Populasjonsgenomikk på torsk -et verktøy for identifisering av viktige genomiske regioner for oppdrettsnæringen.

Transkript

1 Programkonferansen HAVBRUK 2012, Stavanger, april 2012 Populasjonsgenomikk på torsk -et verktøy for identifisering av viktige genomiske regioner for oppdrettsnæringen. Paul R. Berga, Bastiaan Stara, Matthew Baranskib, Atle Mortensenb, Matthew P. Kentc, Sigbjørn Lienc, Kjetill S. Jakobsena og Sissel Jentofta Centre for Ecological and Evolutionary Synthesis, Department of Biology, University of Oslo, Norway. b Nofima Marin, Norway. c Centre for Integrative Genetics, Dept. of Animal and Aquacultural Sciences, Norwegian University of Life Sciences, Norway. a

2 Translating the Cod Genome for Aquaculture Genetiske mekanismer bak en organismes respons til endringer i sitt naturlige miljø Kunnskap om gener og mutasjoner som ligger bak viktige adaptive egenskaper for akvakulturnæringen: - Alder/ størrelse ved kjønnsmodning - Vekst - Salinitet - Temperatur, sykdom etc.

3 Ressurser: Torskegenomet1 Populasjonsprøver - Generell standard Økologisk genomikk - Miljømessige faktorer/ Fiskeriindusert evolusjon - også tilgang på historiske prøver Familiemateriale (Nofima) - QTL fremgangsmåte - Vekst, kjønnsmodning, kjønn Verktøy: SNPer (Chip + RadTag), ny sekvenserings teknologi 1B. Star et. al. Nature 2011,477:

4 Generell økologisk genomikk: vanskelig i arter som ikke er modell organismer Torsk -godt egnet: Relativt godt beskrevet populasjonsstruktur Tilgjengelige genomiske resurser1 Populasjonsprøver, historiske prøver 1B. Star et. al. Nature 2011,477:

5 QTL fremgangsmåte: Krever godt definert familiestruktur -ikke vanlig i de fleste naturlige populasjoner Torsk -godt egnet: Tilgang på godt familemateriale (Nofima) Tilgjengelige genomiske resurser1 Gode fenotyper 1B. Star et. al. Nature 2011,477:

6 Neste generasjons sekvensering -Evolusjonær genomikk og QTL tilnærming er nå mulig Sekvensering av torskens genom -> godt annotert genom Kan identifisere gener/ genetisk variasjon på viktige egenskaper Kan skille effekter fra nøytrale prosesser (migrasjon-drift) fra seleksjons krefter

7 SNP-Chip for torsk: Hva er en SNP? Ulike teknologier for SNP genotyping Hva er en SNP-Chip?

8 Utviklingen av en SNP-Chip for torsk: Har sekvensert 8 ulike individer av torsk fra ulike populasjoner (Risør, Østersjøen, Nordsjøen, Varangerfjord, Ullsfjord, Vikingbanken, Lillesand, Skrei) Har detektert flere millioner SNPer (Tina Graceline) Kvalitetskontroll -> SNPer har passert 120 SNPer er validert på Sequenom plattform (CIGENE) >90% er reelle SNPer

9 Utviklingen av en SNP-Chip for torsk: Har valgt ut over SNPer til chipen Jevn fordeling utover genomet (80%) Tettere SNP utvelgelse i særdeles interessante områder Har valgt ut SNPer som er assosiert med interessante gener Har prioritert å få med ikke-synonyme SNPer

10 Utviklingen av en SNP-Chip for torsk: SNPer jevnt fordelt utover genomet -> SNPer Ikke-synonyme SNPer ca SNPer SNPer fra litteraturen2 (Utliggere, relevante gener etc.) 250 SNPer SNPer fra litterature3,4 (Canadiske, T. Moen kart) ca. 400 SNPer SNPer assosiert med interessante gener ca. 700 SNPer LD SNPer -25 regioner, 20 SNPer 1-10Kb avstand 500 SNPer mtsnper 35 SNPer Ulike QTL SNPer (bla. nodavirus) 2J.Hemmer-Hansen et.al. Mol.ecol.Res. 2011,Suppl1:1-10 3I.Bradbury et.al. Proc.R.Soc. B 2010, 27: SNPer 4T.Moen et.al. Anim.Geneti. 2009, 40:

11 Utviklingen av en SNP-Chip for torsk: SNPer er med på CHIPen er godt fungerende SNPer - Korrekt Mendelsk nedarving - God separasjon Individer er genotypet populasjonsprøver: Lofoten (2 populasjoner), -Skrei, Canada, Nordsjøen, Østersjøen (2 populasjoner) samt Skagerrak (Ytterligere 17 x 48 (=816) pop. prøver skal genotypes) familiemateriale: -> genetisk kart, QTL mapping (nodavirus og kjønn)

12 Populasjonsprøver: 4 65 Pop1: Østersjøen (indre) Pop2: Østersjøen (yttre) Pop3: Canadisk Pop4: Lofoten (bank) Pop5: Lofoten (lokal) Pop6:Skrei (NEAC) Pop7: Nordsjøen Pop8: Skagerrak/ Kattegat <

13 Videre arbeide: Samler akkurat nå inn 2555 prøver på Havbruksstasjonen i Tromsø (Nofima), 3. generasjon (2010) - har prøver fra 3. generasjon (2009) - Familier med stor variasjon i vekst - Ekstremer (store/små individer) -> 800 individer genotypes - Foreldre er tilgjengelige - QTL -> områder i genomet (vekst, kjønnsmodning, kjønn)

14 Takk for oppmerksomheten