Genetická charakterizace pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) v oblasti Šumavy



Podobné dokumenty
Populační genetika a fylogeneze jedle bělokoré analyzována pomocí izoenzymových genových markerů a variability mtdna

Tomimatsu H. &OharaM. (2003): Genetic diversity and local population structure of fragmented populations of Trillium camschatcense (Trilliaceae).

Fisher M. & al. (2000): RAPD variation among and within small and large populations of the rare clonal plant Ranunculus reptans (Ranunculaceae).

Národní program uchování a využívání genetických zdrojů zvířat

Návrh managementových opatření na regulaci raka signálního (Pacifastacus leniusculus) v povodí Malše

doc. Ing. JAN KOUŘIL, Ph.D. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Výzkumný ústav rybářský a hydrobiologický ve Vodňanech

Vytvořen. ení genetické databanky vybraných druhů savců ČR ití pro udržitelný rozvoj dopravy. Tomáš. Libosvár

Výskyt pstruha obecného f. potoční (Salmo trutta m. fario) v oblasti NP a CHKO Šumava

Příklady z populační genetiky lesních dřevin

Výsledky studie genetické variability plemene český fousek a dalších plemen ohařů

Příklady z populační genetiky volně žijících živočichů

PhD. České Budějovice

Rybářství ve volných vodách

Chov ryb ve speciálních zařízeních

Jak měříme genetickou vzdálenost a co nám říká F ST

Konzervační genetika INBREEDING. Dana Šafářová Katedra buněčné biologie a genetiky Univerzita Palackého, Olomouc OPVK (CZ.1.07/2.2.00/28.

Elektroforetická laboratoř NP Šumava, její role a výsledky při výzkumu genetické diverzity smrku ztepilého na Šumavě a v ČR

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Kameyama Y. et al. (2001): Patterns and levels of gene flow in Rhododendron metternichii var. hondoense revealed by microsatellite analysis.

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Genetika vzácných druhů zuzmun

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Crossing-over. over. synaptonemální komplex

Genetická diverzita masného skotu v ČR

Genetika kvantitativních znaků

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Tribsch A., Schönswetter P. & Stuessy T. (2002): Saponaria pumila (Caryophyllaceae) and the Ice Age in the European Alps. American Journal of Botany

Selekce v populaci a její důsledky

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

CLP ANALYSIS OF MOLECULAR MARKERS DIGITAL IMAGE ANALYSIS OF ELECTROPHOEROGRAMS CZECH VERSION

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Mendelistická genetika

Důsledky selekce v populaci - cvičení

KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Hygienická kvalita ryb z volných vod ČR

Srovnání biodiverzity sadů v různých režimech hospodaření. Martin Bagar

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

PROJEKTY SMLUVNÍHO VÝZKUMU A VÝZKUMU Z JINÝCH ZDROJŮ FVHE V OBDOBÍ

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Genetický polymorfismus

PŘÍLOHA č. 1 SEZNAM ZKRATEK A MYSLIVECKÝCH A GENETICKÝCH POJMŮ

Cvičeníč. 9: Dědičnost kvantitativních znaků; Genetika populací. KBI/GENE: Mgr. Zbyněk Houdek

NÁRODNÍ PARKY ČESKÉ REPUBLIKY

Crossing-over. Synaptonemální komplex. Crossing-over a výměna genetického materiálu. Párování homologních chromosomů

MZe_ryby.qxp :06 StrÆnka 1 KVALIT V ČESKÝCH A MORAVSKÝCH TOCÍCH

Obecná charakteristika živých soustav

Základní pojmy obecné genetiky, kvalitativní a kvantitativní znaky, vztahy mezi geny

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Taxonomický systém a jeho význam v biologii

GENETIKA POPULACÍ ŘEŠENÉ PŘÍKLADY

Vliv predátorů na migraci raků v toku

Genetika kvantitativních znaků. - principy, vlastnosti a aplikace statistiky

Test na přezkoušení uchazeče pro získaní kvalifikace pro vydání prvního rybářského lístku a přijetí za člena ČRS

Možnosti zvyšování produkce násad původních populací pstruha obecného (Salmo trutta m. fario L.) v oblasti Šumavy

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 3. Analýza isoenzymů

Moderní metody intenzivní produkce ryb

pátek, 24. července 15 GLYKOLÝZA

Chromosomy a karyotyp člověka

Genotypy absolutní frekvence relativní frekvence

PRAKTIKUM Z OBECNÉ GENETIKY

Přírodopis. 8. ročník. Obecná biologie a genetika

Obyvatelstvo území Šumavy - proč zde uchovat národní park?

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Studie migrace ryb přes kartáčovérybípřechody na řece Sázavě

Populační genetika Radka Reifová

Principy rozpočtu fakulty pro rok 2011

Národní program ochrany a využití genetických zdrojů hospodářských zvířat, ryb, včel a zvěře ve farmovém chovu (Národní program zvířat)

Genetické rozdíly mezi populacemi aneb něco o migracích a genovém toku. Genetické rozdíly mezi populacemi

Česko-bavorská studijní exkurze Studenti Institutu akvatické systémové biologie Technické univerzity v Mnichově na návštěvě pohraničí

Statistické vyhodnocení průzkumu funkční gramotnosti žáků 4. ročníku ZŠ

Rozhodnutí děkana č. 12/2016 k zajištění a využití pokusných zvířat na Fakultě rybářství a ochrany vod, Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

Genetika populací. KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Etologie hospodářských zvířat. Rozdělení etologie. Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Zemědělská fakulta, Katedra speciální zootechniky

Biologie - Sexta, 2. ročník

Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích Zemědělská fakulta

Karas stříbřitý. (Carassius auratus) Libor Mikl, HYDR I.

VODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ KRAJINY. Zprůchodňování migračních bariér rybími přechody TNV

KA 2340/4-8up Chemické laboratorní metody v analýze potravin H1CL. Studijní podklady

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky

Metody plemenitby. plemenitba = záměrné a cílevědomé připařování + rozmnožování zvířat zlepšování tvarových + především užitkových vlastností

KVALITA RYB V ČESKÝCH A MORAVSKÝCH TOCÍCH

Test na přezkoušení uchazeče pro získaní kvalifikace pro vydání prvního rybářského lístku a přijetí za člena ČRS

Genetická variabilita v populacích

6) Zátěž české populace POPs

Zdeňka Veselá Tel.: Výzkumný ústav živočišné výroby, v.v.i.

Osnova přednášky volitelného předmětu Evoluční vývoj a rozmanitost lidských populací, letní semestr

Kontrola mléčné užitkovosti krav v kontrolním roce 2006/2007 Ing. Pavel Bucek, Českomoravská společnost chovatelů, a.s.

ústav rybářský a hydrobiologický ve Vodňanech

Rybí přechod na příčné překážce

Výsledky sledování behaviorálních interakcí raků, ryb a významných predátorů

Zesouladení ( sjednocení ) poznatků genetiky a evolucionistických teorií

Tok GI v buňce. Genetický polymorfizmus popis struktury populací. Organizace genetického materiálu. Definice polymorfismu

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Populační genetika II

Proč chránit ekosystémy horských smrčin?

Transkript:

AKTUALITY ŠUMAVSKÉHO VÝZKUMU s. 213 217 Srní 2. 4. dubna 2001 Genetická charakterizace pstruha obecného (Salmo trutta m. fario) v oblasti Šumavy Věra Šlechtová 1, Vlastimil Šlechta 1 & Josef Pokorný 2 1 Ústav živočišné fyziologie a genetiky AV ČR, Laboratoř genetiky ryb, CZ 277 21 Liběchov, Česká republika 2 Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, Výzkumný ústav rybářský a hydrobiologický, Zátiší 728/II, CZ 389 25 Vodňany, Česká republika Naše stručná prezentace navazuje na práce ing. Pokorného a ing. Randáka o biologii pstruha potočního v oblasti Šumavy a je rozšířením výsledků několikaletého průzkumu tohoto druhu z hlediska genetického. Pstruh obecný je jedinou evropskou lososovitou rybou, u které dosti dobře známe taxonomickou organizaci poddruhů a skupin populací (výsledky posledního desetiletí shrnuje LAI- KRE & al. 2000). Dobře dokumentovaná je i historie jeho migrací v dobách meziledových i po poslední době ledové. Tento druh jako jeden z hospodářsky nejvýznamnějších byl středem zájmu již od konce minulého století a jeho umělé rozmnožování bylo především v posledních desetiletích úzce spjato s velmi intenzívním vysazováním do volných vod a rovněž převozy jiker a ryb po celé zemi bez ohledu na povodí nebo i úmoří bylo (a stále je) běžným jevem. To všechno vedlo k promíchání a zkřížení různých místních forem či populací a k téměř úplnému odstranění rozdílů mezi nimi. V rámci spolupráce s některými evropskými zeměmi jsme měli možnost studovat genetickou strukturu různých populací pstruha obecného u nás. Vzhledem k historii chovu pstruha obecného v našich zemích jsme od počátku předpokládali, že zde dlouhou dobu docházelo k mísení populací a stírání genetických rozdílů mezi nimi. Proto jsme se snažili analyzovat materiál především z těch lokalit, kde jsme mohli předpokládat minimální zásahy člověka a k takovým by mohly patřit i toky v šumavské oblasti. Metodika Jako prostředek k popisu genetické struktury jednotlivých populací byla vybrána variabilita proteinů. Variabilní proteiny / enzymy byly studovány pomocí elektroforetického dělení na škrobovém gelu, po rozdělení byly detekovány pomocí specifických druhů barvení. Elektroforetické analýzy byly prováděny buď v krvi, nebo v tkáňových extraktech svalu, sítnice a jater. Celkem jsme takto studovali 16 proteinových / enzymových systémů (Tab. 2.), což representovalo produkty, jejichž syntéza v organismu je řízena z 38 strukturních lokusů (míst na chromosomech). Výskyt různých variant alel v jednotlivých lokusech byl vyhodnocen a zpracován pomocí genetických statistických programů (BIOSYS, PHYLIP apod.), které poskytly základní genetické populační charakteristiky. Na základě získaných hodnot genetické podobnosti byl vytvořen fenogram strom znázorňující genetickou příbuznost zkoumaných populací. 213

Tímto způsobem jsme studovali celkem 897 jedinců z 33 lokalit (z čehož 25 lokalit bylo z území ČR, 8 vzorků bylo srovnávacích z Polska, Itálie a importy chované na farmách). Z výše uvedeného bylo 5 lokalit (celkem 153 jedinců), které zařazujeme do šumavské oblasti (Tab. 1.). Výsledky a diskuse U pěti studovaných populací pstruha potočního byla nalezena genetická variabilita celkem u produktů 15 proteinových lokusů z analyzovaných 38 (Tab. 3.). Hodnoty u jednotlivých populací se pohybovaly mezi 22 a 33 %. Průměrný počet alel na lokus byl v rozmezí 1,3 až 1,5 a průměrný poměr heterozygotů byl mezi 0,069 a 0,112. Srovnáme-li zjištěné hodnoty s údaji nalezenými pro další populace studované na území ČR (Tab. 4.), vidíme, že vzorky popisované v této práci patří podle těchto hodnot k populacím, jejichž genetická variabilita je nad průměrem. Genetická příbuznost studovaných populací vyjádřená koeficienty genetic- Tabulka 1. Populace pstruha potočního (Salmo trutta m. faro) zahrnuté ve studii Číslo Lokalita Počet jedinců 1 Žichovice 25 2 Borová Lada 23 3 Žďárské jezírko 22 4 Blanice dolní tok 43 5 Blanice horní tok 40 Celkem 153 Tabulka 2. Přehled analyzovaných proteinů Protein / enzym Zkratka Počet lokusů 6-fosfogluconát dehydrogenasa 6PGDH 1 alkohol dehydrogenasa ADH 1 aspartát aminotransferasa AAT 4 kreatin kinasa CK 3 fruktosa bisfosfatasa FBP 2 fumarát hydratasa FH 1 glukosafosfát isomerasa GPI 3 glycerol 3 fosfát dehydrogenasa G3PDH 2 isocitrát dehydrogenasa IDHP 4 laktát dehydrogenasa LDH 5 malát dehydrogenasa MDH 4 malát dehydrogenasa (NADP) MDHP 3 manosafosfát isomerasa MPI 1 fosfoglukomutasa PGM 1 superoxid dismutasa SOD 2 transferin TF 1 Celkem 16 38 214

Tabulka 3. Frekvence alel v polymorfních lokusech studovaných populací Populace Populace Lokus 1 2 3 4 5 Lokus 1 2 3 4 5 AAT 1 A.900.913 1.965 1 MDH 2 A.960.761.795.849.875 B.100.065.035 B.040.239.205.151.125 C.022 MDH 3 A.820.696.795.849 1 AAT 4 A.417.457.523.442.525 B.180.304.205.151 B.583.370.477.558.475 MPI A.159.739.850.563.650 C.174 B.841.261.150.438.350 CK 1 A.420.652.455.500.408 GPDH2 A.840.913.591.744.613 B.580.348.545.500.592 B.160.087.409.256.387 FBP 1 A.595.848.932.829.762 GPI 3 A.860.978.841.737.850 B.405.152.068.171.237 B.140.022.159.263.150 FH 1 A.500.609.423.563.725 PGM 1 A 1.913 1 1 1 B.120.174.192.200.237 B.087 C.380.217.385.237.038 ME 1 A 1.761 1 1 1 IDH 3 A 1.978 1 1 1 B.239 C.022 TF A 1 1 1.987 1 LDH 5 A 1.674 1.947.988 C.013 B.326.053.013 Tabulka 4. Genetická variabilita studovaných populací Populace velikost počet alel % lokusů heterozygotnost vzorku / lokus / lokus polymorfních Ho HW He ** Ho/He 1 Borová Lada 22,4 1,5 33,3 0,112 0,126 0,889 2 Žďárské jezírko 21,1 1,3 25,0 0,111 0,097 1,144 3 Žichovice 24,1 1,3 25,0 0,069 0,096 0,719 4 Blanice Dolní 41,6 1,4 27,8 0,098 0,108 0,907 5 Blanice Horní 38,9 1,3 22,2 0,095 0,090 1,056 srovnání s údaji získanými u dalších populací z území ČR Průměrné hodnoty 1,315 23,65 0,091 0,091 a jejich rozsah 1,1 1,5 5,6 33,3 0,025 0,129 ké vzdálenosti či podobnosti (Tab. 5.) je dosti vysoká (podobnost se pohybuje v rozmezí 0,976 0,996). Tyto hodnoty pro ostatní populace studované na území ČR se pohybují mezi 0,919 a 0,998. Fenogram, znázorňující graficky genetické vztahy mezi studovanými populacemi (Obr. 1.) ukazuje rovněž blízkou genetickou příbuznost populací z šumavské oblasti (populace Morske oko z polských Tater je použita jako outgroup ). Zkoumané populace z oblasti Šumavy vykazují ve srovnání s ostatními oblastmi našeho území, ve kterých jsme podobný průzkum prováděli, daleko vyšší genetickou variabilitu. Zajímavým jevem je, že bez ohledu na intenzívní převozy materiálu a vysazování jsme stále 215

Tabulka 5. Matice genetických vzdáleností (nad úhlopříčkou) a podobností (pod úhlopříčkou) podle Nei (1972) Populace 1 2 3 4 5 1 Žichovice ***** 0,024 0,022 0,009 0,015 2 Borová Lada 0,976 ***** 0,013 0,011 0,016 3 Žďárské jezírko 0,978 0,987 ***** 0,005 0,007 4 Blanice dolní tok 0,991 0,989 0,995 ***** 0,004 5 Blanice horní tok 0,986 0,984 0,993 0,996 ***** Obr. 1. Fenogram strom genetické příbuznosti studovaných populací (populace Morske oko jako outgroup) ještě schopni do určité míry navzájem odlišit některé populace nebo alespoň jejich skupiny. To by znamenalo, že vnesení cizích variant bílkovin není tak intenzívní, jak jsme původně předpokládali. (K podobným výsledkům došli u některých populací pstruha např. i vědci ve Francii, ale je známo mnohem více případů, kdy převozy a vysazování ryb z nepůvodních, geograficky vzdálených populací místní populaci ovlivnily ve velkém rozsahu buď ji ovlivnily ve směru snížení životaschopnosti, nebo způsobily její vymizení.) Jako jeden z důsledků vyplývajících ze zjištěných údajů lze uvést např. ten, že udržování místních populací pstruha vysazováním potomstva získaného od generačních ryb z místních zdrojů je ekonomicky (a samozřejmě i ekologicky) mnohem účinnější než neustálé vysazování ryb z jiných, geneticky odlišných a zeměpisně vzdálených zdrojů. Tento způsob samozřejmě předpokládá důkladnou znalost struktury jednotlivých místních populací. Jiným důsledkem mísení odlišných populací téhož druhu může být vyšší výskyt jedinců se sníženou schopností přežití, případně může dojít ke zhoršení jiných vlastností ryb v důsledku tzv. outbreedingu (křížení jedinců z geneticky vzdálených populací po jejich smísení), což může vést např. ke snížení úlovků (viz pacifičtí lososi rodu Oncorhynchus). 216

Závěr Na závěr je nutno zdůraznit, že genetický průzkum populací pstruha obecného dokazuje postupnou a neustálou ztrátu variability (genetické a biologické diverzity) tohoto druhu ve střední Evropě. Podobná situace platí nejen pro tento druh, ale i pro ostatní lososovité a kaprovité (pokud je nám známo) druhy ryb. Tento vývoj pak může vést i k problémům v chovu, jak se začalo ukazovat u mnoha divoce žijících druhů. Vhodný způsob ochranářské a chovatelské práce by měl vést k využívání místních zdrojů. Jednak je to ekonomicky výhodnější (jak bylo uvedeno), jednak nekontrolované mísení a křížení různých populací může v dlouhodobém výsledku vést ke snížení životaschopnosti populace v daných podmínkách. Literatura LAIKR L., ANTUNES A., APOSTOLIDIS A., BERREBI P., DUGUID A., FERGUSON A., GARCÍA-MARÍN J. L., GUYOMARD R., HANSEN M. M., HINDAR K., KOLJONEN M.-L., LARGIADER C., MARTÍNEZ P., NIELSEN E. E., PALM S., RUZZANTE D., RYMAN N. & TRIANTAPHYLLIDIS C., 2000: Conservation genetic management of brown trout (Salmo trutta) in Europe. Report by the Concerted action on identification, management and exploitation of genetic resources in the brown trout (Salmo trutta) ( TROUTCONCERT ; EU FAIR CT97 3882). Danmarks Fiskeriundersřgelser, Silkeborg, 91 pp. 217