sienien tai niiden metaboliittien tuotantoon tarkoitettu sieniviljely hyödyntää totipotenttien sienisolujen suurta uusiutumiskykyä käyttämällä pesusienten viljelykeinona (siivilöity emosienen palasia, jotka sitten kasvavat täyteen sieneen). Sienieläimillä on määrittelemätön kasvu, jonka maksimikasvu määräytyy ympäristörajoitteiden eikä genetiikan kautta. Viljelylaitoksen perustamisen aikana sienirihmastot valitaan niiden fenotyyppisten ominaisuuksien, nopean kasvun ja korkealaatuisen spongiinin tai metaboliittien perusteella.
integroitu moniviljelyvesiviljely, joka on sama kuin
Tehovesiviljely merellä on lisääntynyt viime vuosikymmenellä huomattavasti ja aiheuttanut huomattavia haitallisia ympäristövaikutuksia. Suuret orgaanisen aineksen päästömäärät syömättömästä rehusta ja vesiviljeltyjen lajien eritteistä ovat johtaneet korkeisiin ravinnepitoisuuksiin rannikkovesissä. Suuret typpimäärät (~ 75%), jotka erittyvät simpukoista, lohista ja katkaravuista, pääsevät rannikkoympäristöön, mikä voi kehittää leväkukintoja ja vähentää veteen liuennutta happea.
integroitu vesiviljelyjärjestelmä koostuu useista lajeista ravintoketjun eri trofiatasoilla. Näin ollen jätettä tuottavat (ruokitut organismit), kuten kalat ja katkaravut, yhdistetään kaivannaisiin, kuten abaloniin, sieniin tai merisiileihin, mekanismina, jolla poistetaan ylimääräinen ravinneaine vesipatsaasta. Sienieläimillä on selvä etu kaivannaiseliönä integroidussa moniviljelyjärjestelmässä, koska ne voivat toimia bioremediaattorina sekä patogeenisten bakteerien että orgaanisen aineksen poistamiseksi. Immeniacidon perlevis-sienellä on ollut erinomainen kyky poistaa orgaanisen hiilen kokonaismäärä merivedestä yhdennetyissä vesiviljelyolosuhteissa, ja se voisi olla mahdollisesti hyödyllinen bioremediointiväline vesiviljelyjärjestelmissä alueilla, joilla veden saastuminen on suurta. Lisäksi lähistöllä viljellyistä kaloista peräisin oleva orgaaninen virike voi edistää sienien kasvua, mikä tehostaa merisienien vesiviljelyä.
Kylpysienivesiviljely
monet kaupalliset merisienitilat sijoittavat vesiviljelypaikkansa syvempiin vesiin (>5 m) maksimoidakseen kasvatettavien sienien määrän ja lisätäkseen tuottavuutta. Pesusienten vesiviljelyn kahta päämenetelmää on kokeiltu siten, että pesusieniä kasvatetaan joko köydellä tai verkkopussin sisällä.
Köysimetodedit
köysillä kasvatettujen sienieläinten eloonjääminen on yleensä vähäisempää, koska köyteen ”pujotettaessa” syntyy korjaamattomia vaurioita. Lisäksi köydellä viljellyt sienieläimet voivat irrota köydestä myrskyjen aikana, kun veden virtaus lisääntyy merkittävästi, tai kasvaa pois köydestä ja muodostaa markkinoimattoman, vähäarvoisen, tyypillisen donitsin muotoisen sienen. Lajien sisällä esiintyy eroja sienikasvussa ja terveydessä, joille on ominaista uusiutumiskyvyn, leikkausherkkyyden, sitkeyden ja kasvupotentiaalin vaihtelu.
Mesh bag methodEdit
joidenkin mesh-pussien kautta viljeltyjen sienieläinlajien pienemmät vahinkotasot voivat johtaa korkeampiin eloonjäämisasteisiin. Kasvunopeus voi hidastua, koska pussien verkkosäikeet voivat vähentää veden virtausta, mikä rajoittaa ruoan saatavuutta. Biofouling aineiden, kuten bryozoans, ascidians ja levät, kertyminen verkkoon voi rajoittaa veden virtausta. Ohuet verkkosäikeet, joissa on suuret aukot ja hyvä sijainti, voivat toimia keinona vähentää biofoulingia ja vähentyneitä virtaamia.
yhdistelmämenetelmätedit
yhdistämällä sekä köyden että verkkopussin lähestymistavat kylpysienten vesiviljelyyn ”taimitarhakaudella”, laatu ja tuotanto voivat lisääntyä. Tarhausjaksomenetelmässä sieniä viljellään aluksi verkkopusseissa, kunnes räjähteet ovat parantuneet ja uusiutuneet suodattamaan tehokkaasti vettä. Regeneroidut räjähteet siirretään köyteen optimaalisen kasvun edistämiseksi sadonkorjuuseen asti. Tämä strategia on työvoimavaltainen ja kallis, eikä kasvuvauhti ja selviytyminen ole sen suurempaa kuin silloin, kun viljelyä harjoitetaan yksinomaan verkkopussimenetelmällä.
taloudellisesti kannattavampi tapa kylvysienten viljelyyn olisi siirtää pesusienet suurempiin silmäpusseihin, kun pesusieniä kasvaa riittävän veden virtauksen ja ravinteiden sidonnan mahdollistamiseksi.
Kylpysienten vesiviljelytuotanto Mikronesiaeditissä
pesusieniä tuotetaan tällä hetkellä coscinoderma matthewsi-sienestä, ja noin 12 000 pesusientä tuotetaan paikallisesti Mikronesian liittovaltion Pohnpein asukkaille ja turisteille. Nämä sienieläimet ovat ainoita todellisia kestävästi viljeltyjä merisieniä maailmassa. Pesusienet viljellään köysimenetelmällä, ja muutaman tuhannen dollarin investointikustannukset viljelyyn ja huoltolaitteisiin tuottavat 100% luonnollisia pesusieniä, joihin ei ole lisätty kovia kemikaaleja käsittelyn aikana.
C. matthewsi-sienieläinten vesiviljelyn aloitti Pohnpein meri-ja Ympäristötutkimusinstituutti (MERIP), jonka tarkoituksena oli tuottaa kestäviä tuloja paikallisyhteisöjen asukkaille, joilla ei ollut juurikaan mahdollisuuksia ansaita rahaa. Pesusienillä kestää noin kaksi vuotta saavuttaa satokelpoinen koko, ja vapaasukeltajat poistavat rutiininomaisesti merilevää ja biofouling-aineita käsin. Nämä sienieläimet käsitellään luonnollisilla prosesseilla, joissa ne jätetään ilmakuivalle, asetetaan sitten koreihin ja palautetaan laguuniin, jossa ne kasvatettiin. Tämä prosessi poistaa kaikki orgaaninen aines sisällä sieni jättäen jälkeensä lopullisen kylpy sieni tuote. Jatkojalostus tapahtuu pehmentämällä pesusientä, mutta valkaisuaineita, happoja tai väriaineita ei käytetä.
bioaktiivinen sienivesiviljely
Merisienien bioaktiivisten aineenvaihduntatuotteiden viljelyä tutkitaan Välimeren, Indo-Tyynenmeren ja eteläisen Tyynenmeren alueilla. Päätavoitteena on optimoida bioaktiiviset tuotantomenetelmät, vesiviljelyprosessit ja ympäristöolosuhteet tuotannon maksimoimiseksi.
uudet menetelmät edit
bioaktiivisten aineiden vesiviljelyssä lopullinen selittävä muoto ei ole huolestuttava, jolloin voidaan käyttää muita tuotantomenetelmiä. Uusia bioaktiivisen viljelyn menetelmiä on ”mesh array-menetelmä”, jossa vesipatsasta käytetään pystysuunnassa ripustamaan verkkoputki, jossa yksittäiset räjähteet pidetään vuorottelevissa taskuissa.
sienieläinten määrä, jota tarvitaan vesiviljelyn bioaktiivisiin aineisiin, vähenee, koska sienten sekundaarimetaboliitteja voidaan kerätä toistuvasti useiden vuosien ajan, mikä vähentää kustannuksia ja infrastruktuuria. Niillä harvoilla sienieläimillä, jotka on valittu metaboliittien tuotantoon, olisi korkea tavoitemetaboliitin tuotantonopeus tuotannon ja voittojen optimoimiseksi.
sekundaarimetaboliittituotantoon vaikuttavat tekijät
useat tekijät vaikuttavat sienten metaboliittituotantoon, ja metaboliittipitoisuudet vaihtelevat suuresti viereisten räjähtävien aineiden välillä. Paikalliset erot valon voimakkuudessa ja bioliuotuksessa ovat fysikaalisia ja biologisia tekijöitä, joiden on todettu vaikuttavan merkittävästi metaboliittien biosynteesiin sienieläimissä. Ympäristötekijöiden muutokset voivat muuttaa mikrobipopulaatioita ja siten vaikuttaa metaboliittien biosynteesiin.
metaboliitin biosynteesiin tai sen ekologiseen rooliin vaikuttavien ympäristötekijöiden ymmärtämistä voidaan käyttää kilpailuetuna metaboliittituotannon ja kokonaistuotoksen maksimoimiseksi. Jos toissijaisen kohdemetaboliitin ekologinen tehtävä on esimerkiksi estää petoeläimiä, saalistuksen jäljitteleminen haavoittamalla sientä ennen sadonkorjuuta voi olla tehokas menetelmä metaboliittituotannon maksimoimiseksi.
jotkin sienieläimet, jotka tuottavat aineenvaihduntatuotteita, kasvavat erittäin nopeasti, mikä viittaa siihen, että sienieläinten kasvatus voi olla varteenotettava vaihtoehto sellaisten bioaktiivisten aineiden tuottamiselle, joita ei tällä hetkellä voida syntetisoida kemiallisesti. Vaikka sieniviljely bioaktiivisille aineille on tuottoisampaa, koska sillä on enemmän lisäarvoa tuottavia ominaisuuksia, pesusienten vesiviljelyyn liittyy useita haasteita, kuten aineenvaihduntatuotteiden uuttamiseen ja puhdistamiseen liittyvät korkeat kustannukset.