Ανάπτυξη και εφαρμογή μοριακών μεθόδων στη γενετική ταυτοποίηση ειδών και τροφίμων ζωικής παραγωγής

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκαν και επικυρώθηκαν μέθοδοι για την ταυτοποίηση ζωικών ειδών και των προϊόντων τους. Αποτελεί την πιο εκτεταμένη γενετική ανάλυση της αυθεντικότητας των τροφίμων στην Ελληνική αγορά, επιλέγοντας δύο από τις κυριότερες κατηγορίες τροφίμων, τα προϊόντα κρέατος και τα ιχθυηρά και ακολουθώντας και τις κατευθυντήριες γραμμές της ΕΕ μετά το διατροφικό σκάνδαλο του 2013. Έτσι, για την ταυτοποίηση ειδών κρέατος χρησιμοποιήθηκαν ειδο-ειδικές προσεγγίσεις απλής και real-time PCR, οι οποίες εφαρμόστηκαν σε 100 εμπορικά προϊόντα. Το ποσοστό νοθείας που υπολογίστηκε ήταν 11%. Επιπλέον, σε πολλές περιπτώσεις ανιχνεύτηκαν αδήλωτα είδη σε μικρές ποσότητες (<1%) και δεν συμπεριλήφθηκαν στις περιπτώσεις νοθείας (Σύσταση ΕΕ 2014/180). Η ανίχνευση αυτών των μη δηλωμένων ειδών οφείλεται πιθανόν στον μη επαρκή καθαρισμό του εξοπλισμού κατά την παραγωγή των προϊόντων. DNA αλόγου δεν ανιχνεύτηκε σε κανένα προϊόν, ούτε σε πολύ μικρές ποσότητες, υποδεικνύοντας συμμόρφωση της αγοράς μετά το διατροφικό σκάνδαλο του 2013. Για πρώτη φορά γίνεται εκτεταμένος έλεγχος της ορθότητας στην ποσοτική δήλωση της ετικέτας με DNA αναλύσεις. Βρέθηκε ότι τα αναγραφόμενα ποσοστά σύστασης ενός είδους συμφωνούσαν με τα αποτελέσματα της παρούσης εργασίας σε μικρό αριθμό δειγμάτων. Τέλος, παρατηρήθηκε ότι κάποιες εταιρείες είναι περισσότερο συμμορφούμενες, σε σχέση με κάποιες άλλες. Για τον έλεγχο της ακριβούς επισήμανσης στη δεύτερη βασική κατηγορία τροφίμων που επιλέχτηκε, τα ιχθυηρά χρησιμοποιήθηκε η τεχνική DNA barcoding. Η τεχνική αυτή εφαρμόστηκε σε 332 εμπορικά προϊόντα ιχθυηρών από την Ελλάδα (285) και τη Βουλγαρία (47). Το ποσοστό παραπλανητικής επισήμανσης που καταγράφηκε στην ελληνική αγορά τα έτη 2015-2018, ήταν 12,9%. Οι συνεχόμενοι έλεγχοι φαίνεται να είχαν αποτέλεσμα, καθώς το 2018 παρατηρήθηκε το μικρότερο ποσοστό αντικατάστασης (4,7%). Οι πιο κοινές περιπτώσεις παραπλανητικής επισήμανσης είναι αυτή της αντικατάστασης του είδους Limanda aspera από το είδος Lepidopsetta polyxystra και οι υποκαταστάσεις μεταξύ των ειδών του γένους Merluccius. Κάποιες περιπτώσεις αντικατάστασης ειδών φαίνεται να έχουν οικονομικό κίνητρο, ενώ κάποιες άλλες οφείλονται σε κοινά μορφολογικά χαρακτηριστικά, ή σε περιπτώσεις μικτής αλιείας. Το ποσοστό παραπλανητικής επισήμανσης στην αγορά της Βουλγαρίας ήταν της τάξης του 4,7%. Η ταυτοποίηση ειδών εκτός από την αυθεντικότητα των τροφίμων είναι σημαντική και για την προστασία και τη διαχείριση των οικοσυστημάτων. Για αυτό το λόγο η μέθοδος DNA barcoding που αναπτύχθηκε χρησιμοποιήθηκε και για την ταυτοποίηση εισβολικών ειδών ιχθυηρών, σε δύο περιπτώσεις, το οποίο ήταν σημαντικό για τη λήψη αποφάσεων όσον αφορά τη διαχείριση αυτών των ειδών στην εκάστοτε περιοχή. Η πρώτη περίπτωση αφορούσε την ταυτοποίηση ενός ατόμου που ανήκει στο είδος P. miles και η συγκεκριμένη καταγραφή του είδους, αποτελεί τη βορειότερη επέκταση του είδους στη Μεσόγειο. Η δεύτερη περίπτωση αφορούσε την ταυτοποίηση ατόμων από δύο διαφορετικές περιοχές στην πολιτεία του Κοννέκτικατ, ανιχνεύοντας την παρουσία του εισβολικού είδους C. immaculatus. Η παρούσα διατριβή συντελεί στην ενδυνάμωση του πεδίου των αναγνωρισμένων επαγγελματικών δικαιωμάτων των βιολόγων όσον αφορά τις αναλύσεις τροφίμων. Η νομοθεσία σε συνδυασμό με την ολοένα και αυξανόμενη απαίτηση για διαφάνεια στον τομέα των τροφίμων φαίνεται να καθιστούν τις γενετικές αναλύσεις αναγκαίες. Οι συγκεκριμένες μέθοδοι, όπως αποδείχτηκε, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταυτοποίηση ειδών με σημαντικές εφαρμογές.

Coastal fishes in the northwestern Okhotsk Sea (westward from 147o E): fishery and prospects of its development

Fishery at the northwestern Okhotsk Sea coast is analyzed for the period from 2000 to 2019. Pacific herring, saffron cod, pacific cod, capelin, flounders (Limanda aspera, Pleuronectes quadrituberculatus and Platichthys stellatus), and smelts (Hypomesus japonicus and Osmerus mordax) are landed in this area. The spawning herring prevails (95.2 %) in the catch. Almost all spawning herring is caught at the coast of Khabarovsky Krai. Taking into account the area of spawning grounds for herring in the lagoons of the coasta, withdrawal of this species could be increased, though actually it was decreased in the last two decades in 1.8 times, and since 2012 the herring fishery is continued in Okhotsk District only. The fishing strategy changed: offshore harvesting with stationary nets transformed to combined using of stationary and casting nets and expanded to the rivers. The catches delivery changed, as well: the herring catches are processed mostly ashore since 2008. Withdrawal of saffron cod fluctuated from 1.9 % to 186.5 % of the total available catch (TAC) volume for this species, with rapid growth in the last 5 years; its main fishing grounds shifted from the waters of Nikolayevsk District to the waters of Tugur-Chumikan District. Landings of smelt grew since 2009, too: annual catches of rainbow smelt increased from 72.2 t, on average, in 2009–2014 to 119.4 t in the last 5 years (up to 90 % of this volume was caught in Tugur-Chumikan District); landing of japanese smelt grows even faster and now exceeds 50 % of TAC. The stock of capelin was exploited weakly, annual catches of this species changed from 0.7 % to 23.3 % of TAC. Stationary and casting nets were the only fishing gears used for the capelin fishery in 2000s, but recently midwater trawls are also used. Catches of flounders had a growth tendency, though they were rather low and never exceeded 50 % of the recommended volumes. Dynamics of the pacific cod landings became positive when fishermen started to use small boats for this fishery, its annual catches increased in 2014–2019 from 69.7 to 84.8 t, the withdrawal rate achieved 9.3 % of TAC. Available fish resources in the northwestern Okhotsk Sea and technical equipment of local enterprises provide strong potential of fishery industry in this area.

Contrasting the variability in spatial distribution of two juvenile flatfishes in relation to thermal stanzas in the eastern Bering Sea

Groundfish species in the Bering Sea are undergoing pronounced changes in spatial distribution and abundance due to warming ocean temperatures. The main drivers of interannual variability in this ecosystem are the alternating warm and cold thermal stanzas. Yellowfin sole (Limanda aspera; YFS) and northern rock sole (Lepidopsetta polyxystra; NRS) are commercially-valuable flatfishes in the Bering Sea and are among the most dominant groundfish species there in numbers and biomass. We examined the variability in the spatial distribution and abundance of juvenile NRS and YFS in relation to the ice and temperature conditions associated with warm-cold thermal shifts from 1982 to 2017. The goal was to assess the implications of the fluctuating thermal environment for Bering Sea flatfish production. We found ice cover and bottom temperature indices in the preceding 1 to 3 years to be the best predictors of NRS juvenile distribution. In contrast, these indices were not significantly correlated with YFS juvenile distribution, which could be an artifact of their relatively low availability to sampling. A warm stanza, as the Bering Sea is currently in, is expected to favor high numbers of NRS juveniles and the northward expansion of their distribution.