KMUi-BÖ04: OekoReproShrimp - Ökologische Reproduktion von Shrimps

Abstract

Das Projekt OekoReproShrimp adressierte eine kritische Versorgungslücke in der ökologischen Garnelenaquakultur: das Fehlen EU-zertifizierter ökologischer Zuchttiere (Broodstock) für Litopenaeus vannamei und Penaeus monodon sowie den Mangel an validierten Aufzuchtprotokollen gemäß den EU-Öko-Verordnungen (EU VO 2018/848; EU VO 2021/1165). Der Beitrag des Fraunhofer IME konzentrierte sich auf zwei Ziele: (i) die Entwicklung schneller, speziesspezifischer molekulardiagnostischer Werkzeuge für pathogene Vibrio spp. im Garnelenaufzuchtwasser sowie (ii) die Etablierung von Mikrobiom-Analyseworkflows zur Unterstützung der Probiotika-Evaluierungen des Projektpartners REM (Remofarm GmbH & Co. KG). Die zentrale wissenschaftliche Leistung ist eine neuartige Multiplex-PCR (mPCR)-Methode zum simultanen Nachweis von 12 pathogenen Vibrio-Spezies in vier Multiplex-Assays und einer Einzel-PCR-Reaktion bei einer Nachweisempfindlichkeit von 0,1 ng/µl (0,01 ng/µl für V. penaeicida und V. harveyi). Eine Schlüsselinnovation ist die direkte Verwendung von unbehandeltem Aufzuchtwasser als PCR-Template, wodurch eine vorherige DNA-Extraktion entfällt und der Vor-Ort-Einsatz an Aquakulturstandorten ermöglicht wird. Die Methode wurde erfolgreich an realen Wasserproben aus einem L. vannamei-Biofloc-System validiert. Ergänzend wurden DNA-Extraktions- und transportkompatible Probennahmeprotokolle für Larven- und Wasserproben entwickelt und REM bereitgestellt. Ein Manuskript zur mPCR-Methode wird für eine Open-Access-Veröffentlichung (Q2/2026) finalisiert.

The OekoReproShrimp project addressed a critical gap in organic shrimp aquaculture: the absence of EU-certified organic broodstock for Litopenaeus vannamei and Penaeus monodon and the lack of validated rearing protocols compliant with EU organic regulations (EU VO 2018/848; EU VO 2021/1165). The Fraunhofer IME contribution focused on two objectives: (i) developing rapid, species-specific molecular diagnostic tools for pathogenic Vibrio spp. in shrimp rearing water, and (ii) establishing microbiome analysis workflows to support probiotic treatment studies conducted by project partner REM (Remofarm GmbH & Co. KG). The central scientific achievement is a novel multiplex PCR (mPCR) method enabling simultaneous detection of 12 pathogenic Vibrio species across four multiplex assays and one species-specific PCR reaction, reaching a sensitivity of 0.1 ng/µl (0.01 ng/µl for V. penaeicida and V. harveyi). A key innovation is the direct use of untreated rearing water as PCR template, eliminating the need for prior DNA extraction and enabling on-site application. The method was successfully validated on real aquaculture water samples from a L. vannamei biofloc system. Additionally, DNA extraction and transport-compatible sampling protocols for larval and water samples were developed and provided to REM. A manuscript describing the mPCR method is being prepared for open-access publication (Q2/2026).