Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

ERA-NET: BlueBio - Optimizing land-based fish production in next generation digital recirculating aquaculture systems

Tildelt: kr 6,5 mill.

DIGIRAS prosjektet hadde som hovedmål å generere ny kunnskap og forbedre bærekraftigheten og effektiviteten til resirkulerende akvakultursystemer (RAS) gjennom studier og overvåkning av mikrobesamfunn, fiskehelse, vannkvalitet, overvåking av fiskeatferd, avansert vannbehandling og utvikling av nye sensorer. Arbeidet ble utført ved prøvetaking og overvåkning i 4 kommersielle RAS-anlegg som produserte 5 ulike fiskearter (havbrasme, havabbor, seriola, røye og laks) over perioder på 6-9 måneder. Prosjektet var strukturert i syv vitenskapelige arbeidspakker og ble gjennomført av et trans-europeisk konsortium fra 5 land. WP1 utførte en detaljert mikrobiotaovervåking for å studere struktur ogdynamikk i RAS-vann, biofilm og fiskens slimhinner. Over 1000 prøver ble tatt, og DNA-ekstraksjon og 16S rRNA-amplicon-sekvensering ble utført i henhold til standard driftsprosedyrer for å sikre direkte sammenlignbarhet av resultater. Både Illumina- og Oxford Nanopore-teknologi ble brukt. Omfattende datasett med bakterieprofiler og dynamikk i produksjonsmiljøer og tilhørende fisk ble etablert og gir en unik database for analyser av miljø-vert samspill i de studerte kommersielle RAS-anleggene. I tillegg ble potensialet til AI-støttet sekvensdataanalyse for beslutningstaking og tidlig varsling demonstrert i et H2S-eksponeringseksperiment med laks. WP2 fokuserte på biologisk vannkvalitetsanalyser, inkludert metagenomisk sekvensering og bioinformatisk analyse. Metagenomiske sekvensbiblioteker ble forberedt, sekvensert og en metagenomisk databasesystem ble etablert. Metagenomisk databasen ble analysert for prediktive/patogene arter og PCR-arrayer for spesifikke patogenanalyser ble designet. Totalt ble det etablert 16 nye digitale PCR-tester for absolutt kvantifisering av problematiske og patogene bakterier og virus i akvakultur, som for tiden brukes til utvikling av en "aqua-mikroarray"-prototype hos samarbeidspartner UBI. WP3 omfattet kjemisk analyse av vannkvalitet ved hjelp av gasskromatografi-massespektrometri (GC-MS) og bærbare plattformer. Det ble utført høyfølsom analyse av hydrogensulfid (H2S) samt analyse av geosmin og 2-metyl-isoborneol (MIB). En prototype for H2S-sensor ble utviklet. Den nye H2S-sensorteknologien er for tiden patentert av samarbeidspartner INL. WP4 fokuserte på overvåking av fiskeatferd, med utvikling av algoritmer for å spore fiskens svømmemønstre og hastighet ved hjelp av stereosyn og overvåkingskameraer. Fiskeatferd ble overvåket som respons på H2S-eksponering, og resultatene viste endringer i svømmehastighet, -mønster og -synkronisering. Teknologien blir for tiden ytterligere forbedret for sanntidsanalyse av videodata i et BlueBio spinoff-prosjekt. WP5 involverte histopatologiske undersøkelser av fisk og overvåking av protozo-patogener. Et stort antall histopatologiske analyser av fiskenes vev fra seriola, havbrasme og havabbor ble utført og er for tiden integrert med vannkvalitetsdata og mengder av utvalgte patogener for å identifisere sammenhenger. I tillegg ble det utført overvåking av protozo-patogener ved hjelp av NGS-teknologi for havbrasme og havabbor. I WP6 ble avanserte metoder for vannbehandling studert, inkludert bruk av avanserte oksidasjonsprosesser, kovalente organiske rammeverk (COF) og mikroalger for behandling. Potensialet for COF-teknologi for effektiv fjerning av uønskede smaksforbindelser er vellykket demonstrert, men krever ytterligere forbedringer. Forskjellige mikroalgearter har blitt testet for fjerning av N-forbindelser fra RAS-vann. I tillegg til N-fjerning ble biomasseproduksjon og fettsyreinnhold analysert. WP7 fokuserte på dataintegrasjon og validering, inkludert sammenhengen mellom mikrobiom og fiskehelse, kvaliteten på nye diagnostiske tester og implementeringen av innovasjon. Samarbeidet mellom partnere i forskjellige arbeidspakker ble etablert for analyse og integrasjon av data. En første vitenskapelig artikkel om virkningen av H2S på fiskeatferd er publisert, og to ytterligere manuskripter er under utarbeidelse. Akva group evaluerer for tiden videodata fra H2S eksponeringsforsøket for mulig implementering Akva observe plattformen. Alt i alt har DIGIRAS-prosjektet gjort betydelige fremskritt i studiet og forbedringen av RAS-teknologi, med potensiale til å påvirke akvakulturindustrien og bidra til bærekraftig produksjon og fiskevelferd

A major impact of DIGIRAS is to contribute to improve RAS technology towards sustainable production and improve fish welfare by parameterization of processes and digitalization. So far, significant knowledge and microbiological and chemical water quality and production data have been acquired in commercial RAS for production of 5 fish species. In addition, experimental data on fish behaviour and microbiota deviations in response to H2S exposure has been acquired and demonstrated to be useful for developing automated early warning tools. The potential for implementation is currently evaluated by AKVA group. Moreover, innovative water treatment technologies have been studied and new sensors and methods for water quality and fish behaviour surveillance have been developed. This has resulted in a patent application for a new H2S sensor and will lead to additional scientific publications. Results and information has been disseminated to different stakeholders, such as industry, scientific community and society by scientific publications, popular science media, workshop and conference presentations.However, the magnitude of expected impact will also be depending on future use and implementation of DIGIRAS data and innovations accomplished in the project. The collaboration of DIGIRAS partners has already fostered other joint project applications (OPTIRAS, EEA-project Portugal-Norway, granted; LEAPS, Sustainable Blue Economy Partnership, rejected). In addition, partners have taken initiative for further collaborations (e.g. UBI and Infinite Sea on genetic mapping and RNAseq of broodstock, preparing a joint review article). DIGIRAS partners are actively using the DIGIRAS network to establish new contacts, exchange information and initiate visits. The project has also gained external attention from companies and R&D institutions seeking for collaboration. A recent example is a workshop requested by the German company KAESER, planned for 25. Januar 2024. Exploitable results/IPR: DIGIRAS is emphasizing principally open access/open-source approaches where it is feasible. However, WP4 leader (SO) has received funding in the BlueBio 3rd additional call - "Amplifying project reach and knowledge impact", addressing "Barriers to commercialisation pathway", for additional work facilitating commercialisation of a real-time fish behaviour monitoring and early warning system. Moreover, a novel H2S sensor system prototype has been developed in WP3 and an international patent is currently prepared by partner INL.

Recirculating aquaculture systems (RASs) have been developed for land-based production of sea- and freshwater species. These systems are designed to provide high biomass production while reducing resource usage and maximizing control of operational parameters. However, only a few of these parameters are systematically monitored, and currently applied analysis techniques are often insufficiently sensitive, slow or laborious. Consequently, the full potential of RASs for more sustainable food production remains unexploited. The over-all goal of the DIGIRAS project is to develop innovative and data-driven solutions for digitalization of future RAS technology in order to increase environmental compatibility, fish health and productivity. The project intends to reach this goal by systematic acquisition of relevant water quality data, parameterization of fish behaviour, developing new biological and chemical sensors and efficient water treatment technology. DIGIRAS will strive to integrate all generated data towards decision support and predictive tools for next generation digital RAS operation. In DIGIRAS, R&D institutions with strong competence in (micro)biology and chemistry, fish health, video monitoring/machine learning, modelling and water treatment technology will join forces with industrial partners from the fish farming and RAS technology sector. Together, this consortium will contribute to improve land-based fish farming technology significanlty, with respect to animal health, production conditions, environmental benefits and sustainability. Moreover, DIGIRAS aims at contributing to more sustainable growth in the aquaculture sector by developing new technologies, and thus, generating new jobs in infrastructurally less developed areas in Europe. In DIGIRAS, 6 R&D institutions and 5 industry partners (1 external contributor) from 5 participating European countries will collaborate for 36 months with a total funding budget of 1.68 Mio € (project budget 1.94 Mio €).

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning