Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Razvoj molekularnih orodij za ohranitev jadranskega lipana (Thymallus aeliani)

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
4.02.01  Biotehnika  Živalska produkcija in predelava  Genetika in selekcija 

Koda Veda Področje
B220  Biomedicinske vede  Genetika, citogenetika 

Koda Veda Področje
4.02  Kmetijske vede in veterina  Znanost o živalih in mlekarstvu 
Ključne besede
lipan, Thymallus aeliani, jadransko porečje, ohranjanje, adaptivna divergenca, selekcija, sekvenciranje nove generacije, genomika, DNK metilacija
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (8)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  32682  dr. Katja Adam  Biologija  Mladi raziskovalec  2017 - 2018  106 
2.  37309  dr. Jernej Bravničar  Živalska produkcija in predelava  Tehnični sodelavec  2017 - 2020  37 
3.  24375  dr. Elena Bužan  Biologija  Raziskovalec  2017 - 2020  367 
4.  35373  dr. Ida Djurdjevič  Živalska produkcija in predelava  Raziskovalec  2017 - 2018  35 
5.  37619  dr. Vladimir Ivović  Biologija  Raziskovalec  2017 - 2020  96 
6.  11906  dr. Aleš Snoj  Živalska produkcija in predelava  Vodja  2017 - 2020  219 
7.  15658  dr. Simona Sušnik Bajec  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2017 - 2020  194 
8.  32581  dr. Minja Zorc  Računalništvo in informatika  Raziskovalec  2017 - 2020  182 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.769 
2.  2790  Univerza na Primorskem, Fakulteta za matematiko, naravoslovje in informacijske tehnologije  Koper  1810014009  17.758 
Povzetek
V evropskih rekah živi sladkovodna vrsta lipan Thymallus thymallus, ki se pojavlja v več evolucijskih linijah, vezanih na različna geografska območja. Sem sodita tudi liniji, ki naseljujeta jadranski in savski rečni sistem. Jadranski lipan (j. lipan) živi v porečju Pada in Adiže v Italiji in v porečju Soče v Sloveniji. Čeprav danes j. lipana večinoma uvrščajo v vrsto T. thymallus, je bil na osnovi morfološkega opisa že l. 1848 poimenovan kot samostojna vrsta T. aeliani. Različnost j. lipana so potrdile tudi sodobne genetske raziskave. J. lipan je v Sloveniji zelo ogrožen zaradi intenzivnega podpornega vlaganja z umetno vzrejenim savskim lipanom, ki je trajalo do l. 2006, kar je povzročilo nastanek hibridne populacije in izginotje čistih primerkov j. lipana v soškem porečju. Ker j. lipan in ribogojniška savska populacija izhajata iz zelo različnega okolja, med njima zelo verjetno poleg evolucijske obstaja tudi adaptivna divergenca. Križanje adaptivno divergentnih linij lahko privede do zamenjave alelov, ki vzdržujejo prilagojenost na lokalno okolje, z alohtonimi, ki te lastnosti nimajo (depresija zaradi »out-breedinga«), in do znižanja »fitnessa« lokalne populacije. Poskus repopulacije j. lipana v Sloveniji temelji na vzreji genetsko najprimernejših osebkov iz narave, ki pa ne presegajo 40% genetske čistosti. Njihova identifikacija poteka z nevtralnimi mikrosatelitnimi markerji, ki pa ne dajejo informacije o selekcijskem pritisku okolja, zato obstaja vprašanje, ali je pri j. lipanu prišlo do depresije zaradi »out-breedinga«, in tudi, ali plemenski lipani, odbrani z nevtralnimi markerji, ohranijo adaptivnost na naravno okolje in le-to v zadostni meri prenesejo na svoje potomce, ki so namenjeni repopulacijskemu vlaganju. V porečju Adiže so nedavno odkrili populacije j. lipana z več kot 90% avtohtonim genetskim deležem. Translokacija le-teh v soško porečje bi lahko pripomogla k dvigu jadranskega genetskega deleža slovenske populacije, vendar obstaja vprašanje, ali sta populaciji adaptivno kompatibilni. Vzreja mladic lipana je težavna a precej olajšana, če temelji na plemenski jati, ki se jo vzdržuje v kontroliranih ribogojniških razmerah, vendar pri tem obstaja nevarnost njene domestikacije in posledično slabe prilagojenosti njenega potomstva na naravne razmere. Zastavlja se vprašanje, kako obsežna je v resnici adaptivna divergenca med ribogojniško in divjo lipansko populacijo. Da bi odgovorili na ta vprašanja, bomo uporabili molekularno orodje za odkrivanje markerjev, na katerih se odraža vpliv selekcije zaradi različnega okolja (adaptivni markerji), kar bomo izvajali preko identifikacije SNP-lokusov na kodirajočih regijah genoma. Zadosten kvantitativni obseg SNP-lokusov bomo zagotovili z RAD sekvenciranjem. Kvantifikacijo adaptivne diferenciacije med primerjanimi skupinami bomo ugotavljali preko identifikacije odstopajočih SNP lokusov glede na njihovo visoko Fst vrednost (t.i. »outlier lokusi«). Adaptivno diferenciacijo bomo na osnovi kandidatnih genov ugotavljali tudi preko različne stopnje metilacije DNA primerjanih skupin in preko tega signala sklepali na njihove razlike v stopnji genske ekspresije in posredno na epigenetsko pogojeno prilagajanje na specifično okolje. Rezultati projekta bodo bistveno pripomogli pri odločitvah genetskega upravljanja z jadranskim lipanom in na ta način pomembno doprinesli k učinkovitejši repopulaciji te ogrožene vrste v Sloveniji. Po našem védenju bo v Sloveniji to prva raziskava, ki bo temeljila na varstveni genomiki prostoživečih organizmov, in bo poleg raziskovalne novosti predstavljala tudi izhodišče za nadaljnje podobne študije na drugih ogroženih vrstah.
Pomen za razvoj znanosti
S predstavljenim projektom se bomo vključili v sodoben raziskovalni trend varstvene biologije, t.i. varstvene genomike, katere osnovni elementi bodo genomska asociacijska študija, sekvenciranje naslednje generacije in identifikacija lokusov pod selekcijskim pritiskom (adaptivni lokusi), poleg tega pa še študij epigenetsko pogojenih sprememb, katerih znaten vpliv na prilagajanje organizmov ob spremenjenih okoljskih parametrov je bil odkrit nedavno. Čeprav projekt temelji na povsem bazičnih raziskavah, pa bomo kot objekt raziskave uporabili nemodelen organizem, t.j., ogroženo vrsto jadranski lipan, katere varstvo in ohranjanje sta aktualna na njenem celotnem arealu; zato bodo rezultati zanimivi tudi z vidika ohranjanja naravnih virov in bodo primerni za takojšno implementacijo v praksi. Gre torej za neposredno kombinacijo bazičnega in aplikativnega. Po našem védenju bo v Sloveniji to prva raziskava, ki bo temeljila na varstveni genomiki prostoživečih organizmov, in bo poleg raziskovalne novosti predstavljala tudi izhodišče za nadaljnje podobne študije na drugih ogroženih vrstah.
Pomen za razvoj Slovenije
Glavni pomen rezultatov predlaganega projekta je varovanje naravne dediščine, katere del v Sloveniji je nedvomno tudi jadranski lipan. Projekt ima poleg razvoja bazične znanosti torej tudi naravovarstveno komponento, saj je namenjen kot neposredna pomoč pri izdelavi varstvenega načrta za jadranskega lipana v Sloveniji s končnim ciljem njegove ponovne oživitve v soškem porečju. Rezultati projekta (npr. adaptivne razlike med populacijami, potencialno namenjenimi za dopolnilno vlaganje) bodo imeli neposredno in odločilno vlogo pri sprejemanju odločitev v zvezi z upravljanjem z jadranskim lipanom, npr. katere populacije oz. individuumi so najprimernejši za propagacijo mladic za repopulacijo, ali so translokacije dopusten intervencijski varstveni ukrep itd…). Ob neupoštevanju teh informacij imajo lahko namreč dopolnilno vlaganje in drugi varstveni ukrepi  (translokacije, različni principi umetne vzreje…) negativne posledice za repopulacijski proces (depresija zaradi out-breedinga) in tudi negativne ekonomske posledice, kot je npr. visoka mortaliteta mladic pri izpustu v divjino (dopolnilno vlaganje) zaradi slabe prilagojenosti, ki dosega tudi 90% in več. Pri tem je zgovoren podatek, da je v okviru RD Tolmin letni strošek dopolnilnega vlaganja mladic jadranskega lipana od 60 do 100 tisoč €. Zaključke na osnovi rezultatov projekta bomo posredovali MKGP, ZZRS in primorskim ribiškim družinam, ki bodo to informacijo uporabili pri izdelavi upravljavskih strategij za obnovo jadranskega lipana. Rezultati bodo koristna informacija za ribiške upravljavce ne samo v Sloveniji in Italiji, pač pa tudi za države zahodnega Balkana, kjer živi precej evolucijsko distinktnih vendar taksonomsko še neopredeljenih populacij lipana. Na osnovi spoznanj tega projekta bodo lahko vzpostavili ustrezno upravljanje s temi populacijami.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno