Гены каннибализма: определена генетическая основа пищевого поведения у рыб-мандаринок

Некоторые виды рыб-мандаринок (Sinipercidae) — стопроцентные ихтиофаги, питающиеся исключительно живой молодью других рыб, в том числе своего вида. Исследовательская группа под руководством Китайского университета сельского хозяйства Хуачжун (HZAU) и Института пресноводной экологии и внутреннего рыболовства им. Лейбница (IGB) описала геномы четырёх видов рыб-мандаринок и выявила гены, связанные с каннибальским пищевым поведением. Знание взаимосвязей между геномом и пищевым поведением важно для устойчивой аквакультуры.

Большинство личинок рыб питаются легкоусвояемым мелким зоопланктоном. Но не некоторые виды мандаринок. Они становятся чистыми «рыбоедами» сразу после вылупления, питаясь молодью других видов и особями своего вида. Этот каннибализм приводит к высокой смертности молоди и экономическим потерям в аквакультуре.

32 гена отличают каннибалов

Исследователи сравнили последовательности геномов разных видов рыб-мандаринок и смогли проследить эволюцию 20 000 генов за период в 65 миллионов лет. Многие гены удалось связать с видовыми особенностями. «Для 32 из этих эволюционирующих генов мы экспериментально продемонстрировали разную экспрессию у видов мандаринок, питающихся обычным кормом, и у чистых рыбоедов», — поясняет Лин Ли, один из первых авторов исследования и приглашённый учёный из HZAU в IGB.

Быстрая эволюционная адаптация хищнического поведения

Рыбы-мандаринки — агрессивные хищники. В ходе сложного геномного анализа исследователи идентифицировали так называемые гены-кандидаты, связанные с особенно высокой агрессией и влияющие на поведение. «Наш геномный анализ показывает эволюционное развитие рыб-мандаринок. Они быстро адаптировались к изменяющимся условиям окружающей среды, особенно в отношении пищевого поведения. Сегодня некоторые виды рыб-мандаринок являются более агрессивными хищниками, чем другие, из-за своей генетической предрасположенности», — говорит проф. Сю-Фан Лян из HZAU.

«Исследование взаимосвязи генетического кода и пищевого поведения — важная основа для устойчивой аквакультуры этих рыб. В будущем рыбоводы смогут использовать маркер-ориентированный отбор для выбора рыб в селекции, у которых геном указывает на менее выраженное хищническое поведение, — и таким образом снизить потери», — резюмирует д-р Хайнер Куль, ведущий биоинформатик проекта из IGB.

Высокопроизводительные геномные исследования в IGB

Референсный геном для Siniperca chuatsi — один из самых качественных на сегодня геномов рыб. Он был проанализирован с использованием технологий секвенирования третьего поколения и обладает очень высокой континуальностью последовательностей и почти полной реконструкцией 24 хромосом (genomes.igb-berlin.de). Высококачественный референсный геном позволил провести экономичное секвенирование трёх других видов из семейства Sinipercidae методами сравнительной геномики. Такой подход к созданию геномных последовательностей для целых таксономических семейств организмов может служить моделью для крупномасштабных геномных проектов.