Prosjektnummer
Toksiske mikroalger i norske farvann — utvikling av kunnskap og metoder for overvåking av fiskeskadelige algetoksiner (ToxANoWa II)
Skadelige alger ser ut til å være en økende og lite forutsigbar trussel mot norsk lakseoppdrett. Store algeoppblomstringer kan ha store konsekvenser når de rammer oppdrettsanlegg. De siste tiårene har flere slike hendelser ført til omfattende fiskedød, særlig i lakseoppdrett. Den mest alvorlige var oppblomstringen av Chrysochromulina leadbeateri i 2019, da ca. 7,5 millioner laks døde i Nord-Norge, med store økonomiske tap og betydelige ringvirkninger i lokalsamfunn. En ny oppblomstring av den samme algen i 2025 førte også til betydelig fiskedød, noe som viser at behovet for mer kunnskap er stort.
Dagens overvåking er hovedsakelig basert på mikroskopi, som har klare begrensninger. Den fanger ikke opp hvilke alger som faktisk er giftige, og celletall alene samsvarer ofte dårlig med fiskens helse. For å forbedre dette må vi vite nøyaktig hvilke arter og toksiner som gir skade, og hvordan de virker.
Nylige fremskritt fra ToxANoWa, et internasjonalt samarbeidsprosjekt (finansiert av Norges forskningsråd), har betydelig utvidet kunnskapen om C. leadbeateri. Hovedtoksinet, leadbeaterin-1, er isolert og strukturen karakterisert. Analyser av kulturer og vannprøver fra oppblomstringene i 2019 og 2025 tyder på en rekke strukturelt beslektede leadbeaterin-analoger. Funnet av leadbeaterinene gir muligheter for målrettet overvåking for tidlig varsling av risiko for fiskedød i akvakulturmiljøer.
For andre alger, som Pseudochattonella spp. og Karenia spp., som også gir fiskedød, vet man derimot fortsatt lite om hvilke toksiner som er involvert. Eksempler på slike hendelser er fiskedøden i Flekkefjord-området høsten 2025, knyttet til høye nivåer av den fiskeskadelige algen Pseudochattonella, samt en nylig oppblomstring i mars 2026 langs sør- og sørvestkysten med flere tilfeller av fiskedød i produksjonsområdene P02 og P03. Slike hendelser fremhever flere stort kunnskapshull.
Selv om man nå vet mer om C. leadbeateri, gjenstår flere spørsmål: hvilke nivåer av leadbeateriner er farlige for fisk, hvordan virker toksinene på fisk, og hvilke miljøfaktorer spiller inn? Med hyppigere algeoppblomstringer, trolig påvirket av klimaendringer, er det avgjørende å tette kunnskapshullene. Bedre forståelse av toksiner og mer treffsikker overvåking er viktig for å beskytte fiskehelse, redusere tap og sikre en bærekraftig oppdrettsnæring.
På kort sikt vil ToxANoWa II utvikle forenklede verktøy for overvåking av den kjente fisketoksiske algen C. leadbeateri og dens leadbeateriner i sjøvann ved oppblomstringer. Disse verktøyene vil rette seg mot alger som ikke kan identifiseres entydig med lysmikroskopi, og deres toksiner, ved bruk av genetiske, kjemiske og immunokjemiske metoder tilpasset bruk ved eller nær oppdrettslokaliteter. Videre vil nye integrerte prøvetakingsmetoder bli evaluert. Samlet vil disse metodene gi tidlig varsling om fiskedød forårsaket av C. leadbeateri og dens toksiner, og legge grunnlaget for utvikling og rask iverksetting av avbøtende tiltak.
På lengre sikt vil prosjektet bidra til tydelig identifisering av andre fisketoksiske algearter som er relevante for norsk akvakultur, samt deres toksiner og biomarkører (genetiske eller kjemiske). Dette vil muliggjøre utvikling av metoder tilsvarende dem som allerede er utviklet for leadbeateriner. Samtidig vil det være nyttig å avklare hvilke arter som ikke er relevante, slik at ressurser ikke brukes på disse. Et eksempel på en annen problematisk alge i norske farvann er Pseudochattonella.
På lengre sikt forventes redusert fiskedødelighet og mindre svekkelse av gjellefunksjon som følge av toksiske alger, bedre fiskevelferd og økt tillit til sikker og bærekraftig akvakultur. Verktøyene utviklet i prosjektet kan potensielt brukes i hele produksjonskjeden, inkludert brønnbåter, avlusingsoperasjoner og oppholdskar ved prosessanlegg, samt ved vurdering av trygg utsetting av postsmolt i områder med nylige algeoppblomstringer. De vil også støtte daglig drift og tiltak for å redusere effektene av toksiner, og være relevante for fremtidige lukkede og landbaserte systemer.
Selv om det i dag ikke anses som et stort problem, kan langvarig eksponering for lave toksinnivåer redusere vekst og produktivitet hos oppdrettsfisk og øke mottakeligheten for sykdom. Samlet vil forskningen i ToxANoWa II bidra til bedre forståelse av slike effekter og dermed føre til bedre fiskehelse og produksjon på sikt.
Prosjektet ledes av Veterinærinstituttet, og gjennomføres som et samarbeid mellom Veterinærinstituttet, Universitetet i Oslo (UiO), Dansk Teknisk Universitet (DTU), National Research Council of Canada (NRCC), Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), Sea Eco AS, MOWI ASA og Cawthron Institute (NZ). Det tverrfaglige arbeidet samler eksperter innen ulike biologiske og kjemiske fagfelt, noe som er nødvendig gitt prosjektets fokus på alger og algetoksiners påvirkning på fiskehelse og velferd. Prøvetaking vil gjøres av Sea Eco i P9 og P10, og MOWI i P2 og P3 - dvs. områder som har vært utsatt for oppblomstringer av fiskedrepende algetoksiner tidligere. Dyrking av kulturer vil gjøres ved UiO, NRCC og DTU. Metabarkoding og qPCR skal gjøres ved UiO og Veterinærinstituttet. Kjemiske analyser og metodeutvikling vil gjøres ved Veterinærinstituttet, NMBU og ved DTU. Antistoffer skal utvikles av Veterinærinstituttet ved Senter for Husdyrforsøk. Fiskeforsøkene vil gjøres av UiO ved deres fasiliteter i Drøbak. Gjellecelleassayene vil utføres ved Veterinærinstituttet. Referansematerialer skal produseres hos NRCC og NMBU. Prosjektets suksess er avhengig av tett samarbeid mellom partnerne og er basert på et omfattende tidligere samarbeid gjennom det vellykkede ToxANoWa-prosjektet (2021–2025) og andre initiativer.
ToxANoWa II er organisert i seks tverrfaglige arbeidspakker med tilhørende oppgaver.
Arbeidspakker
AP1: Karakterisere mikroalgesamfunn, algetoksiner og metabolomer i feltprøver, samt miljøforhold i områder utsatt for skadelige oppblomstringer
Ansvarlig: Helena Michelsen (Sea Eco)
Aktivitetsbeskrivelse
For å forstå hvilke alger som kan være giftige for fisk i sjøvann, skal AP1 identifisere algearter, toksiner, bioaktive forbindelser og miljøforhold som kan gi skadelige effekter på oppdrettsfisk. Det tas vannprøver for artsbestemmelse, kvantifisering, toksinanalyser og eDNA-basert kartlegging av planktonsamfunn. Sammenfall mellom algeoppblomstringer (HABs) og fiskedød vil undersøkes spesielt.
Oppgaver
1.1 Prøvetaking: Vann samles fra utvalgte lokaliteter for analyser av mikroalger (mikroskopi og metabarkoding), toksiner, metabolomer og næringsstoffer. Prøver tas ukentlig i vekstsesongen, oftere ved mistenkte skadelige oppblomstringer. Passive prøvetakere brukes i tillegg.
1.2 Miljødata: Oksygen, salinitet og temperatur overvåkes kontinuerlig ved lokalitetene og vil samles inn.
1.3 Artsanalyse: Mikroalger identifiseres og kvantifiseres med lys- og eventuelt elektronmikroskopi.
1.4 Passive prøvetakere: Nye kombinerte passive prøvetakere testes for samtidig innsamling av alger, kjemiske signaler og eDNA. Prøver analyseres for kjente toksiner (LC–MS/MS) og bredt for ukjente forbindelser (LC–HRMS/MS), for å etablere bakgrunnsnivå og identifisere nye giftstoffer.
1.5 eDNA-analyse: Filtrerte vannprøver analyseres med høy-gjennomstrømningssekvensering for å kartlegge hele mikrobielle- og algesamfunn.
1.6 Toksisitetstesting: Et utvalg prøver testes for akutt toksisitet i gjellecelle-assays.
AP2: Toksisitet, toksiner og metabolomer i kulturer av potensielt fisketoksiske alger fra norske farvann
Ansvarlig: Bente Edvardsen (Universitet i Oslo (UiO))
Aktivitetsbeskrivelse
Hovedmålet her er todelt: (1) å karakterisere toksisitet, toksiner og metabolitter i kulturer av lite studerte og potensielt fisketoksiske alger fra norske farvann, og (2) å identifisere vekstforhold som fremmer toksisitet og toksinproduksjon.
Oppgaver
2.1 Kulturarbeid: Innhente og isolere stammer av kjente og mistenkt fisketoksiske alger, og dyrke disse for taksonomisk verifisering.
2.2 Kjemi og toksisitet: Ekstrakter fra kulturer analyseres for kjente og mulige toksiner (LC–HRMS), samt testes for toksisitet i gjellecelle-assays. Sammenstilling av toksisitetsdata og kjemiske profiler brukes til å identifisere både kjente og nye toksiner.
2.3 Metabolomikk og biomarkører: Metabolomdata brukes til å finne arts- og toksinspesifikke markører, og kobles mot feltdata for å identifisere sammenhenger mellom alger, forbindelser og fiskehelse.
2.4 Miljøeffekter: Kulturer dyrkes under varierende forhold (f.eks. temperatur, lys, næringsstoffer) for å avdekke hvordan disse påvirker vekst, toksinproduksjon og toksisitet.
2.5 Sekvensering: For stammer uten tilgjengelige rRNA-data sekvenseres disse, og brukes videre til utvikling av genetiske analysemetoder.
Ansvarlig: Christopher O. Miles (Veterinærinstituttet)
Aktivitetsbeskrivelse
Potensielle screeningmetoder for overvåking av fiskedrepende alger og deres toksiner undersøkes, med særlig fokus på C. leadbeateri og leadbeateriner. Ekstrakter fra feltprøver og kulturer analyseres for toksiner (LC–HRMS) og toksisitet (gjellecelle-assay). Det skal arbeides også med utvikling av antistoffer og raske deteksjonsmetoder, samt vurdering av qPCR for tidlig varsling. Metodene sammenlignes og evalueres.
Oppgaver
3.1 Screeningmetoder: Utvikle forenklede LC–MS-metoder for påvisning av leadbeateriner, og sammenligne med eksisterende analyser og toksisitetstester.
3.2 Immunoassays: Utvikle antistoffer mot leadbeateriner som grunnlag for raske og brukervennlige deteksjonsmetoder.
3.3 Prøvetaking: Teste nye 3D-printede passive prøvetakere for samtidig innsamling av alger, eDNA og toksiner, og sammenligne med tradisjonelle metoder.
3.4 Molekylære metoder: Utvikle og validere qPCR/ddPCR-metoder for rask påvisning og kvantifisering av giftige alger basert på resultater fra AP1 og AP2.
3.5 Evaluering: Sammenligne metodene med hensyn til pålitelighet, kostnad, hastighet og brukervennlighet.
AP4: Toksisitet av C. leadbeateri-kulturer og leadbeateriner i fisk/gjelleceller
Ansvarlig: Anita Solhaug (Veterinærinstituttet)
Aktivitetsbeskrivelse
Toksisitet og virkningsmekanismer av C. leadbeateri og dets toksiner i fisk og gjelleceller skal undersøkes. Sammenhengen mellom toksin-nivåer i vann og biologiske effekter vil studeres under kontrollerte forhold.
Oppgaver
4.1 Dyrke og høste toksiske C. leadbeateri-kulturer for toksisitetsstudier og isolering av leadbeateriner.
4.2 Teste akutt toksisitet i etablerte gjellecellelinjer fra regnbueørret og laks ved bruk av komplementære analyser av cellefunksjon og -integritet.
4.3 Bruke primære gjelleceller fra atlantisk laks for å studere toksisitet og virkningsmekanismer mer realistisk.
4.4 Undersøke virkningsmekanismer med mikroskopi, ROS-analyser og lipidperoksidasjon.
4.5 Gjennomføre eksponeringseksperimenter med toprikket kutling for å studere dødelige og subletale effekter av alger og toksiner under kontrollerte forhold i en modellfisk.
4.6 Analysere gjelle- og levervev histologisk og ved bildebaserte metoder, samt lokalisere toksiner i vev.
4.7 Analysere vann, alger og fiskevev for toksiner og nedbrytning ved hjelp av LC–MS-metoder.
AP5: Referansematerialer for fiskedrepende algetoksiner
Ansvarlig: Elizabeth Mudge (National Research Council of Canada)
Aktivitetsbeskrivelse
Referansematerialer (standarder) av høy renhet for fiskedrepende algetoksiner skal produseres. Slike referansematerialer er nødvendig til bruk for å kunne analysere hvilke toksiner som er til stede og hvor mye det er av dem i sjøvannsprøver fra miljøet, i kulturer, og i fiskeprøver. Referansematerialene skal brukes i prosjektet og gjøres tilgjengelige for laboratorier involvert i overvåkning.
Oppgaver
5.1 Produksjon: Dyrke toksinproduserende mikroalger i stor skala og utvikle effektive metoder for isolering av toksiner i høy renhet.
5.2 Karakterisering: Verifisere struktur og renhet med etablerte teknikker (NMR, LC–HRMS) og produsere standardiserte referansematerialer for analysemetoder.
5.3 Nye toksiner: Isolere og strukturkarakterisere eventuelle nye toksiner identifisert i prosjektet.
5.4 Nye referanser: Utvikle referansematerialer for alternative deteksjonsmetoder, inkludert kjemiske nedbrytningsprodukter og materialer for molekylære analyser.
AP6: Administrasjon og kommunikasjon
Ansvarlig: Ingunn Anita Samdal (Veterinærinstituttet)
Aktivitetsbeskrivelse
God fremdrift, resultater av god kvalitet og høy måloppnåelse skal sikres gjennom koordinert planlegging, tett oppfølging og god samhandling mellom arbeidspakkene via helhetlig ledelse.
ToxANoWa II vil inkludere en PhD-student (NVI) og postdoktorer (UiO og DTU), som arbeider på tvers av alle arbeidspakker. Dette styrker samarbeid og gir viktig opplæring av nye forskere.
Prosjektet vil gi ny kunnskap om fiskedrepende alger, deres effekter og hva som utløser toksisitet. Resultatene forventes relevante for forskere, myndigheter, næring og allmennheten både nasjonalt og internasjonalt.
Resultater deles åpent gjennom bl.a.:
- vitenskapelige artikler (open access)
- populærvitenskaplig publisering
- nettsider og sosiale medier (vetinst.no, toxinology.no, m.m.)
- deltagelse på konferanser og workshops
- et åpent sluttseminar - med vitenskapelig og populærvitenskapelige deler (erfaring fra tidligere prosjekt viste stor interesse for et slikt møte både nasjonalt og internasjonalt)
Alle data gjøres tilgjengelige i åpne databaser.