ac米兰官方网站 开发用于识别蓝贻贝养殖场污染表观生物的快速分子工具

背景： 在春季和夏季，养殖贻贝的壳会成为藤壶 (Balanus sp.) 和管虫 (Pomatoceros triqueter) 等生物污损生物的生长基质。虽然藤壶可以相对容易地从贻贝壳中去除，但管虫的去除要困难得多且成本高昂。受影响的贻贝经常被丢弃，因为担心会损坏真空包装，也因为受影响的贻贝不太受消费者欢迎（Watson 等人，2009 年）。管虫的存在不会导致贻贝不可食用，但它们煮熟后的外观和气味会使消费者没有胃口。虽然几乎没有证据表明这些生物体在贻贝壳上的生长会对贻贝本身的整体健康或肉的质量产生任何有害影响，但一些研究表明，生物污垢在某些情况下可能会导致生长和重量减少以及壳生长减少（Sievers 等，2013）。 苏格兰的贻贝养殖业以高质量标准运营，这意味着任何 7% 以上的贝壳受到污垢影响的贻贝都被认为不具备适销对路的质量（Kelly，2002）。一些估计表明，管虫生物污垢造成的经济损失可能高达每年 50 万英镑（Devlin，2020）。然而，如果该行业到 2037 年产量达到 18,000 吨的目标得以实现，并且生物污垢的经济影响没有得到缓解，那么这个问题将按比例变得更加严重，从而有效地影响未来行业的表现。 目前，贻贝养殖场为解决这些管虫造成的贻贝污染问题而采取的控制措施主要包括通过使用回避策略来保持贝壳清洁（Watts 等，2015）。这包括尝试将贝壳清洁过程的时间安排与管虫幼虫早期附着在贻贝壳上的时间点一致。贝壳清洁过程可能包括将贻贝暴露在空气中、清洗或使用乙酸、盐水或热水进行清洁（Sievers 等，2014）。在早期附着到壳上的阶段，可以毫无困难地将管虫从壳上移除。尽管如此，这个过程并不具有成本效益，并且需要将贻贝从它们已经适应的湖深处（在它们生长的关键时刻）提起来。这可能会对贻贝的生长速度产生不利影响。因此，贻贝养殖者希望确保尽可能少地执行这项任务，最好每个生长季节只执行一次。 为了使这些预防措施最有效，贻贝养殖者需要尝试预测管虫幼虫何时不再出现在水体中，因为这将是幼虫开始附着在贻贝壳表面的时间。目前用于实现此目的的策略包括监测水温和天气模式，以估计沉降后污垢何时发生（Sievers 等，2014）。然而，这些方法并不准确，并且涉及农民的一定程度的猜测，最终导致不可预测的结果和上述经济损失。 该项目的重点是开发和实施一种分子检测方法，可以识别环境（浮游生物）样本或贻贝壳表面拭子中是否存在 Pomatoceros triqueter DNA。这将导致对 P. triqueter 监测能力的开发，贻贝养殖者可以利用该能力根据当地污垢条件优化贝壳清洁策略，最终改善库存管理和产品质量。

研究方法： 拟议项目的总体目标是： A. 开发优化的快速诊断测试，以确定浮游生物和贝壳拭子样本中是否存在 P. triqueter DNA。 B.确定并优化最适用的量化方法 C.应用新开发的测试来确定商业贻贝养殖场贝壳清洁操作的最佳时机。 D. 验证以下假设：根据测试结果实施贝壳清洁操作可显着减少贻贝壳上的生物污垢。 在过去的一年里，水产养殖研究所开发了一种初步的 DNA 元条形码工具，用于识别浮游生物和贻贝壳拭子样本中的 P. triqueter（Develin，2020）。此外，当该工具在春季和夏季在苏格兰西海岸的两个商业贻贝养殖场应用时，我们能够大致估计目标物种从浮游生命阶段转变为底栖生命阶段的时间，从而提供拟议策略的概念证明（TRL 5）。 分子诊断工具在水产养殖领域并不罕见，但它们通常针对有鳍鱼类领域的病原体检测。它们在贝类生产中的应用还不太成熟，不仅在苏格兰，而且在全球范围内。通过其设计，此类测定具有高特异性和灵敏度，这对于现场监测服务至关重要。该项目将开发用于概念验证的粗略测定，以建立真正的定量 qPCR 测定并验证随附的样品收集方法。因此，该项目将成为苏格兰两个最重要的水产养殖部门之间有效技术转让的明显范例，并使苏格兰贝类产业在全球舞台上应用行业领先创新方面处于领先地位。 在该项目期间，我们将与设得兰群岛的贻贝产业运营商密切合作，他们将坚持严格的采样策略，在春季和夏季连续两年在两个商业养殖场收集浮游生物和拭子样本。此外，温度和盐度将通过多参数传感器进行监测，管虫的自然沉降将在同一地点部署的实验沉降基质上进行监测。 在第一年中，将每两周收集一次浮游生物和贝壳拭子样本，并根据既定方法每月将其与实验沉降基质的图片一起运送到 IoA（Campbell 和 Kelly 2002）。然后，这些样本将用于优化基于 qPCR 的检测，并收集实验地点的环境和招募动态数据。第一年获得的信息将为第二年的数据收集方法提供信息，并且至关重要的是，用于根据观察到的生物污垢和分子定量的交叉验证来确定“干预阈值”。预计第二年将每周进行一次采样，重点关注 P. triqueter 沉降期。这将允许确定大多数管虫幼虫定居的时间，从而指示何时应进行壳清洁操作。此时，一部分贻贝线将被清洁并重新部署（经过处理的线），而部分将不会接受清洁处理（对照）。然后将在接下来的三个月内对经过处理的线和对照线进行监测，以验证生物污垢是否显着减少。 该项目的成果是开发和实施基于分子的 P. triqueter 检测分析，以告知何时应在农场进行生物污垢干预。如果成功实施，这项工作将有助于显着减少收获时由于生物污垢而导致的降级。通过这样做，这项工作将使苏格兰贝类行业能够获得可靠的、基于数据的信息，通过提供类似于苏格兰三文鱼行业用于识别病原体的工具（例如针对阿米巴鳃病的鳃拭子调查）来支持生产周期中的关键决策。此外，一旦开发出来，该工具可以在选址过程中为该部门提供进一步的关键支持，使农民能够在早期现场调查阶段确定潜在地点的 P. triqueter 生物污垢的丰度。