Genetikk hos elvemusling - Prinsipper, Kunnskapsstatus, Kultivering og Veien videre. Elvemuslingseminar Stjørdal

Transkript

1 Genetikk hos elvemusling - Prinsipper, Kunnskapsstatus, Kultivering og Veien videre Elvemuslingseminar Stjørdal Sten Karlsson

2 Innhold Prinsipper ved bevaring av genetisk variasjon Kunnskapsstatus Genetiske markører Prøvetaking Populasjonsstruktur Genetisk variasjon Kultivering Veien videre

3 Prinsipper ved bevaring av genetisk variasjon Bevaring av genetisk variasjon mellom bestander: 1. Flere isolerte populasjoner bevarer den totale eksisterende genetiske variasjonen hos arten. 2. Reproduktiv isolasjon muliggjør evolusjon av genetiske sammensetninger tilpassete det lokale miljøet. En nedbrytning av disse fra innkrysning av individer fra andre populasjoner (utavl depresjon) kan føre til mindre levedyktige individer.

4 Prinsipper ved bevaring av genetisk variasjon Bevaring av genetisk variasjon innen bestander: 1. Sikre at det finnes en genetisk variasjon på hvilken naturlig seleksjon kan virke og derved gjør det mulig for populasjonen at respondere og anpasse seg til skiftende miljøer. 2. Unnvike innavlsdepresjon Stikkord: Tilfeldig genetisk drift, effektive populasjonsstørrelsen (Ne), genflyt.

5 Bevaring av genetisk variasjon - Elvemusling Stor grad reproduktivt isolerte, spesielt bestander av ørretmusling ovenfor anadrom strekning, med ubetydelige muligheter for utveksling av genetisk materiale. Stor grad av lokale genetiske tilpasninger og relativt lav genetisk variasjon innen bestander. Strukturnivåer: Laksemusling Populasjoner Fiskeforvaltning Re-etablering Ørretemusling Populasjoner Sub-Populasjoner Sub-Populasjoner

6 Kunnskapsstatus Genetiske markører: Mikrosatellitt CAAGCCACAAAAGTCATACTGCTAGCCATTTTTCCTCAGTGCTCACTC 13 mikrosatellitt markører, mange med ACACACACACACACACACACACACACACACACAACGCACATATAGATG signifikante avvik fra H-W likevekt (nullalleler) (Geist m fl. 2003). TTTAAATGTTTAAATTTTATATCTACTAGTTGCA (CA)n 6 mikrosatellitt SNP markører, en med signifikant avvik fra H-W likevekt (Silje Garlie, masteroppgave, Høgskolen i Hedmark). Utvikling av 96 SNPer ved RAD Tag sekvensering, Fluidigm SNP-plattform, NINA

7 Kunnskapsstatus Prøvetaking non-lethal DNA sampling

8 nnskapsstatus røvetaking non-lethal DNA sampling Hemolymfevæske (etanol) Skraping av fot (etanol) Biopsi av mantel (etanol) Bomullspinne Tørt Lysisbuffer (lagret i kjøleskap i 1 uke) Lysisbuffer (lagret i romtemperatur i 2 uker) ålinger Vekst og overlevelse DNA utbytte

9 he basis of these results, we recommend use of the nvasive viscera-swabbing method.

10 nnskapsstatus ample størrelse 0,030 0,025 0,020 0,015 0,010 Forventet sampling varians som en funksjon av sample størrelse ved ulike allelfrekvens nivåer. p=0.5 p=0.2 p=0.1 p=0.05 0,005 0, Antall individer

11 nnskapsstatus ample størrelse Sannsynligheten for å detektere alle alleler ved ulike sample størrelser ved ulik polymorfismer: K angir antall alleler og i parentes angis allelfrekvensfordelingen av disse. Kilde: Fig. 2 i B Rao Human Heredity, 52: kprøvestørrelse: Minimum 30 helst 50 eller fler

12 nnskapsstatus opulasjonsstruktur og genetisk variasjon atistics Salmon Trout P-value lelic Richness pected Heterozygosity T (between populations within lmon and Trout groups)

13 ltivering viktige momenter pphav til foreldre ntall foreldre nnavl ntall avkom som tilbakeføres poring av avkom Ryman-Laikre Effekt Få individer bidrar Uforholdsmessig mye til neste generasjon

14 2010. Status for norske laksebestander i Rapport fra Vitenskapelig råd for Få foreldre + stor andel i bestanden Liten total Ne Ryman-Laikre Effekt talt antall muslinger kan økes mangfoldig men den effektive populasjonsstorleken minkes t tap av genetisk variasjon

15 ksimere effektiv stammusling beholdning Ne as a funtion of dam-sire proportion Eks: Totalt antall stammusling = 50 imal Ne: like mange hunner og hanner og likt bidrag fra hver stammusling Ne as a function of variance in family size

16 riasjon i Ne over generasjoner rmonisk gjennomsnitt en Ne Ne=35 (aritmetisk gjennomsnitt = 89) Ne i noen generasjoner får mye å si for den totale Ne over tid

17 ien Videre ler genetiske markører iagnostiske markører for lakse- og ørretusling etaljert karlegging og overvåkning av rdeling av genetisk variasjon kt kontroll på kultivering for å ivareta enetisk variasjon og integritet stamusling, sporing av avkom, optimalisering/råd unksjonell genomikk

18 Cooperation and expertise for a sustainable future Photo: P. Jordhøy, J. Thomassen, E. B. Thorstad, A. Staverløkk, T. Aarvak, B. Løken/Samfoto

19 lekylærgenetikk økt kontroll ad er forvaltningsenheten (populasjon)? vervåkning tap av genetisk integritet og ariasjon poring av individuelt opphav ultivering stamforeldrekontroll, sporing av vkom, optimalisering/råd

20 ligheter Hva kan vi lære av seforvaltningen? etaljert karlegging av fordeling av genetisk ariasjon Populasjonsstruktur Slektskap Foreldre assignment Oppdrett/vill analyser unksjonell genomikk, Helgenom sekvensering ~ SNPer Måling av funksjonelt viktige egenskaper

21 fektiv populasjonsstørrelse antall reproduserende individer i en idealisert populasjon gir den samme, på grunn av genetisk drift, variasjon i lfrekvens eller inavlskoeffisinet som den populasjon man erer. alisert populasjon = Tilfeldig parring, ingen seleksjon og n immigrasjon e fleste tilfeller er Ne mindre (og i blant mye ndre) enn N.