Новый биоинформатический инструмент выявляет гибридных рыб, угрожающих выживанию природных популяций тиляпии
Новый инструмент на основе геномных маркеров точно идентифицирует виды тиляпии и их гибриды. Это ресурс для развития аквакультуры и сохранения биоразнообразия в Танзании.
Инструмент предлагает более дешёвую альтернативу полногеномному анализу — текущему методу мониторинга биоразнообразия.
Разработка учёных из Института Эрлхэма, Института исследований рыболовства Танзании и ряда британских университетов позволяет определять виды тиляпии и выявлять гибридизацию между инвазивными и аборигенными видами.
Проблема аквакультуры и биоразнообразия
- Производство тропической внутренней аквакультуры быстро росло, достигнув 47 млн тонн в 2018 году. Тиляпия (цихлиды рода Oreochromis) составила 5.5 млн тонн.
- Расширение аквакультуры критически важно для Африки из-за давления изменения климата и роста населения на продовольственные системы.
- Восточная Африка, включая Танзанию, — центр природного разнообразия тиляпии. Здесь обитает не менее 8 полностью эндемичных видов Oreochromis и ещё 12 видов, эндемичных для бассейнов, общих с соседними странами. Многие адаптированы к уникальным условиям (температура, солёность, pH) и представляют интерес для аквакультуры.
Трудности идентификации и угроза гибридизации
- Основная сложность — различение видов, которое сейчас основано на морфологических признаках. Это особенно проблематично для самок и молоди и может привести к случайному загрязнению запасов.
- Неродные фермерские популяции (нильская тиляпия, O. niloticus) широко распространены в Африке и склонны к гибридизации с аборигенными видами.
- Гибридная тиляпия хуже выживает и медленнее растёт, что угрожает выживанию природных популяций и может привести к провалу ферм, если они по ошибке заселяют гибридами вместо чистых видов.
Решение: набор из 96 SNP-маркеров
В ответ на потребность в точном, экономичном и быстром методе был разработан оптимизированный набор из 96 биомаркеров — однонуклеотидных полиморфизмов (SNP).
- Доктор Адам Цезарэк: «Мы показали, что гибриды можно идентифицировать с помощью полногеномных данных. Ключевое в том, что мы также продемонстрировали, что сильно сокращённый набор из 96 SNP работает так же хорошо — с большей эффективностью, точностью и гораздо меньшей стоимостью».
- Этот дизайн оказался точнее, чем идентификация межвидовых гибридов с помощью микросателлитов или морфологии.
Значение для сохранения и аквакультуры
- Профессор Джордж Тёрнер: «Исследования показывают несколько мест, где интродуцированные виды аквакультуры укоренились в дикой природе, угрожая аборигенным видам в Танзании. Сохранение местных видов выиграет от идентификации чистопородных популяций для защиты».
- Такая охрана диких родственников культивируемых видов также защитит уникальные генетические ресурсы для улучшения хозяйственных признаков у культивируемых штаммов.
- Доктор Цезарэк: «Новые SNP-маркеры — важный ресурс для оценки чистоты маточного стада в рыбных хозяйствах. Мы надеемся, что этот более доступный инструмент будет использоваться для точной оценки потенциальных фермерских запасов и обследования природных водоёмов на наличие гибридизации».
Исследование опубликовано в журнале Aquaculture.