Ný erfðafræðileg aðferð styrkir nýtingu bláskeljar

Vísindamenn og nemendur Hafrannsóknastofnunar, Háskóla Íslands og Matís, með þátttöku kræklingabænda og veiðimanna, hafa unnið að því að efla þekkingu og þróa tækni sem getur stutt við örugga, sjálfbæra og arðbæra skelrækt á Íslandi (Mynd 1). Rannsóknin var þverfagleg og unnnin með styrkveitingu úr Matvælasjóði .

Þróun stafrænnar PCR-aðferðar (dPCR) til að greina eiturþörunga sem geta valdið skelrækt tjóni og eru hættulegir neytendum, var mikilvægur þáttur í vinnslu verkefnisins. Samhliða rannsókninni var skoðað hvernig þróun í opinberri stefnumótun og regluverki hefur haft áhrif á iðnaðinn á Íslandi. Niðurstöður verkefnisins eru áhugaverðar og geta skapað mikilvægan þekkingargrunn fyrir tækniþróun í eiturþörungavöktun og haft áhrif á stefnumótun í málefnum skelræktar. Rannsóknin getur stutt við framtíðaruppbyggingu öruggrar og verðmætaskapandi kræklingaræktar á Íslandi.

Mynd 1. Kræklingatínsla við strendur landsins, kræklingarækt og bláskel til neyslu. Bláskel er sjálfbær og prótínrík matvælaauðlind sem getur stuðlað að fæðuöryggi, útivist, matarmenningu og verðmætasköpun í sjávarbyggðum.
Ljósmyndir: Kristinn Ingvarsson, Baldur Þórir Gíslason og Stefanía Ingvarsdóttir.

Kræklingarækt er meðal sjálfbærustu leiða til prótínframleiðslu úr hafi. Heimsmarkaður hefur verið í stöðugum vexti síðustu ár og eftirspurn er mikil – en á sama tíma hafa margir íslenskir kræklingabændur horfið af markaði með skel sína. Sem dæmi má nefna að í Evrópu er kræklingarækt um þriðjungur alls lagareldis, en sá kræklingur sem stendur Íslendingum til boða kemur oft langt að. Ísland gæti því verið að missa af hlunnindum, atvinnutækifærum og arði af umtalsverðri auðlind.

Svifþörungar eru undirstaða fæðukeðju og vistkerfis sjávar. Sumar tegundir svifþörunga framleiða skaðleg eiturefni sem kræklingur safnar í sig. Þörungaeitur getur ógnað lífi og heilsu manna og því er mikilvægt að vakta og rannsaka eiturþörunga með framtíð kræklingaiðnaðar á Íslandi að leiðarljósi. Unnið var að þróun sameindalíffræðilegra aðferða til að styrkja vöktun á skaðlegum þörungum á íslenskum strand- og hafsvæðum. Þróuð var erfðafræðileg aðferð til að greina skoruþörunga af ættkvísl Alexandrium sem geta valdið eitrun hjá mönnum (sjá mynd 2). Helstu markmið voru ræktun á íslenskum Alexandrium-þörungum og þróun dPCR-aðferðar til að greina hvort eiturmyndandi þörungar séu í umhverfinu, en aðferðin byggir á greiningu sxtA-markgens.

Mynd 2. Mikilvægur árangur verkefnisins var þróun stafrænnar PCR-aðferðar (dPCR) til að greina eiturþörunga. Sjósýni (a) sem mögulega inniheldur frumur af Alexandrium (b) er safnað og umhverfis-DNA einangrað (c) og sett í efnablöndu sem inniheldur flúrljómandi litarefni. Ef markgenið sxtA er til staðar binst litarefnið við vísa á greiningarstreng (d) og blöndunni er síðan skipt niður í brunna þannig að aðeins einn DNA-bútur er í hverjum brunni (e). Við dPCR-uppmögnun gefa brunnar sem innihalda sxtA frá sér flúrljómun og hægt er að ákvarða magn Alexandrium í sjósýninu.

Fjöldi þörungastofna hefur verið rannsakaður og ræktaður úr íslenskum sjó og sjö stofnar hafa verið staðfestir með raðgreiningu og smásjárgreiningu sem Alexandrium. Þá hefur dPCR-aðferðin verið aðlöguð að íslenskum þörungum og prófun sxtA-greiningarinnar skilaði jákvæðum niðurstöðum. Vettvangsvinna verkefnisins hefur falið í sér sýnatöku til DNA-greininga, eiturmælinga og smásjártalninga. Í þeim sýnum sem hafa verið greind fundust Alexandrium-frumur í lágum styrk, undir 40 frumum í lítra. Viðmið vöktunar eru 200 frumur, svo engin eiturefni greindust. Í framhaldi verður unnið að því að sannprófa aðferðina í sýnum með hærra magni af frumum. Samstarf við núverandi og fyrrverandi kræklingaræktendur og veiðimenn var lykilatriði í verkefninu. Reynsla þeirra og þekking tengdi rannsóknirnar á sviði vísinda og stjórnsýslu við raunverulegar rekstraraðstæður. Þeir þekkja af eigin raun hvernig greininni hefur reitt af á undanförnum árum, þegar vöktunarstöðum hefur fækkað ört (Mynd 3).

Mynd 3. Kræklingarækt hefur farið ört minnkandi á undanförnum tveim áratugum. Niðurstöður verkefnisins staðfesta að flókið regluverk, hár vöktunar- og eftirlitskostnaður, kadmíumviðmið og skortur á samræmdri stefnumótun hafa verið verulega hamlandi fyrir greinina á þessum tíma. 1) Stakks­fjörður, 2) Hval­fjörður, 3) Breiða­fjörður-Kiðey, 4) Breiða­fjörður-Flatey, 5) Breiða­fjörður-Króks­fjarðar­nes, 6) Álfta­fjörður, 7) Steingríms­fjörður, 8) Eyja­fjörður-norður, 9) Eyja­fjörður-suður, 10) Þistil­fjörður, 11) Mjói­fjörður eystri, 12) Þorska­fjörður.

Stjórnvöld hafi samþykkt lagasetningar sem ganga gegn hagsmunum kræklingaræktar

Rannsóknin á sviði opinberrar stjórnsýslu byggði á greiningu laga, stefnumótunargagna og vöktunargagna, auk viðtala við kræklingaræktendur, veiðimenn og sérfræðinga hjá opinberum stofnunum. Rannsóknin leiddi í ljós að íslensk stjórnvöld hafa í tvígang samþykkt lagasetningar sem ganga gegn hagsmunum kræklingaræktar með því að fela í sér svo þungt regluverk að ljóst hefði mátt vera að greinin gæti ekki þrifist.

Helstu niðurstöður voru eftirfarandi: Regluverk um skeldýrarækt hefur reynst mikil hindrun fyrir uppbyggingu kræklingaræktar í atvinnuskyni á Íslandi. Kostnaður og fyrirkomulag heilnæmisrannsókna, matvælaöryggiseftirlits og vöktunar eiturþörunga hefur verið sérstaklega íþyngjandi fyrir litla atvinnugrein í uppbyggingu. Kadmíumviðmið og skortur á rannsóknum á íslenskum, náttúrulegum aðstæðum eru enn mikilvæg óleyst hindrun fyrir enduruppbyggingu ræktunar á mörgum svæðum. Óskýr ábyrgð, skortur á samræmdri stefnumótun og takmarkaður opinber stuðningur gætu hafa dregið úr trausti fjárfesta og möguleikum greinarinnar til vaxtar. Jafnframt benti rannsóknin á að tækifæri til kræklingaræktar séu til staðar ef betur tekst að samræma vísindalega þekkingu, vöktunarinnviði, regluverk, opinberan stuðning og þarfir atvinnugreinarinnar.

Styrkurinn var forsenda þess að hægt væri að byggja upp þá mannauðs-, þekkingar- og rannsóknargetu sem verkefnið krafðist og gerði verkefninu meðal annars kleift að ráða nýdoktor til rannsóknarinnar. Line Roager stýrði erfðafræðihluta verkefnisins og Stefanía Ingvarsdóttir vann MPA-ritgerð í opinberri stjórnsýslu. Auk þeirra komu að verkefninu: René Groben, Davíð Gíslason, Guðbjörg Ólafsdóttir og Sophie Jensen sérfræðingar hjá Matís, Eva Marín Hlynsdóttir prófessor í opinberri stjórnsýslu hjá Háskóla Íslands, Erin Kathleen Redmond nemi og Kristín Jóhanna Valsdóttir hjá Hafrannsóknastofnun. Skelræktendur í Hvammsfirði -Hvammskel og í Steingrímsfirði – Strandaskel, tóku þátt í vettvangsvinnu og Sara Harðardóttir sérfræðingur hjá Hafrannsóknastofnun leiddi verkefnið.
Næsta skref er að þróa áfram viðvörunarkerfi fyrir örugga kræklingatínslu og skelrækt á Íslandi. Byggt verður á þeim dPCR-aðferðum sem hafa verið þróaðar fyrir Alexandrium og þróaðar sambærilegar aðferðir fyrir aðra eiturþörunga við Ísland, svo sem Pseudo-nitzschia og Dinophysis, sem eru ættkvíslar sem þekkt er að geta framleitt þörungaeitur sem safnast fyrir í skelfiski. Með því að greina umhverfis-DNA úr sjósýnum má styðja við hraðari og markvissari vöktun. Upplýsingarnar gætu síðan verið samþættar haf- og veðurlíkönum til að meta áhættu og þróa skammtímaspár um aðstæður sem geta orsakað blóma eiturþörunga.

Samstarf var mikilvægur liður í verkefninu til þess að tækniþróun, vöktun og stefnumótun verði sniðin að raunverulegum þörfum greinarinnar. Það er vilji vinnuhópsins að vinna áfram í samvinnu háskóla, stjórnvalda, eftirlitsstofnana, sveitarfélaga, skelræktenda og annarra hagsmunaaðila eins og þróunar- og nýsköpunarfyrirtækja. Markmiðið er að stuðla að öruggari kræklingatínslu, bættu matvælaöryggi og sterkari rekstrarforsendum fyrir sjálfbæra og verðmætaskapandi skelrækt á Íslandi.