Show simple item record

dc.contributor.advisorKlemetsdal, Gunnar
dc.contributor.advisorGjøen, Hans Magnus
dc.contributor.advisorØdegård, Jørgen
dc.contributor.authorPham, Khoi Dinh
dc.date.accessioned2022-04-20T12:08:52Z
dc.date.available2022-04-20T12:08:52Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.isbn978-82-575-1778-6
dc.identifier.issn1894-6402
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2991634
dc.description.abstractBacillary necrosis (BN) is a disease caused by Edwardsiella ictaluri (E. ictaluri) that results in severe economic losses in farming of Mekong striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus) in Vietnam. Genetic selection against the disease is a preventive measure that relies on a well-tested and stable challenge test, that the challenge tested survival shows genetic variance (heritability) and that the genetic correlation between the survival in the challenge and in the field is high. To accomplish these aims, a series of challenge tests for resistance against BN were carried out with a family material of Mekong striped catfish. The Mekong striped catfish breeding program in Vietnam was initiated in 1999. Wild stocks that had gone through domestication in three hatcheries in Mekong delta were mated to establish three subpopulations or year-classes; 2001, 2002 and 2003 (generation 1). Fish used in this study, in the four challenge-test experiments, were from the third generations of year-class 2001 (experiment 1, n = 2,155), third generations of year-class 2002 (experiment 2, n = 1,988), third generations of year-class 2003 (experiment 3, n = 5,689), and the fourth generation of year-class 2001 (experiment 4, n = 6,177). Experiment 1 was carried out in a single tank, whereas the last three experiments were carried out in two replicated tanks. In the last two year-classes (experiments 3 and 4), harvest body weight and survival were available from a growth test for siblings of the BN tested families (n = 13,322 and n = 13,847, respectively). Paper I drew inference from experiments 1 – 4 to propose a challenge test, based on three days acclimatization of test fish prior to the challenge, halving the water level in the test, with a temperature of 260 C, and the cohabitant shedders (fish injected with E. ictaluri) released directly into the test tank, making up around ⅓ of the fish. The results indicated that the bacteria should be added directly to water and that additional experimentations are needed to clarify density and timing. Finally, genetic analyses of dead/alive at the end of the challenge in the two test tanks in the same experiment were considered two traits and their genetic correlation was estimated high by use of a bivariate linear sire-dam model. This means that the same trait is tested in the two replicated tanks and that data can be analysed across tanks. In Paper II, the data were first analysed per experiment, across tanks by use of three statistical models; dead/alive at the end of the test and at 50% mortality, either with a linear sire-dam model or a comparable model that accounts for the variable being categoric, i.e. with a threshold sire-dam model. Moreover, a linear survival sire-dam model was used which analysed dead/alive per day of testing and where a fish was assigned a final phenotype of 0 the day it died. For the survival model and at the end of the test the family effects in one tank (sum of sire, dam and common environmental effects) were correlated to phenotypic survival for the same families in the other tank. The same was done for the two other models both at the end of the test and at 50% mortality, for cross-validation. The results showed that variance and heritability were highest at 50% mortality (h2 = 0.22 with the threshold model and h2 = 0.135 with the comparable linear model). Since the family effect at the end of the test and at 50% mortality was estimated with a relatively low rank correlation (≤ 0.72), it indicates that the trait at 50% mortality is a mixture of susceptibility to the disease and whether the fish is able to survive with the disease if it has been infected (endurance), while mortality at the end of the test, if it ceases, rather tests susceptibility to the disease. This led us to the following; that the survival test should cease at a mortality of 50%. Moreover, the cross-validation showed that the breeding values could be estimated by use of a simple, linear sire-dam model, although this model did not cross-validate better than the corresponding linear survival model. Paper III utilized data from experiments 3 and 4 in addition to harvest body weight and survival in the growth tests. The data for the three traits were analysed with a linear sire-dam model within experiment, without modelling of common environment, to reduce standard error of estimates. Low, non-significant (relative to zero) genetic correlations were estimated between BN and harvest body weight, which means that both traits can be improved in the same breeding program. Additionally, harvest body weight had positive genetic correlations with survival in the growth tests, which proposes that selection for growth will genetically improve survival in the growth test. Estimated genetic correlation between BN and survival in the growth test varied across experiments, from -0.02 ± 0.11 in experiment 3 to 0.26 ± 0.09 in experiment 4. The latter, weak genetic correlations led us to conclude that a stronger genetic relationship between BN and survival in the field needs to be established to defend continued challenge testing of Mekong striped catfish against E. ictaluri. This can be done in a new field test (in addition to the standard growth test) with siblings of the same families, where antibiotic treatment is not carried out and the cause of death is continuously monitored. Meanwhile, it is proposed to continue the routine challenge testing with the aim of indirectly improving field survival through selection.en_US
dc.description.abstractBakteriell nekrose (BN) er en sykdom forårsaket av Edwardsiella ictaluri (E. ictaluri) som resulterer i alvorlige økonomiske tap i oppdrettet av Pangasius (Pangasianodon hypophthalmus) i Vietnam. Avlsarbeid mot sykdommen er et preventivt tiltak som er avhengig av at det blir etablert en velfungerende og stabil test av overlevelse og at denne viser tilstrekkelig genetisk variasjon (arvegrad). Videre er en avhengig av høy genetiske korrelasjonen mellom test-overlevelse og overlevelse i felt. For å nå disse målene, ble en serie av tester av resistens mot BN gjennomført med et familiemateriale i Pangasius. Avlsprogrammet med Pangasius i Vietnam startet opp i 1999. Avlsmaterialet som hadde gjennomgått domestisering i tre oppdrettsanlegg i Mekong ble paret for å danne tre subpopulasjoner eller årsklasser; 2001, 2002 og 2003 (førstegenerasjon). Fisken brukt i denne studien basert på fire forsøk fra tredje generasjon og årsklasse 2001 (forsøk 1, n = 2155), tredje generasjon og årsklasse 2002 (forsøk 2, n = 1988), tredje generasjon og årsklasse 2003 (forsøk 3, n = 5689) og fjerde generasjon og årsklasse 2001 (forsøk 4, n = 6177). Forsøk 1 ble gjennomført i en tank, mens de tre siste forsøkene ble utført i repliserte tanker. I de to siste årsklassene (forsøkene 3 og 4) var slaktevekt og overlevelse tilgjengelig fra en tilveksttest med søsken av de BN testede familiene (n =13322 og 13847). Paper I trakk informasjon ut av forsøk 1 – 4 for å foreslå en overlevelsestest, basert på tre dagers akklimatisering, halvering av vann nivået i testen, med en vanntemperatur på 26 grader og at kohabitanter (fisk injisert den sykdomsfremkallende bakterien) sluppet direkte inn i testtankene utgjorde ca. 1/3 av fisken. Resultatene pekte også på at bakterier trengs å adderes til vann, men at ytterligere forsøk trengtes for å avklare tetthet og tidspunkt. Til slutt ble genetiske analyser av død/levende ved avslutning av testen i de to testtankene i samme forsøk betraktet som to egenskaper og den genetiske korrelasjonen estimert som høg ved hjelp av en to-variabel lineær far-mor modell, som betyr at den samme egenskapen testes i de to tankene og at data kan analyseres på tvers av tanker. I Paper II ble data først analysert per forsøk, over tank, ved hjelp av tre statistiske modeller; død/levende i slutt av testen og ved 50 % død, enten ved bruk av en lineær far-mor modell eller en tilsvarende modell som hensyntar at variabelen er kategorisk, en såkalt threshold far-mor modell. Videre ble det brukt en lineær levetids far-mor modell som analyserer død/levende hver dag i testen og hvor fisken tilegnes en endelig fenotype på 0 den dagen den dør. For levetidsmodellen og ved slutten av testen ble familieeffekten i en tank (sum av far, mor og felles miljøeffekter) korrelert til fenotypisk overlevelse for samme familie i den andre tanken, og det samme ble gjort for de to andre modellene, både ved slutten av testen og ved 50 % dødelighet, for kryssvalidering. Resultatene viste at varians og arvegrad var størst ved 50 % dødelighet (0.22 med threshold modellen og 0.135 med tilsvarende lineær modell) og siden familieeffektene ved slutten av testen og ved 50 % dødelighet ble estimert til å ha en relativt lav rang korrelasjon (≤ 0.72), indikerer dette at egenskapene ved 50% dødelighet er en blanding av både mottagelighet for sykdommen og om fisken klarer å overleve med sykdommen om den er infisert, mens dødelighet ved slutten av testen, om den flater ut, heller tester mottagelighet for sykdommen. Dette fører fram til følgende anbefaling; at overlevelsestesten bør flate ut ved en dødelighet på 50 %. Videre viste kryss-valideringen at avlsverdier gjerne kan bli estimert ved hjelp av en enkel lineær modell, selv om denne ikke kryssvaliderte signifikant bedre enn den lineære levetidsmodellen. Paper III utnyttet data fra forsøkene 3 og 4 samt data for vekt og dødelighet i en tilveksttest. Data for de tre egenskapene ble analysert med en lineær far-mor modell innen hvert forsøk, uten modellering av felles miljø, for å redusere standardfeil på estimatene. Lave, ikke signifikante (relativt til null) genetiske korrelasjoner ble estimert mellom BN og slaktevekt, som betyr at begge egenskaper kan forbedres i ett og samme avlsprogram. I tillegg viste slaktevekt en positiv genetisk korrelasjon med overlevelse i tilveksttesten, som foreslår at seleksjon for vekst vil genetisk sett forbedre overlevelse i tilveksttesten. Estimert genetisk korrelasjon mellom BN og overlevelse i tilveksttesten varierte mellom forsøk, fra -0.002 ± 0.11 i forsøk 3 til 0.26 ± 0.09 i forsøk 4. De siste, svake korrelasjonene førte fram til følgende konklusjon: at en sterkere genetisk sammenheng trengs å etableres for å kunne forsvare fortsatt testing av Pangasius for E. ictaluri, i en ny felttest (i tillegg til tilveksttesten), basert på full-søsken av de samme familiene, hvor en ikke bruker antibiotika og hvor en kontinuerlig overvåker årsaken til død. I mellomtiden foreslås det å fortsette testingen med mål om å bedre feltoverlevelsen gjennom avl.en_US
dc.description.sponsorshipVietnamese Ministry of Agriculture and Rural Development with the project entitled ‘Estimating genetic gain for growth and fillet yield in selection program of Mekong striped catfish’ carried out at the Research Institute for Aquaculture No.2 (RIA2) from 2009-2012.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsen_US
dc.relation.ispartofseriesPhD Thesis;2020:77
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.subjectMekong striped catfishen_US
dc.subjectBacillary necrosisen_US
dc.subjectChallenge testen_US
dc.subjectHeritabilityen_US
dc.subjectGrowth performance testen_US
dc.titleBreeding for disease resistance against Edwardsiella ictaluri in Mekong striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus)en_US
dc.title.alternativeAvl for sykdomsresistens mot Edwardsiella ictaluri i Pangasius (Pangasianodon hypophthalmus)en_US
dc.typeDoctoral thesisen_US


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Except where otherwise noted, this item's license is described as Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal