Ponieważ jakość i dostępność wody spadają z powodu wyższych temperatur na świecie, spostrzeżenia z nowych badań Instytutu Earlham mogą zostać wykorzystane do hodowli bardziej odpornych ryb i zabezpieczenia kluczowego źródła pożywienia dla milionów ludzi.

tilapia nilowa (Oreochromis niloticus) jest powszechnie hodowany w akwakulturze słodkowodnej, dostarczając niezbędnych składników odżywczych i białka. Ich wykorzystanie w akwakulturze dramatycznie wzrosło, głównie ze względu na ich zdolność dostosowywania się do różnych warunków wodnych i systemów produkcji. Jednak gwałtownie rosnące globalne temperatury wyczerpały zasoby słodkiej wody. Hodowle ryb – i ludzie, którzy polegają na nich w zakresie pożywienia – pilnie potrzebują szczepów, które mogą nadal rozwijać się pomimo wyższego zasolenia i podwyższonej temperatury wody.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z Earlham Institute, University of Stirling i University of East Anglia zbadali genom tilapii, aby zlokalizować korzystne zmiany w genomie odpowiedzialne za zwiększoną tolerancję na zmieniające się warunki wodne.

Zbadali tkankę pobraną ze skrzeli – ważnego narządu osmoregulacyjnego u ryb – i wygenerowali dane dotyczące sekwencji DNA i RNA w celu zbadania aktywności, regulacji i funkcji różnych genów. Następnie naukowcy zidentyfikowali różnice genetyczne w regionach regulujących geny tilapii nilowej i 27 innych gatunków tilapii. Założyli, że różnice między tilapią nilową, gatunkiem słodkowodnym, a gatunkiem przystosowanym do wód słonych prawdopodobnie powstały w celu kontrolowania genów związanych z przystosowaniem się do różnych środowisk wodnych.

Zespół zoptymalizował metodę sekwencjonowania genomu, która ujawnia aktywność potencjalnych miejsc wiązania czynnika transkrypcyjnego i przełączników genetycznych do włączania i wyłączania ekspresji. Ich podejście pozwoliło zidentyfikować regiony genomu, które ich zdaniem są odpowiedzialne za kontrolowanie aktywności pewnych genów osmoregulacyjnych, które z kolei wpływają na funkcję skrzeli i reakcję ryb na zmieniające się warunki wodne.

Naukowcy zidentyfikowali kilka genów związanych z cechami, które pomagają tilapii tolerować bardziej słoną wodę i aklimatyzować się do wody słodkiej. Obejmowały one geny zaangażowane w metabolizm i ogólne procesy porządkowe odpowiedzialne za reagowanie na zmiany środowiskowe w celu utrzymania równowagi.

Dr Tarang Mehta, autor badań i naukowiec z tytułem doktora w Earlham Institute, powiedział w komunikacie prasowym: „Hodowcy desperacko potrzebują zasobów genomowych, aby informować o swoich programach hodowlanych, aby można było szybko i dokładnie wybrać cechy zapewniające większą odporność. Charakteryzując geny odpowiedzialne za te pożądane cechy, możemy teraz dzielić się tymi nowymi zasobami z hodowlami ryb słodkowodnych, aby pomóc w kierowaniu selektywnymi programami hodowlanymi”.

Dr Wilfried Haerty, autor badań i lider grupy w Earlham Institute, dodał: „Zidentyfikowaliśmy regiony genomu tilapii nilowej, do których możemy dążyć, aby pomóc w rozmnażaniu ryb o wyższej tolerancji na sól – coś, co niestety staje się coraz ważniejsze, ponieważ nasze zasoby słodkiej wody są wyczerpywane. zdegradowany. Kolejnym krokiem jest zastosowanie podobnych metod genomicznych w celu znalezienia genów i ich regulatorów powiązanych z innymi cechami będącymi przedmiotem zainteresowania akwakultury, takimi jak wzrost i odporność na choroby”.

Artykuł badawczy został opublikowany w Genomics i można go przeczytać w ScienceDirect.