Sammendrag
Tidlig kjønnsmodning hos laks kan bli et problem for oppdrettnæringen i fremtiden dersom sjøtemperaturen stiger som følge av klimaendringer. I et nytt prosjekt skal forskere undersøke muligheten for å avle på egenskaper relatert til alder ved kjønnsmodning hos laks slik at avl kan bidra til sein kjønnsmoding selv om det blir høyere vanntemperatur. Målet med prosjektet er å identifisere gener og/eller regioner i genomet som styrer alder ved pubertet hos laks. Siden pubertet hos laks også påvirkes av miljøfaktor som lys, temperatur, og fôrtilgang, skal vi også prøve å identifisere miljøfaktorer som forandrer genomets mulighet for å uttrykke de faktorer (epigenetik) som påvirker pubertet hos laks.
For å finne gener eller områder i genomet som påvirker tidspunktet for pubertet og dermed kjønnsmodningen, kommer forskerne til å bruke flere metoder. Vi skal blant annet sekvensere og sammenligne genomsekvensene til laks i flere elver som karakteriseres av sen eller tidlig moding hos laks i Nord- og Sør-Norge. Ved å sammenligne genomsekvensene fra fisk som gyter tidlig og sent i flere geografiske regioner, kan vi identifisere mutasjoner i genomet som er linket til gener som styrer tidspunkt for kjønnsmodning.
For å finne flere regioner i genomet som styrer kjønnsmodingen, skal det også gjøres forsøk med dverghanner. Dverghanner er en ideell modell å bruke ettersom den blir tidligere kjønnsmoden enn den ”vanlige” laksen som svømmer ut i havet for å beite.
En annen innfallsvinkel vil være å bygge opp mer kunnskap om allerede identifiserte faktorer relatert til kjønnsmodning hos andre vertebrater enn laks. Disse faktorer kommer å bli identifisert i laksegenomet og vil forenkle kartleggingen av gener som bidrar inn mot tidspunkt for kjønnsmoding.
Ved å kombinere data fra disse tre metodene vil vi identifisere genregioner som påvirker pubertetsalder hos laks.
Det andre målet i prosjektet er å finne ut hvordan miljøfaktorer påvirker tidspunktet for pubertet hos laks. Derfor vil vi studere epigenetiske faktorer som kan modulere pubertetsalder. For å identifisere mulige epigenetiske mekanismer knyttet opp mot pubertetsregulering vil vi bruke klonede linjer av laks. Disse klonede og dermed genetisk identiske fiskene blir utsatt for ulike temperatur- og lysbehandlinger. Siden de er genetisk like vil de respondere likt og dermed er det lettere å identifisere de epigenetiske effekter som miljøet har bidratt med.
Prosjektet har fått 15,9 millioner kroner fra 2013, og skal være ferdig til 2017. Samarbeidspartnere er IMBIM, Uppsala Universitet (Sverige), Utrecht Universitet (Nederland), CIGENE (Norge), Universitetet i Tromsø (Norge) og Havforskningsinstituttet.
Vis fullstendig beskrivelse
Vitenskapelig sammendrag
The primary aim of the project is to identify genetic polymorphisms, genes or loci that regulate age at
puberty in salmon. Puberty is also strongly regulated by environmental factors, and epigenetic
mechanism superimposed on the salmon genome therefore will be investigated as well.
State-of-the-art genomic and bioinformatics methods, in combination with a unique collection of
biological samples from both wild populations and multiple-generation experiments already
conducted, will be implemented to address the project’s primary goals. The first approach will be to
conduct massive parallel resequencing of entire genomes from wild salmon individuals and strains
displaying different age at puberty (early, intermediate and late). Such subsamples will be studied in
the South and the North of Norway. This will aid finding regions under selection for time of puberty.
The second approach will be to use a material bred for the dwarf male phenotype, which show early
puberty over two generations. Genome resequencing and SNP chips will be used to map regions under
selection in this material. The third approach is based on compiling orthologous genes involved in
reproduction and growth in the salmon genome. Data obtained from genome resequencing of wild
strains, SNP analysis of dwarf males and candidate genes will be mapped to the salmon genome.
Bioinformatic analysis will reveal regions under selection. Since the age at puberty is strongly modulated by environmental factors such as light and temperature, epigenetic programming of puberty
will also be investigated. In order to identify the molecular mechanisms of such modulation we will
use clonal lines subjected to different light and temperature conditions to characterize the effects of
epigenetic programming on sexual maturation.
Vis fullstendig beskrivelse