The microbiota associated with the eggs of Atlantic salmon (Salmo Salar) in commercial roe production

Tidlig mikrobiell kolonisering spiller en viktig rolle i utviklingen av nylig klekket fisk. Rollen egg mikrobiotaen har i denne prosessen er mindre kjent. Denne studien har undersøkt bakterielle samfunn på egg hos Atlantisk laks i kommersiell produksjon, med hovedvekt på kilder til kolonisering og effekten av standard rutiner. Prøver ble hentet hos Aquagen AS og Mowi ASA, og inkluderer egg like etter stryking samt fra to ulike inkubasjonsstadier. Rognvæske, slim og vann ble også analysert. Bakterie samfunn ble karakterisert ved bruk av kultivering og 16S rDNA Illumina sekvensering. Optimalisering av DNA ekstraksjon og PCR protokollene sikret amplifisering av det bakterielle 16S rDNA genet i de fleste prøvene. Dyrking av bakterier lyktes i prøver fra Aquagen, men ikke fra Mowi. Den tidlige eggmikrobiotaen viste høy variasjon mellom prøvene, uten signifikant forskjell mellom individer eller anlegg. Gjentakende funn av visse taxa, særlig Stenotrophomonas, indikerer at noen mikrober er selektivt assosiert med eggoverflaten. Tilstedeværelse av bakterier på egg ved stryking, kan tyde på at koloniseringen starter allerede i ovariehulen. I tillegg indikerer overlappende ASVer mellom egg og slim, at overføring av bakterier fra mor til egg kan forekomme. En endring i den mikrobielle sammensetningen ble observert etter desinfisering og overføring til sylinderne. Pseudomonadota dominerte i alle prøver. Bacillota og Bacteroidota var nest mest forekommende, henholdsvis rett etter stryking og under inkubering. Egg-mikrobiotaen varierte mellom anleggene, hvor Pseudomonas dominerte hos Mowi, og Methylotenera og Flavobakterium dominerte hos Aquagen. Selv om mikrobiotaen på egg og i vann ved samme produksjonstrinn delte mange av de samme bakteriene, var bakteriesamfunnene signifikant forskjellige. Dette indikerer en selektiv, vertsdrevet kolonisering av eggoverflaten. Denne studien har bidratt til karakterisering av egg-mikrobiotaen i kommersiell lakseproduksjon. Den er et utgangspunkt for videre forskning og et steg mot en bedre forståelse av egg-mikrobiotaens rolle i embryoets utvikling.

Early microbial colonization of newly hatched fish is crucial for proper development and health. However, the role of the egg-associated microbiota in this process is poorly understood. This study examines the bacterial communities of Atlantic salmon eggs during production, focusing on colonization sources and the impact of standard routines at the facilities. Samples of eggs were collected from Aquagen AS and Mowi ASA at three production stages: immediately after stripping and two stages during incubation. Ovarian fluid, skin mucus, and water were also analyzed. Bacterial communities were characterized using cultivation and 16S rDNA Illumina sequencing. Optimization of the DNA extraction and PCR protocols ensured effective amplification of the bacterial 16S rDNA gene for most samples. Cultivable bacteria was successfully obtained from Aquagen, but not from Mowi samples. The egg microbiota immediately after stripping showed high variability between samples, and no significant differences between individuals or facilities. The repeated detection of certain taxa, particularly Stenotrophomonas, suggests that some microbes may be selectively associated with the egg surface. Presence of bacteria on eggs at stripping, suggests the colonization may begin in the ovarian cavity. This, together with an overlap of ASVs between eggs and skin mucus indicate maternal transfer of bacteria. A shift in community composition was observed after disinfection and transfer to incubation cylinders. Pseudomonadota dominated across all samples. Bacillota was second most abundant at stripping, while Bacteroidota became the second most dominant in the production cylinders. Facility-specific differences was observed, with Pseudomonas dominating at Mowi, and Methylotenera and Flavobacterium more prevalent at Aquagen. Although egg and water microbiota shared many bacterial taxa, their overall community composition were significantly different. These distinct differences suggest a selective, host-driven colonization of the egg surface. This study has contributed to the characterization of the egg microbiota in commercial production. It serves as a starting point for further research and a step towards gaining a better understanding of the role of egg-associated microbiota in embryonic development and establishment of the fish’s early microbiota.