KSP: On-site monitoring of aquaculture impact on the environment by open-source nanopore eDNA analysis

For å kunne utvikle en bærekraftig akvakulturnæring så trengs det bedre og mer effektive verktøy for å overvåke hvordan næringa påvirker miljøet. For dagens metoder kan det ta opp til et halvt år for å få utført miljøovervåkningsanalyser, samtidig som analyseresultatene er dyre, unøyaktige og subjektive, da de er basert på manuelle telling ved bruk av lupe. AQUAeD har som mål å erstatte de manuelle miljøovervåkningsanalysene med digitale løsninger basert på bakterie DNA, samt flytte analysene ut på anleggene for å oppnå hurtige og sikre resultatet. I prosjektet skal i første omgang resultater fra tradisjonelle analyser sammenlignes med de nye DNA baserte metodene. Deretter vil det bli etablert en database med DNA data som kan brukes til å beskrive miljøtilstand direkte uten å utføre de tidkrevende og unøyaktige tradisjonelle analysene. Siden DNA analysene er så enkle å utføre vil hele analysen bli utført ute på anleggene med ved bruk av skybaser løsninger for dataanalyse. For å sikre at teknologien og kunnskapen skal komme hele næringa til gode vil det bli søkt om å etablere en ny standard for DNA basert miljøovervåkning ved prosjektslutt. Per 1. desember 2021 er det samlet ca 1 500 sedimentprøver. Av disse har vi ekstrahert DNA fra 500 prøver, samt sekvensert 200. Selv om vi har opplevd koronaproblemer mhp DNA ekstraksjonskit så har vi klart å sikre kit for ekstraksjon fra alle prøvene vi har. Vi har avhold kickoff møte i Akvaplan NIVA sine lokaler i Trondheim, der vi initierte prosessen med å etablere et advisory board. Vi regner med å få dette på plass innen utgangen av 2021

Based Regional Research Found funded project DigiMiBa we have shown that we can accurately determine the impact of aquaculture on the environment by functional barcoding of bacteria (predicting electron donors and acceptors in metabolism). These approaches will be combined with novel on-site nanopore sequencing strategies developed in the Norwegian Research Council funded project UnveilMe. The monitoring of aquaculture environmental impact currently represents a major bottleneck in developing the aquaculture industry, particularily the lack of rocky bottom analytic . The aim of this application is to implement an open-source database and prototype on-site test systems so that the aquaculture industry can adapt the functional barcode concept in accurate and efficient monitoring of the environmental impact. Functional e-DNA information will 1) be transmitted to environmental index information in the form of an open-source database , 2) e-DNA indexes be compared to the indexes derived from macroorganism counting, 3) simplified sampling and testing systems that are adaptable to the industry, and 4) suggestions for implementation in Norwegian standards. To achieve the main aim we will expand the analyses to include 1750 samples along the whole Norwegian coast, with sampling covering the whole year cycle. The industry partners in the project will do the sampling in conection with traditional analyses. The Three industry partners complement each other by covering the Whole coastline. The project will also include prototype methodology (microarray based, second and third generation sequencing) for service providers can utilize for functional classification based on eDNA. Based on the project results a report will be written for the new revision of the Norwegian standard for environmental monitoring of aquaculture (NS9410) which is expected in 2023. The intention will be the implementing of functional barcoding in the standard.