Phương pháp eDNA mới có thể tăng cường giám sát nuôi trồng thủy sản

Một phương pháp eDNA mới để theo dõi tình trạng đáy biển xung quanh các trang trại nuôi cá biển có thể đẩy nhanh đáng kể việc đánh giá các mẫu trầm tích, cho phép những người sản xuất cá hồi và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Scotland (SEPA) thu thập thông tin chính xác và kịp thời để chứng minh tác động đến môi trường.

Động vật không xương sống đáy biển, sống trong và trên đáy biển, có thể hoạt động như những chỉ số hữu ích về sức khỏe của hệ sinh thái và do đó, thường được các nhà nghiên cứu sử dụng để đánh giá tác động của các hoạt động của con người, chẳng hạn như nuôi cá, đối với động vật đáy. Tuy nhiên, việc theo dõi đáy biển trước đây dựa vào việc xác định thủ công các loài động vật không xương sống, việc này cực kỳ tốn thời gian, thường mất tới ba ngày để hoàn thành chỉ một mẫu và khiến ngành nuôi trồng thủy sản tốn kém khoảng 1 triệu bảng Anh mỗi năm.

“Việc chứng minh hiệu suất môi trường tốt tại các địa điểm của chúng tôi là rất quan trọng, đối với cả khách hàng và lý do tuân thủ. Hiện tại, chúng tôi lấy mẫu đáy biển sau đó sàng lọc và phân loại trầm tích để xác định loài, nhưng đây là một quá trình tốn thời gian, đòi hỏi nhiều công sức và chưa được cập nhật trong khoảng 30 năm trở lại đây”, Stephen Macintyre, Giám đốc môi trường tại Mowi Scotland, cho biết trong một thông cáo báo chí.

Với mục đích cách mạng hóa quá trình này, một dự án hợp tác bao gồm Trung tâm đổi mới nuôi trồng thủy sản bền vững (SAIC), Đại học Cao nguyên và Quần đảo, và Hiệp hội Khoa học Hàng hải Scotland (SAMS), cùng nhiều tổ chức khác, đã dẫn đến sự phát triển của phương pháp tiếp cận eDNA mới trong đánh giá sinh vật đáy.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phương pháp mã vạch siêu dữ liệu – một kỹ thuật tham chiếu chéo các mẫu với cơ sở dữ liệu trình tự để xác định các loài khác nhau – nhằm xác định hàng nghìn loài vi khuẩn cùng lúc.

Sau khi thu thập mẫu, vi khuẩn có trong trầm tích đầu tiên được xác định bằng trình tự DNA, sau đó áp dụng mô hình học máy để dự đoán sức khỏe của cộng đồng động vật không xương sống dựa trên vi khuẩn. Chỉ số chất lượng động vật dưới nước – một chuẩn mực chất lượng sinh thái đã được thiết lập tốt – sau đó được sử dụng để phân loại sức khỏe của cộng đồng động vật không xương sống.

“Dự án này đã được thực hiện trong nhiều năm và thật tuyệt khi thấy kết quả của sự hợp tác lâu dài giữa ngành, học viện và các cơ quan quản lý có tiềm năng chuyển đổi một khía cạnh quan trọng của hoạt động giám sát nuôi trồng thủy sản. Lấy mẫu eDNA có thể mang lại lợi ích rộng rãi cho cả ngành nuôi trồng thủy sản và các cơ quan quản lý, với tiềm năng để cách tiếp cận này được các quốc gia sản xuất hải sản áp dụng trên toàn cầu. Được trang bị dữ liệu, các nhà sản xuất có thể được thông tin tốt hơn để đưa ra quyết định xung quanh các yếu tố chính về môi trường và sức khỏe của cá chịu ảnh hưởng của đáy biển”, Sarah Riddle, giám đốc đổi mới và tương tác của SAIC cho biết.

Các mẫu được phân tích bằng phương pháp mới hiện đang được trình lên SEPA để xác nhận, đồng thời cũng xây dựng các quy trình vận hành tiêu chuẩn và bộ công cụ nguồn mở để bất kỳ ai trong ngành cũng có thể sử dụng.