Projekti / Programi
Identifikacija in karakterizacija genov vpletenih v proces formiranja barvnega vzorca pri postrveh
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.06.00 |
Biotehnika |
Biotehnologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B220 |
Biomedicinske vede |
Genetika, citogenetika |
Salmo, potočna potrv, soška postrv, pigmentacija, primerjalna genomika
Raziskovalci (7)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
05098 |
dr. Peter Dovč |
Biotehnologija |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
0 |
| 2. |
24769 |
dr. Gregor Gorjanc |
Živalska produkcija in predelava |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2009 |
0 |
| 3. |
22445 |
dr. Andrej Razpet |
Biotehnologija |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
0 |
| 4. |
28506 |
dr. Urška Sivka |
Biokemija in molekularna biologija |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2009 |
0 |
| 5. |
11906 |
dr. Aleš Snoj |
Živalska produkcija in predelava |
Raziskovalec |
2007 - 2009 |
0 |
| 6. |
15658 |
dr. Simona Sušnik Bajec |
Biokemija in molekularna biologija |
Vodja |
2007 - 2009 |
0 |
| 7. |
17513 |
Vida Štuhec |
|
Tehnični sodelavec |
2007 - 2009 |
0 |
Organizacije (1)
Povzetek
Analiza genomov in natančen opis kodirajočih zaporedij vretenčarjev postaja eden izmed najpomembnejših ciljev v moderni genomiki. Dobro preučeni organizmi, ki predstavljajo genetske modele, so v zadnjem desetletju še dodatno pospešili raziskave na področju funkcijske genomike, in skupaj s pristopom komparativne genomike omogočili podobne raziskave tudi pri nemodelnih vrstah.
Kljub velikemu številu raziskav, pa geni, ki pogojujejo razlike na nivoju fenotipa odraslih organizmov, večinoma ostajajo nepoznani, kar še posebno velja za vretenčarje. Pigmentni vzorci pri odraslih primerkih nekaterih vrst rib predstavljajo modelne primere za tovrstne genetske in razvojne analize, kajti ti vzorci se lahko bistveno razlikujejo tudi med zelo sorodnimi vrstami rib. Cebrica (Danio rerio) predstavlja modelni organizem za genetske študije podrazreda rib teleostei in je hkrati eden najpogosteje proučevanih organizmov tudi z vidika genetskih mehanizmov, ki so udeleženi pri nastajanju raznolikosti barvnih vzorcev. Rezultati teh študij s pomočjo pristopa komaprativne genomike omogočajo izolacijo in identifikacijo »pigmentnih« genov tudi pri nemodelnih vrstah, med katere vključujemo tudi postrv. Cilj predlaganega projekta je torej poiskati in opisati regije v genomu postrvi, ki so povezane z izražanjem različnih barvnih vzorcev značilnih za različne predstavnike te vrste, s posebnim poudarkom na soški postrvi.
Kot modelni organizem smo izbrali soško postrv (S. trutta marmoratus), eno izmed fenotipsko najbolj izrazitih evolucijskih linij znotraj kompleksa S. trutta, in sicer zaradi (i) razločnih morfoloških znakov (marmoriran barvni vzorec, velika kapaciteta rasti) in (ii) zaradi razpoložljivosti poskusnega materiala, ki ga predstavljajo F1 in F2 generacije potomcev nadzorovanega križanja posameznih primerkov soške in potočne postrvi.
Predlagana raziskava je ena prvih, ki je usmerjena k ugotavljanju genetskih principov udeleženih pri formiranju raznolikosti barvnega vzorca pri predstavnikih rodu Salmo in ki bo poskušala opisati genetsko ozadje izražanja marmoriranega vzorca soške postr
Pomen za razvoj znanosti
Funkcijska genomika zadnje desetletje igra pomembno vlogo pri raziskovanju modelnih in domačih živali in je v tem obdobju dosegla velik razvoj v uporabljeni metodologiji in dostopnosti genomskih podatkovnih baz. Kljub vsemu pa se molekularne podatke pridobljene v okviru QTL analiz in detekcije kandidatnih genov le redko uporablja na nivoju prostoživečih populacij, predvsem zaradi kompleksnega genetskega ozadja, ki otežuje ocenjevanje vpliva posameznega tarčnega lokusa na določeno fenotipsko lastnost.
Od nedavnega so na voljo obsežne genomske knjižnice ekonomsko pomembnih vrst salmonidov (Salmo salar, Oncorhynchus mykiss), ki ob uporabi primerjalnega pristopa obljubljajo napredek v raziskavah funkcijske genomike tudi pri sorodnih vrstah, kot je npr. S. trutta in S. marmoratus.
Pristop komparativne genomike v iskanju SNP markerjev se je izkazal kot zelo primeren tudi za proučevanje nemodelnih organizmov, vendar pa ga do sedaj še niso uporabili za študij evolucije genov pri predstavnikih rodu Salmo. Menimo, da bodo rezultati projekta, ki je vključeval ta pristop in je temeljne narave, pomembno prispevali k razvoju in aplikaciji genomskih študij pri salmonidnih ribah, tudi ekonomsko manj pomembnih, med katere spada tako soška kot potočna postrv.
Atlantski losos (Salmo salar) in šarenka (Onchorhynchus mykiss) sta modelna organizma za študije funkcijske genomike pri salmonidih. Pri obeh vrstah so potrdili, da nekateri »pigmentni« geni, ki so jih predhodno opisali pri modelnih organizmih, tudi sodelujejo v procesu pigmentacije. V teh raziskavah za nobenega od opisanih genov niso dokazovali vzročne povezanosti s specifičnim barvnim vzorcem. Raziskave pa niso vključevale potočne postrvi (Salmo truta), ki je ena izmed najbolj fenotipsko raznolikih vrst med vretenčarji. Rezultati projekta so tako eni prvih na področju funkcijske genomike pri postrveh in zato bistveno prispevajo k poznavanju genetskih mehanizmov, ki vplivajo na kompleksnost barvnega vzorca pri postrveh.
Informativnost odkritih SNP markerjev v kandidatnih genih, ki kosegregirajo s specifičnim barvnim vzorcem, bo mogoče testirati tudi na drugih populacijah znotraj kompleksa vrste S. trutta. Ti markerji lahko postanejo pomembno orodje pri vrednotenju adaptivne različnosti, ki postaja vedno bolj pomemben dejavnik v disciplini konzervacijske genetike in s tem povezanega t.i. tarčnega upravljanja. Tarčno upravljanje vključuje upravljanje populacij na osnovi različnosti adaptivnih lokusov. In čeprav je ta disciplina še vedno nekoliko kontraverzna, je pričakovati, da bo pridobila na vrednosti, ko bo znanih več funkcij različnih adaptivnih lokusov in s tem tudi njihov potencial odziva na spreminjajoče se okolje.
Pomen za razvoj Slovenije
Glavni predmet raziskave je bila soška postrv, ki je v Sloveniji endemna v soškem porečju. Zaradi svojega izjemnega marmoriranega vzorca in velike kapacitete rasti je soška postrv poznana in cenjena po vsem svetu kot atraktivna vrsta za športni ribolov-muharjenje. Hkrati je ena izmed najbolj ogroženih sladkovodnih vrst rib v Sloveniji-predvsem zaradi degradacije okolja in nekontroliranega križanja z vneseno potočno postrvjo. Seveda je ob tem ključnega pomena, da se s soško postrvjo ustrezno gospodari, kar že uspeva našim sodelavcem iz RD Tolmin. Ključni elementi uspešnega gospodarjenja pa so v veliki meri plod temeljitih raziskav biologije vrste, njene ekologije in genetskih značilnosti. Prav s tega vidika se kaže tudi aplikativna vrednost rezultatov projekta; dobljeni rezultati predstavljajo temelj za označitev najbolj izrazite lastnosti soške postrvi z genetskega vidika, i.e. njen barvni vzorec, kar nudi identifikacijo novih genetskih markerjev vezanih na to lastnost. Tovrstni markerji vključeni v že obstoječi nabor markerjev, na katerem trenutno temelji identifikacija genetsko čistih primerkov soške postrvi, pa bi bistveno povečali zanesljivost te identifikacije in s tem doprinesli k učinkovitejšemu trajnostnemu upravljanju s soško postrvjo, tako v korist vrste kot regije, kjer vrsta živi.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
