Development of Marine Microbiome Database and Isolation of Heat Tolerant Microalgae Species from Kuwait Waters

تقع دولة الكويت جغرافيا في منطقة قاحلة ومن المتوقع أن يكون لتغير المناخ آثار ضارة على أداء النظام البيئي والتنوع البيولوجي الذي يؤثر بدوره بشكل كبير على المجتمعات النباتية والميكروبية والزراعة وبالتالي على إنتاج الغذاء والأعلاف. تشكل الظروف المناخية ومحدودية مصادر المياه العذبة في الكويت تحديًا كبيرًا لإنتاج المحاصيل الغذائية والأعلاف الحيوانية من خلال الزراعة المستدامة على نطاق واسع. لذلك يتم توفير جزء كبير من علف الماشية وتربية الأحياء المائية في البلاد من خلال الواردات. وتحظي الطحالب الدقيقة بالاهتمام كمصدر محتمل للغذاء والأعلاف والطاقة الحيوية في المستقبل. إن تطوير الطحالب الدقيقة التي تتحمل درجات الحرارة من شأنه أن يقلل بشكل كبير من الطلب على الطاقة لإنتاج كميات كبيرة من الطحالب الدقيقة في ظل الظروف المناخية الحارة. يركز المشروع المقترح على إنشاء قاعدة بيانات شاملة تمثل الطحالب البحرية الدقيقة والأنواع الميكروبية الأخرى الموجودة في المياه الإقليمية للكويت باستخدام أدوات تسلسل الجيل التالي (NGS). علاوة على ذلك سيتم عزل معظم أصناف الطحالب الدقيقة الوفيرة من عينات المياه وإنتاج ما لا يقل عن عشرة اصناف مناسبة للعيش في وسط من مياه البحر، ثم سوف يتم توصيفها بدقة لفهم تركيبها الكيميائي الحيوي والجيني وذلك لتسهيل كفاءة إنتاج الطاقة من الطحالب الدقيقة في المنطقة. كما سيتم الحصول على الاصناف المقاومة للحرارة من خلال الانتقاء التجريبي المنهجي وتحسين قدرتها لتحمل درجات الحرارة بشكل أكبر عن طريق الطفرة الجينية المستحدثة لتحقيق قدرة أفضل على تكيفها مع المناخ الجاف وإنتاجها على مدار العام مع قلة التكلفة. سيتم تطوير نظام إنتاج ومعالجة على نطاق تجريبي تخطيطي للطحالب الدقيقة المعزولة بالحرارة مع بيانات عن جودة الكتلة الحيوية وامتثال لأمور السلامة. في نهاية عمل المقترح نتوقع أن يكون لدينا قاعدة بيانات شاملة للميكروبيوم البحرية كمجموعة أولية من الطحالب الدقيقة المفيدة تجاريًا من الكويت مع عينات الحمض النووي الخاصة بها والدراية الفنية لإنتاج طحالب دقيقة عالية التحمل لدرجات الحرارة العالية لمختلف التطبيقات. مدة المشروع ثلاثون شهرا بمي

Kuwait is situated in an arid region and changing climate is predicted to have deleterious impacts on ecosystem functioning and biological diversity that significantly affect plant and microbial communities, agriculture, and ultimately food and feed production. The climatic conditions and limited freshwater sources in Kuwait pose a great challenge to produce food crops and animal feed through large-scale sustainable agriculture. Therefore, a significant demand for feed for livestock and the aquaculture industry is fulfilled through imports. Microalgae are gaining attention as a potential source of food, feed and bioenergy for the future. Development of temperature-tolerant (thermotolerant) microalgae would significantly reduce the energy demand to mass-produce microalgae under hot climatic conditions. The proposed project focuses on establishing a comprehensive database representing the marine microalgae and other microbial species present in the Kuwait territorial waters using advanced next-generation sequencing (NGS) tools. Further, from the water samples, the most abundant microalgae species will be isolated and at least ten potentially suitable species will be produced in seawater-based media and characterized in detail to understand the biochemical and genetic composition. To facilitate energy-efficient production of microalgae in the region, thermotolerant species will be obtained through the experimental selection and the temperature tolerance will be further improved via induced genetic mutation to achieve better adaptability to arid climate, year-round productivity with cost-effectiveness. A schematic pilot-scale production and downstream processing system for the isolated thermotolerant microalgae will be developed with data on biomass quality and safety compliance. At the end of the proposed work, we expect