Генетический анализ выявил различия в выборе партнера у дикого и заводского лосося кижуча

Новое исследование генетических профилей дикого и заводского лосося кижуча демонстрирует важные различия в том, как эти два типа рыб образуют брачные пары.

Эти результаты исследователей из Университета штата Орегон дают новое представление о тонких различиях между дикой и заводской рыбой, которые могут привести к изменениям в методах спаривания на заводах для повышения успешности заводской рыбы и сохранения дикой.

Гены могут дать нам понимание, недоступное для человеческого восприятия. Я могу видеть различия в размере и цвете, но гены дают информацию о вещах, которые мы не можем видеть, слышать или чувствовать.

Если мы узнаем больше о том, как рыба естественного происхождения спаривается в дикой природе, и если это отличается от того, как заводская рыба спаривается в дикой природе, мы потенциально сможем получить новую информацию для улучшения стратегий спаривания на заводах.

Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Integrative Organismal Biology.

Дикий лосось кижуч занесен в список находящихся под угрозой исчезновения в соответствии с Законом США об исчезающих видах на большей части своего ареала, включая побережье Орегона и нижнее течение реки Колумбия.

Попытки 40-летней давности увеличить численность были в значительной степени сосредоточены на производстве заводской рыбы, но дикий лосось оказался лучше в воспроизводстве, чем заводской. Исследователи также обнаружили, что заводская рыба может негативно влиять на дикую рыбу и ее способность к воспроизводству.

Было продемонстрировано на четырех видах лосося, что заводская рыба, размножающаяся в дикой природе, не так жизнеспособна, как дикая. И если она будет скрещиваться с дикой рыбой, существует риск сокращения числа потомства от диких рыб. Мы сейчас пытаемся найти способ сделать лучшую заводскую рыбу, которая не оказывает негативного влияния на дикую рыбу.

Используя генетический материал, собранный из плавниковых срезов, исследователи провели генотипирование, при котором сканируется весь геном отдельной рыбы для выявления специфических маркеров. Это позволило проанализировать генетические профили сотен диких и заводских рыб.

Они обнаружили, что как заводская, так и дикая рыба демонстрируют тенденцию к негативной ассортативности — то есть ищут партнеров, генетически отличных от себя. Это распространенное явление, так как спаривание с отличным партнером — это способ повысить устойчивость к болезням.

Однако исследователи обнаружили, что заводская и дикая рыба демонстрируют негативную ассортативность по разным генетическим маркерам. Хотя эти различия идентифицированы, о многих из этих генов, связанных с негативной ассортативностью, еще мало что известно.

Мы не знаем, каковы результаты работы этих генов. Мы знаем, что некоторые могут быть связаны с нейронным развитием, а некоторые — с поведением, но мы не знаем точно, как их специфические особенности проявляются у рыбы.

Используя информацию из этого и предыдущих исследований, ученые теперь пытаются лучше имитировать естественное спаривание кижуча в заводских условиях. Работая на заводе Sandy Hatchery, они собирают образцы тканей у рыб, вернувшихся на нерест, а затем пытаются найти генетические совпадения, аналогичные тем, что обнаружены у диких рыб.

Для каждой самки они делят икру на две партии. Половина икры оплодотворяется случайно выбранным самцом, как это обычно делается на заводах; другая половина оплодотворяется «лучшим» самцом, выбранным на основе информации о генетическом профиле, наблюдаемом при спаривании диких рыб в естественных условиях.

Мы проводим направленное скрещивание, пытаясь имитировать природу. Это непростая задача, потому что мы наблюдали в природе, что большинство генов связано с выбором партнера, который отличается, но также некоторые гены связаны с выбором похожего партнера. Нам не знакомы другие попытки разведения, которые использовали бы как дисассортативные, так и ассортативные стратегии в рамках одних и тех же решений о спаривании.

Исследователи совместно с биоинформатиком разработали новый компьютерный алгоритм под названием MultiFaceted CHOICE, чтобы предоставлять лучший выбор среди самцов и самок на нерестовом столе.

Вскоре исследователи вернутся на завод для третьего года трехлетнего эксперимента. Это также первый год, когда они ожидают встретить первых возвращающихся "джеков" (молодых самцов лосося) из первого года своего эксперимента.

Некоторые джеки начнут возвращаться в этом году, и мы ожидаем, что все возвращения с следующей осени до 2025 года будут от нашего эксперимента. Мы продолжим брать генетические образцы в течение этого периода, чтобы определить, был ли этот процесс успешным.

В зависимости от того, что мы обнаружим, это может потенциально изменить то, как мы спариваем заводскую рыбу. И это может привести к появлению заводской рыбы, которая больше похожа на дикую и оказывает меньшее влияние на дикую рыбу.