Kjell Rune Jonassen får årets inspirasjonspris

  [TOC Innhold] 

Åtte kandidater ble i år nominert, og alle er fullverdige kandidater til prisen. De gir på hver sin måte svært verdifulle bidrag til å utvikle kunnskapsgrunnlaget innen sine fagområder innenfor fornybar energi og/eller biovitenskap. Det var derfor ikke en enkel oppgave for komiteen å velge én prisvinner.

Imidlertid - komiteen kom til en konklusjon etter nøye vurdering og begrunner valget av Kjell Rune Jonasen slik:

Modig valg av oppgave

Jonassen har turt å satse på en oppgave som ikke var gitt skulle lykkes. I klimaregnskapet for matproduksjon er utslipp av klimagassen N₂O en betydelig faktor, og til tross for omfattende forskning er det til nå ikke utviklet jordbruksmessige tiltak som kan redusere utslippet. Laboratorieforsøk har imidlertid vist at hvis jorda tilføres N₂O-spisende bakterier, vil utslippet reduseres, men de aller fleste «fremmede» bakterier dyrket i laboratoriet dør raskt i jord.

Orginal tilnærming

Forskeren som vinner Alf Bjørseths Inspirasjonspris 2022 har gått løs på utfordringen å dyrke frem N₂O-reduserende bakterier som kan overleve ute i jord. Vinnerens tilnærming til forskningsoppgaven har vært original, ved å ta utgangspunkt i avfallet fra energiproduksjonen i biogassreaktorer, «bioresten». Forskeren har klart å finne to spesielle bakteriestammer, som når bioresten brukes som gjødsel på landbruksjord, vil kunne bidra til å redusere N₂O-utslippet til atmosfæren. Metodene som er brukt for å identifisere de «nyttige» bakteriene er svært avanserte, og ikke minst tidkrevende.

Stort kommersielt potensial

Forskningsarbeidet har stort kommersielt potensial. Det er startet et Forskningsrådsfinansiert innovasjonsprosjekt, som har som mål å utvikle teknologi som gjør at metodene kan brukes i stor skala, og internasjonalt.

Publisert og formidlet resultatene godt

De vitenskapelige arbeidene er publisert i anerkjente tidsskrifter, og vinneren har formidlet resultatene av forskningen sin med stor iver gjennom foredrag på faglige møter og konferanser, i media, og i direkte møter med diverse industriaktører.

En glad miljøhistorie om kloakk og lystgass

De nominerte

Inspirasjonsprisen ble i år lyst ut internt ved NMBU 9. mars, med nominasjonsfrist 2. mai. Innen fristen kom det inn åtte nominasjoner:

1.      Alexandra Eve Joyce Leeper, Iceland Ocean Cluster, Island, disputerte ved BIOVIT 10.12.2021, 31 år, engelsk.
Nominert av: Professor Margareth Øverland for Foods of Norway / BIOVIT.

Professor Margareth Øverland, BIOVIT, har på vegne av Foods of Norway nominert  Alexandra Eve Joyce Leeper, til Alf Bjørseths Inspirasjonspris (innen biovitenskap) 2022. Leeper har en Master of science fra University of Southampton, UK 2017, innen marine fag. Doktorgradsarbeidet hadde tittelen «En tverrfaglig tilnærming for å karakterisere og optimalisere proteintilførsel i fôr til Atlantisk laks (Salmo Salar) akvakultur ved hjelp av produksjonsytelse, tarmmikrobiom og adferd.» Leeper disputerte innen «Husdyr- og akvakulturvitenskap» ved BIOVIT i desember 2021, og er 31 år.

Alexandra Eve Joyce Leeper valgte en innovativ vei inn i forskerutdanningen. Da hun ble ansatt av Matis Ltd, Island for å jobbe på prosjektet «Sylfeed BioBased Industry (BBI), fikk hun muligheten til å utvikle sitt eget ph.d.-prosjekt og gjennom sine lokale, kommende veiledere, knytte kontakt med NMBU. Forskningen hennes ble derfor etterspurt og utviklet i tett dialog med fiskeindustrien.  Leepers forskningsarbeid var også svært originalt i sin tverrfaglige tilnærming til noen av de store utfordringene i akvakulturnæringen. Målet var å bidra til fremtidig bærekraftig akvakultur på laks.

Tre prioriterte forskningsområder for å øke kvaliteten av laksefôr ble undersøkt. Det første temaet var å karakterisere virkningen av proteinkilder som brukes i laksefôr i dag på en helhetlig måte, og å undersøke innovative fôrbehandlinger designet for å forbedre tarmhelsen. I denne studien ble fiskene fôret med et fiskemel- og to soyamel-basert fôr med fôrtilskudd rettet mot bedre tarmhelse hos lakseyngel. Resultatene indikerte at slike målrettede forbedringer av soyamel kan ha flere fordeler for oppdrettslaks sammenlignet med soyamel, som bedre vekst, bedre immunsystem og til og med bedre velferd i oppdrettsanlegget.

Det andre området var å undersøke virkningen av lovende alternative proteiner for laksefôr, spesielt protein fra svarte soldatfluelarver og fra gjærproteiner. I denne forskningen ble begge proteinkildene hentet fra potensielt verdifulle sirkulærøkonomier. Insektene ble dyrket på rester av økologiske grønnsaker, og gjæren ble dyrket på sidestrømmer fra skogbruket, noe som gir bærekraftig verdi til organisk materiale som i dag går til spille. I begge studiene erstattet alternative proteiner delvis konvensjonelle fôrproteiner, og effekt på vekst og tarmbakterier hos lakseyngel ble sammenlignet.

Det siste området for forskningen tok for seg det langsiktige behovet for bærekraftige proteinkilder til en lakseindustri som er spådd å fortsette å vokse. En tverrfaglig gjennomgang av eksisterende forskning ble utført for å evaluere noen av de underutnyttede grønne biomassene i Europa i dag. Denne forskningen la til grunn et bredt spekter av litteratur, og funnene støtter det lovende potensialet for å bruke europeiske grønne biomasser både direkte og indirekte i en sirkulær verdikjede for fiskefôr.

Samlet bidrar Alexandra‘s forskning med viktige funn for dagens havbruksnæring, hva gjelder bærekraft både kortsiktig og langsiktig.  

Etter at hun tok doktorgraden, har Alexandra videreutviklet ferdighetene og kunnskapen hun tilegnet seg gjennom sitt videre arbeid i Matis. Der bidrar hun nå til bærekraftig utvikling av akvakulturnæringen i form av støtte til start-up-bedrifter og vitenskapelig basert rådgiving til akvakulturbedrifter.  

Kandidaten har lagt vekt på å formidle resultatene av forskningen sin på mange ulike måter, til ulike målgrupper. Under ph.d.-utdanningen deltok hun i det islandske “Homeward Bound leadership initiative for women in STEMM”, hvor hun delte forskningen sin gjennom «historiefortellinger» til et tverrfaglig publikum. Hun har også utviklet nytt akvakultur undervisningsmateriell om fiskefôr og -ernæring for Fiskerihøgskolen på Island. Alexandra har også hatt mediakontakt og gitt intervjuer for å formidle resultatene og effektene av forskningen sin, og gjennom dette synliggjort muligheten dette gir for framtidig akvakulturvirksomhet.  

2.      Selamawit Araya Kidane, International Institute of Tropical Agriculture (IITA), disputerte ved BIOVIT 24.03.2021, 35 år, etiopisk.
Nominert av: Professor Trine Hvoslef-Eide, BIOVIT

Professor Trine Hvoslef-Eide, BIOVIT, har nominert Selamawit Araya Kidane til Inspirasjonsprisen (innen biovitenskap) 2022. Kidane, som nå er ansatt ved International Institute of Tropical Agriculture (IITA), disputerte ved BIOVIT i mars 2021 over avhandlingen «Planteparasittiske nematoder hos enset (Ensete ventricosum) – Forekomst, karakterisering, distribusjon og forvaltning av nematodene i denne kulturplanten som er viktig for matvaresikkerheten i Etiopia». Kidane har en Master i plantevitenskap, Universiteit Gent, Belgia 2012, og startet ph.d.-utdanningen innen plantevitenskap - plantehelse og plantevern, ved NMBU i 2014. Kidane er 35 år og fra Etiopia.

Underutnyttede og forsømte kulturvekster kan bidra til økt matsikkerhet i de deler av verden hvor vekstene forekommer. Enset (Ensete ventricosum) er en slik uutnyttet vekst som er en viktig stivelseskilde for 20 millioner mennesker i Sør-Etiopia. For å møte utfordringene med å forbedre matsikkerheten, må produksjonen på jordbruksarealene intensiveres. Trusselen fra skadedyr og sykdommer, inkludert planteparasittiske nematoder øker, spesielt med klimaendringer og mer usikker regntid. Dette krever en tilnærming for en sunn og helhetlig skadedyrstrategi. Det er stort behov for diversifisering i hva bøndene dyrker, for å redusere risikoen for matmangel.

Hovedproblemstillingen i Selamawit Araya Kidanes doktorgradsarbeid, var å se på samhandlingen mellom planteparasittiske nematoder og enset. Dette er den mest omfattende studien av nematoder hos enset, knyttet til nematodeinfeksjon og spredning av nematoder i Etiopia. Doktorgraden består av fire artikler som alle er publisert i internasjonalt anerkjente tidsskrifter.

Innledningsvis oppsummerte Kidane undersøkelser utført rundt biologi, sykdomssyklus, virkning på vertsplanten, symptomer og bekjempelsesstrategier for de mest utbredte og viktige nematodene assosiert med banan, enset og abaca. Studien viste at det var et kunnskaps-gap på enset, noe som førte til at videre studier konsentrerte seg om denne arten. Kidane startet med å kartlegge utbredelsen av nematoder hos enset i Etiopia. Undersøkelsene viste at av 11 planteparasittiske nematodeslekter, var Pratylenchus den mest utbredte, og mer spesifikt arten P. goodeyi. Dessuten viste mer inngående studier ved hjelp av morfologiske og molekylære metoder at ulike enset-sorter hadde ulik motstandskraft mot denne nematoden. Det ledet Kidane til å gjennomføre undersøkelser for å vurdere formeringsmateriale av enset på markedet i Etiopia. Disse viste tydelig at banan- og plantain-avleggere (plantain = kokebanan?) er viktige kilder til nematodeinfeksjon og spredning. Det tredje målet med Kidanes doktorgradsarbeid var å vurdere samspillet mellom enset og P. goodeyi-infeksjon. Ingen har tidligere studert hvilke skader denne nematoden påfører enset-produksjonen i Etiopia, omfanget eller variasjonen i skade mellom ensetsorter. Å identifisere motstandskraft er viktig og den beste bekjempelsesstrategien for å kontrollere nematodeinfeksjoner, dette var derfor neste steg i forskningsarbeidet. Det ble avdekket signifikante forskjeller mellom sortene og arbeidet bidro til å identifisere én svært utsatt sort, og tre motstandsdyktige sorter.

Kidanes forskning har bidratt med viktig informasjon om egenskapene til ulike ensetsorter som dyrkes i dag, og til å oppdage kilder til motstandskraft som kan brukes i fremtidig foredling av enset. Arbeidet hennes kan brukes som «baseline» for nematologer, planteavlere, planteproduksjons­rådgivere og «policymakers». Doktorgradsarbeidet har dermed stor betydning for matsikkerheten i Etiopia, fordi enset er en nøkkel til overlevelse for hundretusener av mennesker.

Kandidaten var alene om å utføre forsknings-/feltarbeidet i Etiopia, med hovedveileder i Ås og en medveileder i Nairobi, Kenya. Hun møtte på mange og store praktiske problemer underveis, og mange ville nok blitt motløse og kanskje gitt opp av all motgangen. Men hun fortsatte, og kom stadig opp med nye ideer om hvordan hun kunne overkomme hindringene.

Resultatene fra Kidanes arbeid, kan ikke uten videre kommersialiseres, men hun formidler sine resultater direkte til bønder og arrangerte i løpet av forskerutdanningen sin, flere workshops om nematodebekjemping. Mens hun var i Norge, kommuniserte hun ivrig om arbeidet sitt ved alle gitte anledninger, både i nasjonale og internasjonale møter.

3.      Ghulam Qasim Khan, BIOVIT, disputerte ved BIOVIT 28.05.2021, 37 år, pakistansk.
Nominert av: professor Odd Arne Rognli for faggruppe Drøvtyggerernæring og fysiologi, BIOVIT

Professor Odd Arne Rognli, BIOVIT, har nominert Ghulam Qasim Khan til Inspirasjonsprisen (innen biovitenskap) 2022. Rognli nominerte på vegne av faggruppe «Drøvtyggerernæring og fysiologi» ved BIOVIT. Khan disputerte innen «Husdyr- og akvakulturvitenskap» i mai 2021, over temaet «Økt utnytting av stivelse og protein i ekstrudert pellets målrettet til å forbedre fordøyelsesdynamikk i vom hos melkekyr». Khan har en Master of Science i Feed manufacturing technology, fra NMBU 2014. Han startet sin ph.d.-utdanning ved NMBU i 2016. Khan arbeider nå som forsker ved BIOVIT, er 37 år og er fra Pakistan.

Doktorgradsarbeidet til Ghulam Qasim Khan har resultert i utvikling av en metode for produksjon av pelletert fôr som gir økt næringsopptak hos drøvtyggere, og som dermed har positiv effekt på avdråtten (produksjonen av melk og kjøtt).

Fordøyelse og utnytting av næringsstoffer i fôr til drøvtyggere er et samspill mellom en mikrobiell fordøyelse i vom og en enzymatisk fordøyelse i tynntarm. Fordøyelse av næringsstoff i vom er en balanse mellom hvor raskt nedbrytningen (fordøyingen) skjer og hvor lenge næringsstoffene oppholder seg der. Tidligere forskning på området har i hovedsak gått ut på å studere hvor raskt nedbrytningen skjer, mye fordi måling av nedbrytningshastighet er enklere enn måling av hvor lenge et næringsstoff oppholder seg i vomma, dvs. passasjehastigheten.

Khans arbeid er innovativt ved at han i avhandlingen sin beskriver en helt ny metode for å produsere pellets med egenskaper forventet til å øke passasjen av stivelse og protein gjennom økt passasjehastighet fra vom. Han har vist at passasjehastigheten av pelletert kraftfôr kan påvirkes gjennom valg av prosessinnstillinger ved produksjon av fôret. Passasjehastigheten er påvirket av mange forhold, men funksjonell spesifikk vekt er spesielt viktig. Ved oppstart av arbeidet fantes det ikke kjente målemetoder for passasjehastighet, og heller ikke kunnskap om hvordan man kunne produsere fôr (pellets) som hadde større passasjehastighet og dermed øker næringsopptaket og fôrutnyttelsen. Gjennom arbeidet er det utviklet beskrivelse av hvordan å produsere pellets med ønskede egenskaper og hvordan å måle disse egenskapene. Startpunktet for forskningsarbeidet var kjennskap til ulike egenskaper hos pelletert fôr til laks, og til produksjonen (prosesseringen) av dette fôret. Siden råvarene i fôr til drøvtyggere skiller seg vesentlig fra laksefôr måtte andre prosess­betingelser benyttes for å oppnå ønsket stabilitet og spesifikk vekt hos drøvtyggerfôret. Det var heller ikke kjent hvordan stabilitet og spesifikk vekt i vomvæske skulle måles på drøvtyggerfôr, da forholdene i vom skiller seg fra sjøvann. Khans avhandling gir også retningslinjer for hvordan å måle disse egenskapene i vomvæske.

Khan bidro aktivt sammen med veiledere og personell på FôrTek til å komme fram til prosess­betingelser som ga de ønskede egenskapene hos fôret. Han fant på egenhånd fram til et instrument for å måle «funksjonell spesifikk vekt» av pellets. I tillegg utviklet kandidaten på eget initiativ en metode for vurdering av stabilitet i vomvæske. Denne metoden er helt ny og ikke tidligere beskrevet.

I forbindelse med Khans doktorgradsarbeid ble det fortløpende vurdert patentering ut fra hva resultatene viste. Manuskripter ble derfor ikke sendt inn til publisering før spørsmålet om patentering var avklart. Dette skjedde ikke før rett i forkant av innlevering av avhandlingen, og er årsaken til at de tre artiklene er i manuskriptform. En av industripartnerne i prosjektet har sendt inn patentsøknad på prosesseringsmetoden. To av artiklene er innsendt til publisering i etterkant av oppnådd doktorgrad.

På grunn av forbeholdene om mulig patentering har Khan og andre involverte vært forsiktige med å presentere resultater ut over prosjektgruppen og nødvendig aktivitet tilknyttet ph.d.-arbeidet.

4.      Kjell Rune Jonassen, Vestfjorden Avløpsselskap (Veas), disputerte ved KBM 02.07.2021, 36 år, norsk.
Nominert av: Professor Lars Bakken for faggruppe Mikrobiell økologi og fysiologi (MEP), KBM

Professor Lars Bakken, KBM, har nominert Kjell Rune Jonassen til Inspirasjonsprisen (innen biovitenskap) 2022. Bakken nominerte på vegne av faggruppa «Mikrobiell økologi og fysiologi» (MEP) ved KBM. Jonassen forsvarte sin doktorgradsavhandling «Digestat fra biogassproduksjon som substrat og vektor for introduksjon av N2O-respirerende bakterier til landbruksjord», ved KBM i juli 2021. Han er nå ansatt ved Veas Selvkost AS, men deler arbeidstiden sin mellom Veas og KBM. Jonassen har en mastergrad i teknologi (Siv.ing. innen industriell kjemi og bioteknologi) fra NTNU 2013. Han startet sitt doktorgradsarbeid i 2016, under ordningen «Offentlig sektor-ph.d.», hvor det etableres et samarbeidsprosjekt mellom en offentlig virksomhet og en gradsgivende institusjon, i dette tilfellet Veas og NMBU v/KBM. Dette innebærer også at doktorgrads­utdanningen hans ble finansiert 50 % av Veas og 50 % av Forskningsrådet. Jonassen er 36 år.

I klimaregnskap for matproduksjon er utslipp av klimagassen N2O en tung post, og til tross for omfattende forskning er det til nå ikke utviklet jordbruksmessige tiltak som reduserer utslippet, ut over det lille man kan oppnå med «god agronomisk praksis». Et viktig hinder er at N2Outslippet reguleres av mikrofloraen i jorda, som er vanskelig å påvirke/manipulere ved hjelp av tradisjonelle agronomiske tiltak. Laboratorieforsøk har vist at man kan redusere utslippet hvis jorda tilføres N2O-spisende bakterier, NRB (forkortelse for N2O-Reduserende Bakterier). Imidlertid må det tilføres store mengder NRB for at dette skal ha en virkning, og NRB må være av en type som overlever lenge i jord. Konvensjonell dyrking av bakterier er dyrt, og å finne NRB-stammer som lever lenge i jord er vanskelig: de aller fleste «fremmede» bakterier dyrket i laboratoriet dør erfaringsmessig raskt i jord!

Jonassen gikk – til tross for disse forholdene – løs på utfordringen, men med en ukonvensjonell vri. Han baserte sin forskning på forståelse av energistrømmene i jordbrukssystemet og inspirert av de mulighetene som åpnes gjennom biogassproduksjon. I fremtiden vil en stor del av avfallet i jordbrukssystemet brukes til biogassproduksjon, og avfallet fra biogassreaktorene, «bioresten», blir brukt som gjødsel. Jonassens idé var kort og godt å finne NRB-stammer som vokser i bioresten, og som også kan overleve i jord, for dermed bokstavelig talt «gjødsle bort» N2O-problemet ved hjelp av biorest med store mengder NRB!

Forskningsoppgaven var lettere sagt enn gjort, men Jonassen har løst den på en elegant måte ved anaerobe anrikningskulturer med N2O, skiftevis i sterilisert jord, og sterilisert biorest, for å finne NRB-stammer som vokser i begge substrat. For å finne ut hvilke bakterier som ble anriket analyserte han kulturene for gener og proteiner, og denne informasjonen ble brukt som guide for isolering av enkelt-stammer ved hjelp av konvensjonelle mikrobiologiske teknikker. Dette resulterte i flere NRB-kandidater, hvorav to stammer viste seg å være bortimot ideelle: de har, og uttrykker genet for reduksjon av N2O til harmløst N2, men mangler genene som trengs for å produsere N2O. Slike «enarmede banditter» vil spise opp N2O som produseres av andre jordbakterier, og vil derfor redusere utslippet til atmosfæren. Jonassen verifiserte dette gjennom en rekke laboratorieforsøk, som viste at NRB-stammene vokser godt i biorest, til skyhøye konsentrasjoner (> 1 milliard pr mL), og når denne «NRB-suppen» tilføres jord reduseres N2O utslippet kraftig.

Jonassen har gjort en formidabel innsats, forskningsarbeidet går langt ut over hva man kan forvente av en ph.d.-kandidat/doktorand, og resultatet representerer intet mindre enn et gjennombrudd i kampen for å redusere N2O-utslippet fra landbruksjord, og dermed de negative klimaeffektene av matproduksjonen.

Oppfølgingsarbeidet, gjennomført av medarbeidere i NMBU Nitrogen Group i samarbeid med Jonassen, har til fulle vist betydningen av hans pioner-innsats: Feltforsøk med NRB-anriket digestat har vist 50-90 % reduksjon av N2O utslippet, avhengig av jordtype. Og virkningen varte en hel vekstsesong! Videre har det vist seg at NRB også vokser svært godt i halm, som tilsier at teknologien kan anvendes uavhengig av biogass-produksjon. Et NFR-finansiert innovasjonsprosjekt er allerede i gang, med mål om å danne et oppstartsselskap for implementering internasjonalt.

Det er lagt ned stor innsats i arbeid med kommersialisering av resultater eller produkter. Et Forsknings­rådsfinansiert innovasjonsprosjekt er allerede i gang, og planen er at det innen et års tid skal etableres et oppstarts-selskap (NOX2N), som skal promotere implementeringen av teknologien både nasjonalt og internasjonalt.

Jonassen blir av sin tidligere hovedveileder, omtalt som en glitrende formidler, som har kommunisert sitt glade budskap gjennom diverse foredrag på faglige møter, og oppslag i pressen, og direkte møter med diverse industrier. Gjennomslaget avspeiles i ivrig deltagelse i "advisory board" for det nystartede innovasjonsprosjektet, hvor følgende aktører har en representant: Yara, Tine, Biokraft, Scanship, Bondelaget, Miljødirektoratet m.fl.

5.      Yi-kuang Chen, MINA, disputerte ved MINA 09.03.2022, 30 år, taiwansk.
Nominert av: Professor Erik Trømborg for faggruppe Fornybar energi, MINA

Professor Erik Trømborg, MINA, har nominert Yi-Kuang Chen, MINA, til Inspirasjonsprisen (innen fornybar energi) 2022. Trømborg nominerte på vegne av faggruppe «Fornybar energi», MINA. Chen har en Master of Science innen fornybar energi – energisystem-analyse, fra Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Polen, 2016. Hun startet sin ph.d.-utdanning, innen samme fagområde, ved MINA i 2018 og disputerte i mars 2022. Ph.d.-avhandlingen hadde tittelen «Nye utfordringer i energiomstillingen i Nord-Europa: potensialer og virkninger». Hun er nå ansatt ved MINA, er 30 år og fra Taiwan.

Det europeiske energisystemet er i rask endring. Spesielt i kraftsektoren er det store utslippskutt, mens andre energisektorer henger etter. Fornybar kraft kan potensiellt brukes både til oppvarming og transport, men dette innebærer at et stort behov for utbygging av mer fornybar kraft. Økende karbonpriser og reduserte kostnader for vind- og solkraft vil gi økt konkurransekraft til fornybar energi. Samtidig vil utbyggingen av fornybar energi innebære utfordringer utover det teknisk/økonomiske.

Yi-Kuang Chens avhandling består fire artikler. Den første artikkelen er en grundig gjennomgang av hovedkonklusjoner og usikkerhet knyttet til langsiktige energimarkedsanalyser. De tre øvrige artiklene fokuserer på tre sentrale temaer i energiomstillingen hvor litteraturgjennomgangen avdekket mangel på kunnskap: 1) Hvordan kan vi kutte utslipp i den nordeuropiske varmesektoren og hva er energisystemeffektene av denne dekarboniseringen? 2) Hvordan balanserer vi behovet for utslippskutt ved bruk av fornybar kraft med ønsket om å begrense arealbruken? 3) Hva er fordeler og ulemper, økonomisk og klimamessig, ved økt flere eksport- og importkabler i Nord-Europa?

Chens doktorgradsarbeid er omfattende og belyser svært sentrale utfordringer ved energiomstillingen. Relevansen i Chen’s arbeid har blitt ekstra tydelig i forbindelse med energipriskrisen som Europa nå står oppe i. I tillegg til å være svært solid og relevant, bidrar Chen’s arbeid også til litteraturen metodisk ved å benytte for eksempel «methods-to-generate-alterntives» (MGA), som i liten grad er benyttet i energissystem-modellering tidligere.

Resultatene av forskningen er ikke umiddelbart enkle å kommersialisere, da modellene og dataene som er brukt er «open source». Imidlertid vil resultatene ha målbar effekt på politikkutforming og planlegging av energisystemer, og gjennom dette være av stor betydning for investerings­beslutninger og implementering av nye systemer.

Chen har presentert resultatene for Regjeringens “Energikommisjon” og “Klimautvalget2050”, så vel som i workshops med interessenter og samarbeidende forskningsorganisasjoner. Forskningen er også formidlet gjennom populærvitenskapelige artikler i tidsskriftet «Energi og klima» og via forskning.no.

6.      Lennart Noordermeer, MINA, disputerte ved MINA 27.05.2020, 34 år, nederlandsk.
Nominert av: Forsker Ole Martin Bollandsås, MINA

Forsker Ole Martin Bollandsås, MINA, har nominert Lennart Noordermeer til Inspirasjonsprisen (innen biovitenskap) 2022. Noordermeer disputerte ved MINA i mai 2020, over ph.d.-avhandlingen «Bonitering i skogbruksplantakster ved bruk av bitemporale data fra flybåren laserskanning og digital fotogrammetri basert på flybilder». Noordermeer har en mastergrad i skogfag fra NMBU 2017, og fortsatte med doktorgradsutdanning innen samme fagområde. Noordermeer er nå ansatt som postdoktor ved MINA, er 34 år og nederlandsk.

Hovedmålet med Lennart Noordermeers doktorgradsarbeid var å utvikle praktiske metoder for bonitering ved bruk av såkalte «bi-temporale data» fra flybåren laserskanning og digital fotogrammetri basert på flybilder.

Bonitet er et uttrykk for potensialet for virkeproduksjon på et gitt areal, og er en svært viktig variabel innen skogbruksplanlegging. I skogbruksplantakster i Norge bestemmes ofte boniteten med stor usikkerhet ved manuell tolkning av flybilder, støttet med feltbefaringer og informasjon fra tidligere takster. Bruk av tredimensjonale data fra flybåren laserskanning (ALS) og digital fotogrammetri basert på flybilder (DAP) har revolusjonert skoginventering de siste tiårene, men operative metoder for bonitering har holdt seg uendret siden 1970-tallet.

Noordermeer planla og utførte fire studier for å nå målene for ph.d.-prosjektet. Den første studien presenterte to praktiske metoder for bonitering; en direkte metode, der en modell blir tilpasset for direkte prediksjon av bonitet på grunnlag av bi-temporale ALS-variabler, og en indirekte metode, hvor boniteten blir avledet indirekte fra den estimerte overhøydeutviklingen over tid. Begge metodene ga pålitelige estimater, men den direkte metoden var mer presis. Operativ bruk av metodene krever at skogsområder klassifiseres etter om det har forekommet vesentlige skogsforstyrrelser. Den andre studien testet derfor bruk av bi-temporale ALS-data for klassifisering av endringer i skogstruktur, og viste at slike endringer kan klassifiseres med høy nøyaktighet på prøveflate-nivå. Den tredje studien demonstrerte en praktisk metode for kartlegging av bonitet i repeterte ALS-baserte skogbruksplantakster. Skogsforstyrrelser ble først klassifisert, og den direkte metoden ble deretter brukt på skogsområder klassifisert som uforstyrret.  Den siste studien sammenlignet ulike metoder for ALS- og DAP-basert bonitering med dagens praksis i en nytte-kostnadsanalyse, der nåverditap som følge av ikke-optimale behandlingsbeslutninger ble lagt til takstkostnadene. Direkte metoder basert på bi-temporale kombinasjoner av ALS og DAP data var mest nøyaktige og ga de laveste totale kostnader.

Noordermeers ph.d.-avhandling viser at bi-temporale data fra flybåren laserskanning (ALS) og digital fotogrammetri basert på flybilder (DAP), er svært godt egnet for bonitering i repeterte skogbruksplantakster. Metodene som presenteres her kan brukes til å forutsi, estimere og kartlegge bonitet automatisk, med høy detaljeringsgrad og over store skogsarealer. De er praktisk anvendelige og kostnadseffektive, og kan erstatte dagens praksis for bonitering.

Noordermeers doktorgradsarbeid har bidratt til en svært betydningsfull forbedring av skoginformasjonen som brukes av skogeierne for å ta rasjonelle beslutninger om for eksempel hogsttidspunkt, valg av hogstform og påfølgende foryngelsesstrategi. Boniteten har tradisjonelt vært bestandsinformasjon det har knyttet seg stor usikkerhet til, og beslutningene som trenger bonitetsinformasjon har derfor også vært usikre. Dermed har man sjeldent kunne ta de, økonomisk sett, beste beslutningene, og heller ikke de beslutningene som på sikt er mest bærekraftige. Med feil i bonitetsinformasjonen vil man gjøre feil antagelser med tanke på forløpet til skogbestandets verditilvekst, og dermed beslutte hogst enten for tidlig eller for seint.

Noordermeers arbeid har redusert usikkerheten til bonitetsestimatet betydelig, og dermed lagt til rette for bedre beslutninger om forvaltningstiltak, for eksempel hogst, som vil redusere det økonomiske tapet betydelig. Noordermeers arbeid har også gjort det mulig å bestemme bonitet på romlige enheter som er mindre enn et tradisjonelt skogsbestand, arealenheter ned mot 250 m2. Det er flere fordeler med dette. For det første kan man effektivt planlegge differensiering av skjøtselstiltak innen bestand. Både avstandsregulering, tynning og foryngelse er eksempler i så måte. Videre vil det også være mulig å avgrense nye forvaltningsenheter (bestand) på en mer fleksibel måte enn tidligere. Med Noordermeers metode vil man i tillegg være i stand til å registrere endringer i bestandets utvikling på en betydelig mer finoppløst tidsskala enn tidligere. Det vil blant annet være svært nyttig for planlegging av skogforvaltning og i beregninger av effekter av klimaendringer.

Arbeidet bruker kjent teknologi og kjente modeller for skoglig utvikling, men på en ny og revolusjonerende måte. Ideene ble utviklet i en større gruppe, men Noordermeer har hele tiden vært sentral og drevet arbeidet framover. Som nevnt, er resultatene fra arbeidet svært viktige for skognæringen og prosedyrene er allerede tatt i bruk hos de aktørene som leverer skogbruksplan­takster til skogeierne. Originaliteten til arbeidet har også bidratt til aktivitet i «Smartforest» – et senter for forskningsdrevet innovasjon. I dette senteret har videreutvikling av Noordermeers arbeid blitt viet en egen «arbeidspakke». Til denne er det også knyttet en egen ph.d.-stilling for å styrke framtidig fagkompetanse på dette området ytterligere.

Noordermeer har gjennom hele sitt doktorgradsarbeid hatt nært kontakt med næringsaktørene, noe som har bidratt til at de nyutviklede metodene rask har blitt tatt i bruk i praksis. Det er ikke planlagt å søke om patenter knyttet til arbeidet, men resultatene og metodene fra Noordermeers arbeid er ute i næringen ansett som den største forbedringen av skogbruksplantakstene siden den arealbaserte lasertaksten ble innført tidlig på 2000-tallet.

Noordermeer har som nevnt vært i løpende aktiv dialog med næringen, og også avholdt fagseminar for operative takstfirma for å sikre at implementeringen av metodene ble gjort på riktig måte. Noordermeer har også skrevet populærvitenskapelige artikler slik at metoden blir kjent også utenfor fagmiljøet.

7.      Simona Dzurendova, REALTEK, disputerte ved REALTEK 23.04.2021, 30 år, slovensk.
Nominert av: Førsteamanuensis Volha Shapaval for Biospec Norway, REALTEK

Førsteamanuensis Volha Shapaval, REALTEK, har nominert Simona Dzurendova til Inspirasjonsprisen (innen fornybar energi) 2022. Shapaval nominerte på vegne av faggruppa «Biospec Norway». Dzurendovas doktorgradsarbeid hadde tittelen «Bærekraftige soppbioraffinerier: Optimalisering av produksjon av verdifulle metabolitter i oljeaktig Mucoromycota», og hun forsvarte avhandlingen sin ved REALTEK i april 2021. Hun har en Master of Science i Chemistry for Medical Applications, Masarykova univerzita, Tsjekkia 2017, og startet samme år sin ph.d.-utdanning ved NMBU innen Realfag og teknologi – maskin- og prosessteknologi. Dzurendova er nå ansatt som forsker ved REALTEK. Hun er 30 år og slovensk.

Fra sopp som vokser på rester fra skogindustrien kan vi produsere olje som kan brukes til mat, dyrefôr, og biodrivstoff. Men å produsere slik olje er kostbart. Ved å utvinne andre verdifulle produkter i samme prosess kan man løse dette. Doktorgradsarbeidet til Simona Dzurendova hadde som mål å modifisere prosessen for å lage mest mulig biomasse og lipider.

I dette arbeidet ble forskjellige dyr­kingsbetingelser og stammer av sopp testet – med sikte på å finne den beste soppkandidaten for samproduksjon av ulike komponenter. Noen av soppene kan også produsere karotenoidpigmenter, som er et pro­dukt som kan gi bioprosessen ytterligere verdi, ettersom det kan brukes som tilset­ningsstoffer og fargestoffer.

Et annet innovativt aspekt ved Dzurendovas arbeid var bruken av «vibrasjons­spektroskopi» i kombinasjon med mikrokulturer, som muliggjorde omfattende screening av sopp basert på små dyrkingsvolumer. På denne måten kunne man raskt se hvilke typer sopp som inneholdt de verdi­ fulle komponentene. Ved bruk av disse metodene kunne man altså overvåke gjæringsprosessene på en effektiv måte, og dermed bestemme hvilke typer sopp som var best for de ulike bruksområdene. Et av bruksområdene for soppbiomassen er dyrefôr. Den er rik på proteiner, lipider og mineraler, så den kan for eksempel brukes som del av et «næringsrikt måltid» for fisk. Alternativt kan biomassen brytes ned til flere andre produkter. Dzurendova testet grundig ulike konsentrasjoner av vekst­medium-komponentene, for å avdekke effektene av de forskjellige komponentene på soppbiomassen.

Forsøkene som inngikk i doktorgradsarbeidet ble utført i liten laboratorieskala, men i oppfølging av arbeidet ved NMBUs Forskningssenter for miljøvennlig energi, Bio4Fuels, kan forsøkene gjennomføres med større volum, ettersom man nå vet hvilke sopper og forhold som er best for å oppskalere i bioreaktor­ene.

Doktorgradsarbeidet kan plasseres innen fagområdet “fornybar energi”, siden det tar for seg prosesser for å optimalisere produksjon av oljeholdig biomasse som igjen brukes som råstoff for bioenergiproduksjon. Arbeidet tilhører også fagområdet biovitenskap, siden det har resultert i et helt nytt konsept for prosessering av soppbiomasse, som resulterer i mange ulike produkter i tillegg til lipider, i en og samme fermenteringsprosess.  Dzurendovas nybrottsarbeid med å kombinere bruken av restmate­rialer som underlag for fermentering av muggsopp og samproduksjon av høyverdige biopolymerer og lipider, gjør dessuten hele prosessen mer økonomisk levedyktig.

På grunnlag av Simona Dzu­rendovas arbeid startet i 2020 prosjek­tet «LIGNOLIPP - From lignocellulose sugars to high-value lipids and biopolymers in a single fermentation process», hvor norske og tyske eksperter fra akademia og industri samarbeider. Dzu­rendova er nå ansatt ved REALTEK som forsker på dette prosjektet. Det NFR-finansierte prosjektet “BYPROVALUE – Multifunctional high-value fungal biomass from the Norwegian agriculture supply chain by-products”, med svært mange – utenlandske og norske – forsknings- og industripartnere startet også opp i 2020 som resultat av Dzu­rendovas doktorgradsarbeid.

Dzu­rendova formidlet forskningsresultatene sine svært aktivt via deltakelse i en rekke konferanser, og gjennom artikler for eksempel i partner.sciencenorway.no og Norsk Skogbruk. Nå deler hun ivrig forskningen sin på LinkedIn and ResearchGate.

8.      Håvard Bjørgen, VET, disputerte ved VET 27.01.2022, 31 år, norsk.
Nominert av: Professor Erling Olaf Koppang for Faggruppe anatomi, VET.

Professor Erling Olaf Koppang, VET, har nominert Håvard Bjørgen til Inspirasjonsprisen (innen biovitenskap) 2022. Koppang nominerte kandidaten på vegne av faggruppe «Anatomi», for doktorgradsarbeidet «Melaniserte fokale muskelforandringer hos atlantisk laks – interaksjoner mellom infeksjon og immunitet». Bjørgen er utdannet veterinær fra NMBU 2017, og fortsatte samme år med forskerutdanning innen veterinærvitenskap. Han disputerte ved VET i januar 2022, er 31 år og er nå ansatt som universitetslektor ved Institutt for prekliniske fag og patologi, VET.

Melaninflekker er det største kvalitetsproblemet i norsk oppdrettslaks. Flekkene finnes i fileten og ble først registrert tidlig på 2000-tallet og problemet har siden økt i omfang (ifølge aktører i næringen). Det registreres så mye som 10-50 % melaninflekker på norske fileteringslinjer, hvilket resulterer i kvalitetsavvik eller i verste fall destruksjon av fileten. Det økonomiske tapet antas å være mellom 0,5-1 milliard per år for norsk oppdrettsnæring. Forandringene kan også anses som et dyrevelferdsproblem, da alvorlige forandringer kan påvirke muskelfunksjon og medføre smerte for fisken.

Studiene i ph.d.-avhandlingen til Håvard Bjørgen begynte med registrering av svarte flekker hos ulike grupper med laks, og analyse av flekkene. Man fant melaninflekker nesten utelukkende hos oppdrettslaks, og i tillegg ble det funnet liknende flekker av en mer rødlig karakter. Analyser viste at de røde flekkene er akutte stadier, som over tid utvikler seg til en kronisk betennelsestilstand og blir svartfargede. Videre arbeid avdekket at et virus, Piscine orthoreovirus-1 (PRV-1), er involvert i denne prosessen. Til slutt undersøkte Bjørgen den immunologiske og patologiske responsen i disse flekkene, dvs. immunresponsen hos fisken, for å komme nærmere svaret på hvorfor oppdrettslaks utvikler melaninflekker.

Resultatene i avhandlingen gir ny informasjon om utviklingen og årsaken til melaninflekker, hvor hovedfunnene viser at tilstandene starter som en akutt blødning som går over i en kronisk fase med melanisering under påvirkning av PRV-1 infeksjon. Undersøkelser av immunresponsen, og særlig polariseringen av makrofagene, understøtter denne utviklingen. De utløsende mekanismene til blødninger er ennå ikke fullt ut forstått, med nedregulering av cytokinet IL10 er trolig av stor betydning.

Melaninflekker er ikke bare oppdrettsnæringens største kvalitetsproblem, det er også en vitenskapelig gåte, siden vår kjennskap til pigmentproduserende betennelsesceller hos laksefisk er svært lav. Årsaken til at melanin kan syntetiseres på plasser langt unna sollyseksponering er så langt uforklarlig.

Forskningsarbeidet i denne avhandlingen har derfor bidratt med grunnleggende kunnskap om fiskens immunsystem, i kombinasjon med ny kunnskap om årsakene til at oppdrettslaks utvikler melaninflekker. Forskningen et derfor et bidrag til både grunnforskning og anvendt forskning innen biovitenskap.

Kunnskapen om melaninflekker er av særlig interesse for oppdrettsnæringen, ikke bare av økonomiske årsaker, men også dyrevelferdsmessige. Dette doktorgradsarbeidet har gjort oppdrettsnæringen oppmerksom på at flekkene akkumulerer over tid og at med PRV-1-infeksjon blir flekkene mer alvorlige. Dette har trolig også dyrevelferdsmessige konsekvenser, da store melaninflekker trolig vil medføre tap av muskelfunksjon hos laksen, og potensielt være smertefullt. Økt kunnskap om dyrevelferd hos fisk er nødvendig for en bærekraftig utvikling av oppdrettsbransjen.

Siden melaninflekker ikke lar seg indusere eksperimentelt, var Håvard Bjørgens forskningsarbeid primært basert på prøver av fisk fra oppdrettsanlegg. Ved oppstart var det ukjent at virus var involvert i flekkdannelsen. Bjørgen undersøkte imidlertid på eget initiativ om flekkene inneholdt virus, og gjorde funn. Denne påvisningen ble basert på kjente genetiske og histologiske metoder, men ble i tillegg verifisert med en ny metode kalt RNAscope. RNAscope er en nyutviklet og forbedret versjon av in situ hybridisering, en genetisk hybridiserings-basert teknikk, som tidligere har vært svært vanskelig og tidskrevende. RNAscope ble etablert på fagseksjon «Anatomi» sitt laboratorium, av Bjørgen. Metoden er i dag en grunnpilar i fagseksjonens forskning, og nyansatte stipendiater baserer i stor grad sin forskningsaktivitet på RNAscope. 

Bjørgens originale «virus-funn» fikk svært stor oppmerksomhet og det er videre verifisert i flere oppfølgingsstudier finansiert av Fiskeri- og havbruksnæringens forskningsfinansiering (FHF).

Interessen i fagmiljøet og i oppdrettsnæringen har vært meget stor. Bjørgen har holdt flere foredrag for oppdrettsnæringen og også formidlet resultatene sine via vitenskapelige kongresser, populær­viten­skapelige tidsskrifter og podcast. Videre, nå ved ordinær prosjektslutt, er resultatene så lovende at FHF har gått inn med finansiering av Bjørgen for ytterligere to år, i tillegg til driftsmidler og en 50 % ingeniørstilling.