn 5 mm på grunn av absorpsjonshastigheten til fiksativet. Etter 6-24 timer i Bouins fikseringsløsning vaskes vevet i 70 % etanol og overføres deretter til 70 % etanol. Hvis det ikke er mulig å bruke Bouin’s løsning, kan den erstattes med 4% nøytralt bufret formalin.
Prøven tas ved å skjære ut en bit av en lobe/lappe av hanngonaden (Figur 2, svarte piler og svart stiplet linje) ved hjelp av saks og pinsett. Hvis den er for stor, kutt loben over bredden (Figur 2, rød stiplet linje). Denne biten legges direkte i plastflasken som er forhåndsfylt med 4% nøytralt bufret formalin eller Bouins løsning.
OBS!! Denne biten skal aldri utgjøre mer enn 1/10 av væsken i flasken. Det skal kun være én prøve (fra en fisk) per flaske.
Tørk av utstyr som brukes for å unngå forurensning fra én prøve til en annen. Registrer løpenummeret sammen med fiskedataene (fiskenummer, totalvekt, lengde, gonadevekt, levervekt, somatisk vekt og kjønn).
3 - Modningsgrad hos torsk – Makroskopisk – Visuell vurdering
3.1 - Hunntorsk modningsgrad oppsummering
Stadium
Makroskopisk – visuell vurdering
1- Umoden
Gonadene er små, består av to lober og befinner seg under leveren og fordøyelseskanalen i den bakre delen av bukhulen, langs svømmeblæren. På det umodne stadiet er ingen oocytter/eggceller synlig makroskopisk, og rognsekken er glatt, litt gjennomsiktig og rosa. GSI intervall: 0,20 til 0,83; Ig intervall: 0,24 til 1,01
2- Modnende (tidlig)
Gonadene er plassert i den bakre delen av bukhulen. Gonadene er små og hovne med oransje, rød til rosa farge. GSI intervall: 0,65 til 3,92; Ig intervall: 0,76 til 5,35
2- Modnende (avansert)
Gonadene er større i volum sammenlignet med forrige stadium og tar opp halvparten til 2/3 av plassen i bukhulen. Gonadenes farge varierer fra oransje, lys rosa til rosa. Vaskularisering begynner å bli fremtredende. De ugjennomsiktige oocyttene i vitellogenese er lett å observere. GSI intervall: 3,29 til 10,99; Ig intervall: 4,02 til 15,23
3- Gytende (tidlig)
I starten av gytingen har hunntorsk svært store gonader som tar opp mesteparten av plassen i bukhulen. Gonadenes farge varierer og kan være oransje, lys rosa, rosa. Oocytter er tydelig synlige, og noen få transparente, hydrerte oocytter observeres i gonadene, blant store og ugjennomsiktige oocytter i vitellogenese eller i sluttmodning (siste stadiet før ovulasjon). Gonaden ser granulert ut med mye vaskularisering. GSI: 16; Ig: 23,19
3- Gytende hovedgyteperiode
Gonadene er svært store og opptar mesteparten av plassen i bukhulen. Gonadens farge varierer fra oransje, lys rosa, rosa til rødlig. Hydrerte oocytter observeres gjennom hele gonaden. Gonadene ser granulerte ut og det er mye vaskularisering. Gonadene er rennende. Ved stryking av fisken kan det komme ut noen egg. GSI minker gradvis utover gytingen. GSI intervall: 11,80 til 24,99; Ig intervall: 19,24 til 44,15
4- Utgytt/hvilende
Gonadene er lokalisert i den bakre delen av bukhulen og viser hvitaktig, gråaktig til lys rosa farge. De er små og slappe, kan være blodsprengte og har tykke vegger. Hvite oocytter i atresi kan observeres. Regenerering tar til, og gonadene blir noe større og fyldigere enn i stadium 1 (umoden). Det er ingen synlige egg. GSI: 1,53 til 1,91; Ig: 1,89 til 2,35
Tabell 1 : Oppsummering av modningsstadier hos hunntorsk
3.2 - Hanntorsk modningsgrad oppsummering
Stadium
Makroskopisk – visuell vurdering
1- Umoden
Gonadene er små, ser ut som en streng, består av to lober og befinner seg under leveren og fordøyelseskanalen i den bakre delen av bukhulen, langs svømmeblæren. Fargen er hvit til gulhvit og gjennomsiktig. GSI intervall: 0,01 til 0,27; Ig intervall: 0,01 til 0,31
2- Modnende
Gonadene er langstrakte, lappete og krøllete. Gonadene er større i volum sammenlignet med forrige stadium. De utvikler seg til å ta opp halvparten til 2/3 av plassen i bukhulen. Lappene blir tykkere. Sædlederne er gjennomsiktige og tomme. Gonadenes farge varierer fra rødlig, lys rosa til rosa. Jo mer de utvikler seg, desto hvitere blir de. Det er ulike modningsgrader fra tidlig modning til avansert modning. Det er ingen utslipp av melke. GSI intervall: 0,49 til 8,42; Ig intervall: 0,59 til 11
3- Gytende
Gonadene er svært store og opptar mesteparten av plassen i bukhulen. Lobene/lappene er fyldige, hvite og ugjennomsiktige. Sædlederne er fulle av melke, som renner ut ved press på fiskens bukside. GSI minker gradvis utover gytingen og testes krymper mot ryggsiden av bukhulen. GSI intervall: 4,81 til 10,34; Ig intervall: 6,03 til 13,36
4- Utgytt/hvilende
Gonadene er små, de ligger langs svømmeblæren, lobene/lappene er tomme og kan være grå til rødlig. Det kan være spor av melke. Regenerering tar til, gonadene er noe større og fyldigere enn stadium 1 (umoden). GSI: 0,34; Ig: 0,41
Tabell 2 : Oppsummering av modningsstadier hos hanntorsk
3.3 - Oppdrettstorsk Umoden
3.3.1 - 1. Stadium: Umoden hunntorsk
Beskrivelse
Gonadene/rognsekkene er små, består av to lober (se Figur 3C) og befinner seg under leveren og fordøyelseskanalen i den bakre delen av bukhulen (Figur 3A og B, svarte piler). På det umodne stadiet er ingen oocytter/eggceller synlig makroskopisk, og rognsekken er glatt, litt gjennomsiktig og rosa (Figur 3C).
Fiskedata
Lengde: 31,5 cm; Vekt: 285 g; Gonadevekt: 0,78 g
GSI: 0,27 – Ig: 0,31
3.3.2 - 1. Stadium: Umoden hanntorsk
Beskrivelse
På det umodne stadiet er gonadene små og vanskelig å se, ser ut som en streng (Figur 4A), består av to lober (Figur 4C) og befinner seg under leveren og fordøyelseskanalen i den bakre delen av bukhulen (Figur 4A og B, rød pil). Fargen er hvit til gulhvit og gjennomsiktig.
Fiskedata
Lengde: 28,5 cm; Vekt: 217 g; Gonadevekt: 0,22 g
GSI: 0,10 – Ig: 0,12
3.4 - Oppdrettstorsk Modnende
3.4.1 - 2. Stadium: Modnende hunntorsk (tidlig)
Beskrivelse
Gonadene er plassert i den bakre delen av bukhulen (Figur 5A og B). Gonadene er små og hovne med oransje, rød til rosa farge (se Figur 5C til D). På mikroskopisk nivå viser oocyttene kortikale alveoler (se Figur 15).
Fiskedata
Figur 5A - C
Lengde: 44 cm; Vekt: 1069 g; Gonadevekt: 27 g
GSI: 2,53 – Ig: 3,20
Figur 5D
Lengde: 56 cm; Vekt: 2618 g; Gonadevekt: 49 g
GSI: 1,87 – Ig: 2,30
Figur 5E
Lengde: 56 cm; Vekt: 2921 g; Gonadevekt: 49 g
GSI: 1,68 – Ig: 2,10
GSI intervall: 0,65 til 3,92; Ig intervall: 0,76 til 5,35
3.4.2 - 2. Stadium: Modnende hunntorsk (avansert)
Beskrivelse
Gonadene er større i volum sammenlignet med forrige stadium og tar opp halvparten til 2/3 av plassen i bukhulen (Figur 6A og B, Figur 7A og B). Gonadenes farge varierer fra oransje, lys rosa til rosa (se Figur 6 og Figur 7). Vaskularisering (blodkar) begynner å bli fremtredende. De ugjennomsiktige oocyttene i vitellogenese er lette å observere (Figur 6D).
Fiskedata
Figur 6
Lengde: 42 cm; Vekt: 871 g; Gonadevekt: 76 g
GSI: 8,73 – Ig: 10,98
Figur 7A, B & C
Lengde: 56 cm; Vekt: 2580 g; Gonadevekt: 246 g
GSI: 9,53 – Ig: 13,32
Figur 7D
Lengde: 47 cm; Vekt: 1838 g; Gonadevekt: 202 g
GSI: 10,99 – Ig: 15,23
GSI intervall: 3,29 til 10,99; Ig intervall: 4,02 til 15,23
3.4.3 - 2. Stadium: Modnende hanntorsk
Beskrivelse
Gonadene er langstrakte, lappete og krøllete. Gonadene er større i volum sammenlignet med forrige stadium. De utvikler seg til å ta opp halvparten til 2/3 av plassen i bukhulen (Figur 8A og B). Lobene blir tykkere. Sædlederne er gjennomsiktige og tomme. Gonadenes farge varierer fra rødlig, lys rosa til rosa (se Figur 8). Jo mer de utvikler seg, desto hvitere blir de. Det er ulike modningsgrader fra tidlig modning (Figur 8C) til avansert modning (Figur 8A, B og E). Det er ingen utslipp av melke.
Fiskedata
Figur 8A, B og E
Lengde: 51 cm; Vekt: 2032 g; Gonadevekt: 171 g
GSI: 8,42 – Ig: 11
Figur 8C
Lengde: 64 cm; Vekt: 3532 g; Gonadevekt: 51 g
GSI: 1,44 – Ig: 1,79
Figur 8D
Lengde: 60 cm; Vekt: 3690 g; Gonadevekt: 168 g
GSI: 4,55 – Ig: 5,99
Figur 8F
Lengde: 59 cm; Vekt: 2769 g; Gonadevekt: 76 g
GSI: 2,74 – Ig: 3,39
GSI intervall: 0,49 til 8,42; Ig intervall: 0,59 til 11
3.5 - Oppdrettstorsk Gytende
3.5.1 - 3. Stadium: Gytende hunntorsk – tidlig
Beskrivelse
I starten av gytingen har hunntorsk svært store gonader som tar opp mesteparten av plassen i bukhulen (Figur 9A og B). Gonadenes farge varierer og kan være oransje, lys rosa, rosa. Oocytter er tydelig synlige, og noen få transparente, hydrerte oocytter observeres i gonadene (se Figur 9D, svarte pilspisser), blant store og ugjennomsiktige oocytter i vitellogenese eller i sluttmodning (siste stadiet før ovulasjon, se Figur 17). Gonaden ser granulert ut med mye vaskularisering.
Gonadene er svært store og opptar mesteparten av plassen i bukhulen (se Figur 10A og B). Gonadens farge varierer fra oransje, lys rosa, rosa til rødlig. Hydrerte oocytter observeres gjennom hele gonaden (se Figur 10C og D, svarte pilspisser, og Figur 18A og B). Rognsekkene ser granulerte ut og det er mye vaskularisering.
Gonadene er rennende. Ved stryking av fisken kan det komme ut noen egg (Figur 10A). GSI minker gradvis utover gytingen.
Fiskedata
Lengde: 50 cm; Vekt: 1770 g; Gonadevekt: 304 g
GSI: 17,18 – Ig: 25,74
GSI intervall: 11,80 til 24,99; Ig intervall: 19,24 til 44,15
3.5.3 - 3. Stadium: Gytende hanntorsk
Beskrivelse
I gytende hanntorsk er gonadene svært store og opptar mesteparten av plassen i bukhulen (Figur 11A og B). Lobene er fyldige, hvite og ugjennomsiktige. Sædlederne er fulle av melke, som renner ut ved press på fiskens bukside. GSI minker gradvis utover gytingen og testes krymper mot ryggsiden av bukhulen.
Fiskedata
Figur 11A, B og C
Lengde: 44 cm; Vekt: 1139 g; Gonadevekt: 87 g
GSI: 7,64 – Ig: 9,82
Figur 11D
Lengde: 56 cm; Vekt: 2570 g; Gonadevekt: 133 g
GSI: 5,18 – Ig: 6,60
GSI intervall: 4,81 til 10,34; Ig intervall: 6,03 til 13,36
3.6 - Oppdrettstorsk Utgytt/Hvilende
3.6.1 - 4. Stadium: Utgytt hunntorsk
Beskrivelse
Gonadene er lokalisert i den bakre delen av bukhulen (Figur 12A og B, svarte piler) og viser hvitaktig, gråaktig til lys rosa farge (Figur 12). De er små og slappe (Figur 12A) og kan være blodsprengte. Ovariene har tykke vegger. Hvite oocytter i atresi (oocytter som tilbakedannes) kan observeres. Regenerering tar til, og gonadene blir noe større og fyldigere enn i stadium 1 (umoden). Det er ingen synlige egg.
Fiskedata
Figur 12A og D
Lengde: 47 cm; Vekt: 1554 g; Gonadevekt: 29,7 g
GSI: 1,91 – Ig: 2,35
Figur 12B og C
Lengde: 49 cm; Vekt: 1361 g; Gonadevekt: 20,78 g
GSI: 1,53 – Ig: 1,89
3.6.2 - 4. Stadium: Utgytt hanntorsk
Beskrivelse
Gonadene er små, de ligger langs svømmeblæren (Figur 13A, svart pil), lobene er tomme og kan være grå (Figur 13A) til rødlig (Figur 13B). Det kan være spor av melke. Regenerering tar til, gonadene er noe større og fyldigere enn stadium 1 (umoden).
Fiskedata
Figur 13A
Lengde: 47 cm; Vekt: 1631 g; Gonadevekt: 5,18 g
GSI: 0,32 – Ig: 0,39
Figur 13B
Lengde: 51 cm; Vekt: 2004 g; Gonadevekt: 6,84 g
GSI: 0,34 – Ig: 0,41
4 - Modningsgrad hos torsk – Mikroskopisk vurdering
Bucholtz, R., Tomkiewicz, J., Vitale, F., Dalscov, J., Wilhelms, I., Sell, A., Bland, A., Gibb, I., & Power, G. (2007). Manual to determine gonadal maturity of North Sea cod ( Gadus morhua L.) (p. 36) [Report of the Working Group on Maturity Staging of Cod, Whiting, Haddock and Saithe (WKMSCWHS)]. ICES.
SPD gruppen. (2023). Håndbok for prøvetaking av fisk, krepsdyr og andre evertebrater (Håndbok FOU.SPD.HB-01; p. 149). Havforskningsinstituttet, IMR.
Tomkiewicz, J., Tybjerg, L., Holmm, N., Hansen, A., Broberg, C., & Hansen, E. (2002). Manual to determine gonadal maturity of Baltic cod . Danish Institute for Fisheries Research.
Tomkiewicz, J., Tybjerg, L., & Jespersen, A. (2003). Micro- and macroscopic characteristics to stage gonadal maturation of female Baltic cod. Journal of Fish Biology , 62 (2), 253–275. https://doi.org/10.1046/j.1095-8649.2003.00001.x