Ph.d.-studerende Thomas Frank-Gopolos har fremavlet ørredfamilier med gener fra opdrættede og vilde fisk i forskellige blandinger og har efterfølgende sammenlignet fiskenes egenskaber. Den 14. december forsvarer han sin afhandling baseret på resultaterne
Der er stigende opmærksomhed på, at det er vigtigt at bevare den genetiske integritet hos vilde fiskebestande. En særlig bekymring gælder risikoen for, at opdrættede fisk, som udsættes eller slipper ud af akvakulturanlæg, blander sig med vilde bestande og påvirker deres genpulje og deres overlevelse.
Ph.d.-studerende Thomas Frank-Gopolos, DTU Aqua, har i sit ph.d.-projekt undersøgt genetiske interaktioner mellem opdrættede og vilde artsfæller af ørreder. Forskningen har haft særlig fokus på, om der kan være negative konsekvenser for de vilde bestandes evne til at klare ændringer i miljøet, f.eks. evnen til at leve under varmere temperaturer som følge af klimaforandringer.
I projektet har Thomas Frank-Gopolos fremavlet ørredfamilier til eksperimentel brug. De forskellige familier havde varierende blandinger af gener fra opdrættede og vilde ørreder. Efter noget tid blev ørrederne sammenlignet på forskellige biologiske parametre.
Resultaterne viser, at ørredfamilier med en større andel af gener fra opdrættede fisk vokser hurtigere. Det er samtidig et bevis på, at udveksling af gener fra opdrættede fisk kan påvirke de vilde fiskebestande. Effekten var stærkere ved højere vandtemperatur. Det indikerer, at den genetiske effekt af interaktioner mellem opdrættede og vilde bestande kan forventes at ændres i et fremtidigt varmere klima.
Om forsvaret
Thomas Frank-Gopolos forsvarer sin ph.d.-afhandling “Adaptive differences between wild and farmed trout: linking traits with genomic variation” torsdag den 14. december 2017 kl. 13.00. Forsvaret finder sted på DTU Aqua, Vejlsøvej 39, 8600 Silkeborg.
Vejledere
- Hovedvejleder: Seniorforsker Dorte Bekkevold, DTU Aqua
- Medvejleder: Professor Einar Eg Nielsen, DTU Aqua
Censorer
- Seniorforsker Jakob Hemmer Hansen, DTU Aqua
- Dr. Sarah J. Helyar, Queen’s University Belfast, Ireland
- Miljøekspert Lasse Fast Jensen, Vattenfall AB, Sweden
Ordstyrer
- Vicedirektør Anders Koed, DTU Aqua
Det overordnede mål med ph.d.-afhandling var at bidrage til den eksisterende viden om genetiske interaktioner mellem domestiserede og vilde artsfæller hos opdrættede fiskearter, med fokus på potentielle negative konsekvenser for vilde bestandes fitness under varierende miljøforhold. Dette blev undersøgt ved at krydse moderfisk bestående af vilde og opdrættede ørred (Salmo trutta, L.) samt vildtfangne multi-generations hybrider og dernæst teste fitness-relaterede fænotypiske træk hos de resulterende familier gennem ’common-garden’-forsøg ved standardiserede dambrugsforhold.
Eksperimenterne gjorde os i stand til at studere variationen af træk ved forskellige stadier af genetisk introgression samt at anvende en genetisk kortlægningsmetode (QTL-mapping) til at associere divergerende træk med deres kodende regioner i ørredgenomet. Resultaterne belyser relevante emner for fremtidig forskning indenfor akvakulturområdet og har relevans for forvaltningen af naturlige fiskebestande.
Manuskript A omhandler temperaturafhængigheden for introgressionseffekter på vækst og overlevelse ved tre temperaturer (7 °C, 12 °C og 16 °C). Vores resultater viste en additiv genetisk effekt af introgressionsniveau på væksten ved 12 °C og 16 °C med betydelig vækstforøgelse selv i familier med laveste undersøgte introgressionsniveau. Omvendt var konditionsfaktor og overlevelse ikke signifikant forbundet med introgressionsniveau. Disse resultater tyder på, at ændrede vækstmønstre samt eventuelle følgevirkninger af disse sandsynligvis har større betydning for konsekvenserne af introgression i vilde ørredbestande end ændringer relateret til konditionsfaktor og overlevelse, omend dette bør bekræftes under naturlige forhold. Resultaterne antyder desuden, at påvirkningen kan forventes at stige under varmere forhold. Forhøjede vandtemperaturer som følge af klimaændringer kan derfor få en afgørende rolle for de ultimative konsekvenser af udsætninger og udslip af domestiserede fisk i vilde bestande.
Manuskript B omhandler den underliggende genetiske baggrund for fitness-relaterede træk, som er vigtig for forståelsen af de genetiske ændringer i vilde bestande, der forårsages af introgression fra domestiserede individer af samme art. Ved benyttelse af en kortlægningsmetode baseret på analyse af varianskomponenter og molekylære SNP-markører identificerede vi QTL (Quantitative Trait Loci) for følgende fitness-relaterede træk i de studerede ørredfamilier: kropslængde, kropsvægt, konditionsfaktor, vækstrate og modningstid, målt ved aldrene 1, 1,5 og 2,5 år. 27 signifikante QTL blev identificeret på tværs af 12 koblingsgrupper med bidrag fra både vilde, hybridiserede og opdrættede moderfisk, hvilket indikerer, at de fundne QTL er polymorfe i både den vilde og domestiserede stamme. Inden for enkelte træk var QTL ikke konsistente på tværs af livsstadier, men viste ontogenetiske skift i geners funktion. Undersøgelsen identificerede således genetisk variation bag adskillige fitness-træk i introgressionspåvirkede ørredpopulationer og bekræfter dermed den udbredte opfattelse, at introgression kan medføre ændringer i sammensætningen af funktionelle træk.
Manuskript C omhandler introgressionseffekter på trækkene modningsalder og modnings-fænologi samt disses tilknytning til vækstmønstre i henholdsvis juvenil-, post-smolt- og voksenfasen. Til trods for dokumenterede vækstforskelle mellem de anvendte domestiserede og vilde ørredfamilier viste vores resultater ingen tegn på additive genetiske effekter af introgressionsniveau på modningsalder og -fænologi, hvilket indikerer en lav selektion for ændrede modningsegenskaber under opdrættet af den anvendte dambrugsstamme. Vi forventer derfor ikke, at udsætningerne med den pågældende stamme i en lang række danske vandløb gennem 1980'erne og 1990'erne har forårsaget væsentligt ændrede modningsegenskaber hos vilde ørreder. Endelig støtter vores resultater ikke opfattelsen af, at ikke-overlappende gydning hos henholdsvis udsatte og vilde individer kan forklare den lave introgression i visse bestande, trods betydelige udsætninger af dambrugsfisk.