Toxic Algae: Taxonomy, Quantification and Early Warning

TOXICALGAE tok sikte på å øke forståelsen av giftig marine mikroalger og vi fokuserte primært på arter som er giftig for fisk. Mange av dem er små, skjøre og vanskelig å oppdage ved hjelp av standard overvåkingsmetoder som lysmikroskopi, derfor er nye verktøy som enkelt og nøyaktig kan oppdage og kvantifisere mikroalgene ønskelige. I løpet av prosjektperioden har et omfattende prøvetakingsprogram blitt gjennomført i ytre del av Oslofjorden (september 2009- Juni 2012), Skagerrak (april 2012) og kystnære farvann rundt Spitsbergen (juli 2013). Vi har undersøkt feltprøvene ved hjelp av ulike mikroskopi metoder og forbedret fikseringsprotokollene for disse artene. Vi har også modifisert og utviklet artsspesifikke kvantitative PCR (polymerase chain reaction) primere og prober for mange av de kjente fisketoksiske artene som finnes i norsk kystfarvann. En korrekt kalibrert kvantitativ PCR (qPCR) analyse kan bestemme antallet av en art som er tilstede i vannet og vi har utviklet og testet et qPCR assay for de kjente fisketoksiske artene Karenia mikimotoi, Karlodinium veneficum, , Heterosigma akashiwo, Fibrocapsa japonica Assayet har også blitt testet på feltprøvene samlet inn i Oslofjorden og våre resultater viser at qPCR er mer følsom enn lysmikroskopi for disse artene. Mange arter av Nåleflagellater (Raphidophyceae) er giftige for fisk og har vært årsak til betydelige økonomiske tap for oppdretterne på verdensbasis. Flere av dem er vanlige i europeiske farvann, men bare H. akashiwo har blitt registrert jevnlig i norske farvann, mens andre slik som C. marina og F. japonica forventes å etablere seg (dørstokk arter) i vårt kystvann som et resultat av global oppvarming. Faktisk så registrerte vi F. japonica i Oslofjorden for første gang i 2009. Våre resultater har også blitt sammenlignet med miljøsekvenser fra Oslofjorden (stasjon OF2) og resultatene av de to metodene samsvarer godt med hverandre for Nåleflagellatene Fibrocapsa og Heterosigma, men i noe mindre grad for Dinoflagellatene Karenia og Karlodinium. Vår konklusjon er at qPCR er en egnet metode for å overvåke giftige alger og kan bli et viktig bidrag i den nasjonale algeovervåkningen. Vi har undersøkt H. akashiwo kulturer fra hele verden ved hjelp av mikroskopi og molekylære metoder og vi har vist at arten har en verdensomspennende utbredelse, men har små genetiske forskjeller som varierer med geografisk utbredelse. I tillegg har vi beskrevet en ny Heterosigma art, H. minor.

Toxic algae; Taxonomy, Quantification and Early Warning. TOXALGAEHarmful algal blooms (HAB) cause large economic losses to the shellfish and fish farming industries. Of the about 5000 described marine microalgal species about 100 have been found to be tox ic and about 20 toxic algal species are recorded in Norwegian waters. Toxic algae are found within a number of taxonomic groups such as the diatoms, dinoflagellates, haptophytes, raphidophytes and dictyochophytes. In the light microscope many of the toxic algae are difficult to distinguish from closely related species. Some of these similar species are not known to be toxic (e.g. species of Pseudo-nitzschia and Chattonella), which make precise species identifications essential. TOXALGAE wants to develop m icroscopy methods for better description and species discrimination of fragile ichthytoxic flagellates of the genera Prymnesium, Chrysochromulina, Karenia, Karlodinium, Pseudochattonella, Dictyocha, Heterosigma and Chattonella, and molecular methods such as Quantitative PCR (polymerase chain reaction) and microarray detection that can identify and quantify both the fragile ichthytoxic flagellates and the species of the genera Alexandrium, Dinophysis, Azadinium, Prorocentrum and Pseudo-nitzschia that are responsible for shell fish poisoning. We will adapt and develop QPCR probes and probes for microarray detection (the latter in collaboration with the EU project MIDTAL: microarray detection of toxic algae) and use them to map the spatial distribution of h armful algae in Norwegian waters, including the Norwegian and Barents Sea. We will identify and describe species that are new to our waters and science. Monitoring of harmful algae in coastal waters is important in assessing the potential for blooms and m onitoring programs have been set up in several countries. At present most monitoring programs rely on light microscopy cell counts. By developing and taking into use methods such as QPCR and microarray detection.