PANNON EGYETEM Georgikon Kar, Keszthely Állattudományi és Állattenyésztéstani Tanszék
DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI
Állat- és Agrárkörnyezet-tudományi Doktori Iskola Iskolavezető: Dr. Anda Angéla, DSc. (Jogelőd: Állattenyésztési Tudományok Doktori Iskola Iskolavezető: Dr. Szabó Ferenc DSc.)
A PONTY (Cyprinus carpio L.) PIKKELYMINTÁZAT ÖRÖKLŐDÉSI MODELLJÉNEK REVÍZIÓJA
Készítette: Cserveni-Szücs Réka
Keszthely 2013
1. BEVEZETÉS ÉS CÉLOK A ponty (Cyprinus carpio) földünkön legszélesebb körben elterjedt, étkezési szempontból jelentős édesvízi halfaj (Nelson 1994). A pikkelymintázatát szabályzó genetikai mechanizmusokról meglehetősen keveset tudunk. Kutatásainkat is ennek jegyében és ennek a gazdaságilag jelentős halfajnak jobb megismerése érdekében, a pikkelyezettség és az ezzel kapcsolatos mennyiségi paraméterek öröklődésének vizsgálata céljából végeztük. Doktori munkám során a ponty fenotípusos megjelenésének miértjeire, a pikkelyzet alakulásának genetikájára kerestem a választ, párhuzamot vonva más gerincesekben ugyanezen gének mutációi okozta rendellenességekkel, felhívva ezzel a figyelmet ezen gének fejlődésbiológiai jelentőségére is. A közel 80 éve Kirpichnikov és Balkashina által előjelzett két gén (s és N) megismeréséhez az értekezés is hozzájárul. Indukált mutációval létrehozott tükrös zebradánió (spigeldanio) segítségével egy németamerikai -magyar kutatócsoport pontyban is azonosította a részleges pikkelyhiányért felelős „s” gént (Rohner és mtsai., 2009). A mostani tanulmány főként a másik, teljes pikkelyvesztésért felelős gén, az „N” gén megtalálására tett kísérleteket írja le. Különböző fenotípusú pontyokat kereszteztünk, majd vizsgáltuk az F1 és F2 nemzedék fenotípusos megoszlását, ennek genetikai hátterét. A kísérleteket Magyarországon és Szingapúrban párhuzamosan végeztük. Összesen több, mint 30 keresztezést hajtottunk végre. A -2-
vizsgálatok
kiterjedtek
a
pikkelyméretek,
úszósugarak/
úszódeformitások, garatfogak, kopoltyútüskék, és egyes termelési paraméterek vizsgálatára is. Kísérleteink közben derült fény az ázsiai és európai pontyfajtákban eltérő súlyosságú genetikai deformitást okozó, teljes pikkelyhiányért felelős feltételezett „N”gén különbözőségeire is. A kutatás céljai az alábbiak voltak:
Nemzetközi csoportokkal együttműködve felülvizsgáljuk és pontosítsuk a ponty pikkelymintázatának genetikájáról alkotott képet, és ha lehet, olyan új modellt alkossunk, amelyik a régihez képest jobban leírja a sokféle fenotípus megjelenését, és a korábbi modellben várt letalitások elmaradását.
Nemzetközi csoportokkal együttműködve kísérletet tegyünk a pikkelymintázatért felelős másik gén (az „N” gén) felkutatására.
Összefüggést keressünk a pikkelymintázat és más jellemzők, mint pl. a garatfogak, a kopoltyúfésű tüskéi vagy az úszók alakulása között.
Megvizsgáljuk a megszokottól eltérő (oldalvonalsoros, bőrponty) hazai pontyok tenyésztésének jogosultságát a növekedési, vagy megmaradási mutatók tekintetében.
-3-
2. ANYAG ÉS MÓDSZER A kísérleti halak előállítását három szaporítás során, különböző fenotípusú anyapontyokkal végeztük: 1.) 2008-ban, Százhalombattán (TEHAG
Kft-ben),
standard
üzemi
technológia
szerint.
A
keresztezésekhez két oldalvonalsoros és egy tükrös ikrást és két oldalvonalsoros, valamint egy-egy bőr és tükrös tejest használtunk. 2.) 2009-ben, Szarvason (HAKI-ban) standard üzemi technológia szerint, de a letalitás vizsgálatához az ikrákat keretes hálóra ragasztottuk. 3 ikrást (tükrös, oldalvonalsoros, bőr) és 3 tejest (tükrös, oldalvonalsoros, bőr) használtunk. 3.) 2010-ben Szarvason (HAKI-ban) standard üzemi technológia szerint. A keresztezésekhez 5 anyahalat használtunk (pikkelyes, tükrös és bőr ikrásokat; pikkelyes és oldalvonalsoros tejeseket). A kísérletekhez használt anyahalak közül a pikkelyesek a HAKI élő génbankjából – Amuri vad típusú pontyok és Tatai pontyok, a tükrös pontyok a No2 vonalból voltak. Az oldalvonalsoros pontyok a Tiszaker halgazdaságból (Kőröstarcsa, Magyarország); a bőrpontyok pedig a Béke halgazdaságból (Hajdúböszörmény) származtak. A halakat úszócsonkolással, később PIT tag jelöltük a gyártó ajánlásai szerint. A szingapúri keresztezésekhez egy európai bőrpontyot szállítottunk Magyarországról Szingapúrba, amelynek spermáját több keresztezéshez használták. A többi anyahal a négy fő fenotípusú koi-pontyok közül került ki. -4-
A kísérleti halakat a Pannon Egyetem, Georgikon Kar keszthelyi hallaborjában, két ismétlésben, 4 hónapos korukig, a világosan és szabad szemmel is jól látható pikkelymintázat eléréséig neveltük tovább. Az „N” gén kereséséhez az alábbi vizsgálatokat végeztük: - pikkelyezettségi, fenotípusos vizsgálatokat - termékenyülési, túlélési vizsgálatok - kopoltyúfésűk tüskéinek számolása, az úszók szemrevételezése - garatcsont és garatfog vizsgálata - eltérő pikkelyezettségű ponty változatok keresztezéséből származó utód nemzedék növekedésének vizsgálata zárt tartásban A fenotípus kiértékeléséhez szükséges egységes rendszert alakítottunk ki: Kirpichnikov „scattered” szórt fenotípusát három, (majd végül kettő) fenotípusra osztottuk: szabálytalan, hiányos pikkelyes és klasszikus tükrös típusokra, majd a szabálytalan és a hiányos pikkelyes kategóriákat egybevontuk a szabálytalan (irregular) kategória nevén. Szabálytalan = Irregular (Ir): a testfelszínen több pikkely található, mint egy klasszikus tükörpontyén. Továbbá vannak olyan egyedek, amelyek testének nagy részét pikkelyek borítják, de ezek a pikkelyek többnyire nem fednek át, gyakran el sem érik egymást, így a bőrt köztük szabadon hagyják. További kategóriák: Pikkelyes = Scaled (Sc); Oldalvonalsoros = Linear (Li); Bőr = Nude (Nu); Tükrös = Mirror (Mi) A szabad szemmel is jól kiértékelhető pikkelymintázatú pontyokról -5-
papíron, sablonokra rajzolt mintázattal, vizuális számolással, 100-100 egyed mindkét oldaláról fényképes dokumentációval készítettünk kimutatást (Olympus E-460 digitális fényképezőgéppel). A kopoltyúfésűk tüskéinek számolásához 10-10 egyed kopoltyúívén lévő tüskékről Olympus Sz61 sztereo mikroszkóp és hozzá csatlakoztatható Olympus E-460 digitális fényképezőgép segítségével készítettünk képeket/felmérést. Minden hal 4. kopoltyúívének külső ívét vizsgáltuk. Szegfűszegolajas altatás és a halak fényképezése után a kopoltyúfedő mögött leválasztottuk a fejet. Az alsó állkapocsrész felvágása után kisollóval kivettük a 4-es kopultyúívet tartalmazó páros szervet. A kopoltyútüskék vizuális számolását ez esetben is fényképezés követte. A kifeszített kopoltyúívet gombostűvel rögzítve a mikroszkóp alatt próbáltunk kiértékelhető képeket nyerni, bár ez nem mindig sikerült, így elsősorban a mikroszkóp alatti számolásra hagyatkoztunk. A hátúszó, hasúszók, mellúszók, farok alatti és a farokúszó meglétéről, épségéről szemrevételezéssel győződtünk meg, néhány egyednél a garatfog kiszedése előtt, az anyahalaknál és az F1 nemzedék egyedeinél a pikkelymintázat
fényképezésével
egyben
az
úszókról
is
fotódokumentáció készült. Szingapúrban az úszóhibák, hiányosságok gyakoriak voltak. Az úszóhibákat (beleértve a hiányukat is) „/hal”alapon, összeadódó pontozással értékelték: hiányzó úszó: 1 pont, satnya úszó: 0,75 pont, -6-
csökevényes úszó: 0,5 pont, kissé csökevényes úszó: 0,25 pont. A garatfog kiszedéséhez és vizsgálatához a magyarországi kísérletekben a fejet a kopoltyú mögött választottuk le. Vízben való 15-20 perces főzés után a garatcsont könnyedén eltávolítható volt a környező szövetek közül. A garatcsont hosszát/szélességét milliméterpapír segítségével mértük. A garatfogakról
FUJIFILM
FinePix
S7000
fényképezőgéppel
fotódokumentáció készült. Szingapúrban a fej eltávolítása után azokat 4%-os KOH oldatba tették 2-3 napra, hogy a lágy részek feloldódjanak. Ezután a garatcsontot már könnyen izolálták, majd vízzel átmosták és megszárították. Az eltérő pikkelyezettségű ponty változatok 2009-es keresztezéséből (7 csoport: LixLi, LixNu, LixMi, MixNu, NuxMi, NuxLi, NuxNu) származó F1 nemzedék növekedésének vizsgálata során azt néztük, hogy van-e növekedésbeli (SGR) és takarmány-értékesítésbeli (FCR) különbség zárt tartásban a csoportok között (1., 2. ábra). Az anyahalaktól, és a fényképezett F1 nemzedék tagjaitól úszómintát vettünk DNS izolálás céljából. Ezt a felhasználásig 95%-os etanolban, hűtőben 4°C-on tároltuk. A genomiális DNS-t a standard fenolkloroformos eljárással (Sambrook és Russell, 2001) Szingapúrban tisztították.
-7-
Az RNS izoláláshoz regenerálódó szövetmintát gyűjtöttünk. A farokúszó végét sterilizált, éles szikével levágtuk, ezután 3-5 napig regenerálódni hagytuk, majd a regenerálódott részt Trizolba (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)
tettük,
és
-196°C-on
(folyékony
nitrogénben)
tároltuk
felhasználásig. A teljes RNS-t a Trizolban (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) tárolt szövetekből a gyártó utasítása szerint vonták ki. A molekuláris vizsgálatokat, a ponty feltételezett további két paralógjának (fgfr1b1; fgfr1b2) keresését, a klónozást, szekvenálást, és az így nyert adtok kiértékelését Dr. Orbán László vezetésével Szingapúrban a Temasek Life Sciences Laboratóriumában végezték/végzik. Az adatok előkészítéséhez a Microsoft Excel XP (2010) és a Microsoft Word XP (2010) programokat használtam. A termékenyülési ráták összehasonlításához egytényezős ANOVA analízist alkalmaztam. Kirpichnikov és mtsai. által leírt (elméletileg várt) és az általunk tapasztalt utódok fenotípusos megoszlása közötti különbség értékeléséhez, az öröklési arányokra a khi-négyzet próbát alkalmaztam. 2 x 2 -es kontingenciatáblázatokban. A specifikus növekedési rátákat (SGR), a takarmányértékesítési rátákat (FCR) Student féle t-próbával vizsgáltam. A garatcsontok, és a garatfogak számára vonatkozó értékeléshez - a viszonylag alacsony adatszámra való tekintettel - nemparaméteres Kruskal-Wallis ANOVA-t és post-hoc Mann-Whitney U-próbát alkalmaztam, Statistica for Windows szoftver használatával (8.0. verzió, StatSoft, Inc., 2007). -8-
3. EREDMÉNYEK 3.1. Magyarországi keresztezések Összesen 38 keresztezést hajtottunk végre, ebből Magyarországon az előzetes keresztezéseket nem számolva (Czucka 2002) 16-ot. A magyarországi szaporítások során az ikrák jól termékenyültek és keltek (89.84+/-2.56%), a csoportok között az azonos alkalmakkori termékenyülésben szignifikáns eltérés nem volt. A Kirpichnikov szerint várt 25%-os letalitást egyik csoportnál sem tapasztaltuk. Továbbá számos esetben jelentős volt az eltérés a Kirpichnikov modellje által várt fenotípusos arányoktól (1. táblázat). Pikkelyes
Oldalvonalsoros
„Szórt”
Bőr
Letális
0,0017
0,5419
0,0000
0,0115
0,0002
50
LiLi8 (2008)
0,035
0,0406
0,0375
0,0723
0,0168
20
LiMi9 (2008)
0,2733
0,4142
0,2733
LiNu10 (2008) MiNu21 (2009) LiNu22 (2009) LiMi23 (2009) LiLi24 (2009) NuMi25 (2009) NuNu26 (2009) NuLi27 (2009)
0,0223
0,0013 0,0001 0,0000 0,0000
0,1449
0,0332
0,0013 0,0002 0,0021 0,0000 0,0000 0,0000 0,3135 0,1463
0,0013
0,0115 0,0000 0,0000
0,0000 0,0002 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,4086 0,0000
36 25 50 175 177 233 31 17
Keresztezés LiLi7 (2008)
F1_No
3
0,0002 0,0000 0,0024 0,0332
1. táblázat: Khi-négyzet próba az öröklési arányokra. A Kirpichnikov féle (várt) értékeket vetettük össze az általunk tapasztaltakkal, 2 x 2 -es kontingenciatáblázatokban. Ebben a táblázatban csak a p-értékek láthatók. A sárga cellák esetében p<0,05, ezek szignifikánsan eltérnek a Kirpichnikov szerint várt értékektől.
Pikkelyes keresztezéseink: Sc x Sc, Mi x Sc, Sc x Li, Nu x Sc (2010) az irodalommal egyezően a pikkelyesség dominanciáját mutatták. -9-
Tógazdasági és előzetes keresztezéseink azt mutatták, hogy a klasszikus MixMi keresztezések 100% tükrös fenotípust adnak, így ezeket a keresztezéseket nem ismételtük meg. A LixLi keresztezéseknél kaptuk a legváltozatosabb fenotípusokat, a két új kategóriába sorolt egyedek legtöbbjét ezek a csoportok adták. A régi modell szerint minden genotípus mellett várható volt 25% letalitás és pikkelyes egyed megjelenése, azonban a háromszor is elvégzett LixLi keresztezések egyikénél sem kaptunk normál pikkelyes egyedet és a letalitást sem tapasztaltuk. A LixNu; LixNu keresztezéseknél a várt 25% letalitást, a pikkelyesek
és
oldalvonalsoros
egyedek
megjelenését
sem
tapasztaltuk. Az F1 nemzedék szinte egészét (99%) a tükrös fenotípusba soroltuk. A LixMi; MixLi keresztezéseknél a várt pikkelyesek megjelenését nem tapasztaltuk, helyette az incomplete scaled kategóriába tudtunk egyedeket sorolni az oldalvonalsoros és tükrös utódok mellett. NuxNu keresztezésnél a várt 25% letalitást nem tapasztaltuk, azonban 2-3 mutáns egyedet találtunk. A bőr és tükrös egyedek aránya Kirpichnikov modelljéhez hasonlóan alakult. A NuxMi; MixNu keresztezéseknél sem mutatkozott a várt 50% tükrös 50% bőr arány. Ettől az aránytól minden keresztezés során eltértek az egyedszámok. Az általunk végzett keresztezéseknél a tükrös fenotípus dominált. A NuxMi6-os keresztezést előzetes keresztezésekkor,
2006-ban
végezték. - 10 -
Itt
100%
bőrponty
utódgenerációt kaptak. A bőr x tükrös keresztezésekkor kapott szinte teljesen tükrös fenotípusú egyedek megjelenését az is okozhatta, hogy egy szokványos tükrös pontyot és egy, két ezidáig ismeretlen erősebb ’s’ allélt (amely megakadályozta a bőr fenotípust) hordozó egyedet kereszteztünk. A másik lehetőségként a magyarországi bőrpontyokban egy gyengébb ’N’ allél okozta a pikkelyzet csökkenését, letalitás elmaradását, és (már egyáltalán ha van) a garatfogakra, az úszókra gyakorolt hatását. Ha feltételezzük, hogy a magyar bőrpontyok mindegyike hordozza az NN genotípust, ez magyarázná a bőr fenotípusú utódok csökkent arányát a magyar bőr x tükrös és oldalvonalsoros x bőr keresztezésekben. 3.2. A pikkelyezettséggel összefüggő más paraméterek, szervek vizsgálati eredményei A korábban leírt adatokkal ellentétben a has- és hátúszók csökevényesedését a Magyarországon végzett keresztezéseknél nem tapasztaltuk egyik csoportnál sem. A hátúszó középső részéből nem hiányzott úszósugár, és a szingapúri pontyokkal ellentétben nem fordult elő, hogy akár egy úszó hiányozna. A kopoltyúfésű fogazatszámában és a garatfogak mennyiségében nem tapasztaltunk akkora mértékű csökkenést, mint Szingapúrban, noha a hasonló tendencia szépen kirajzolódik: a normál pikkelyes pontyokhoz viszonyítva (átlag 10 db garatfog) a bőrponty utódoknál - 11 -
a garatfog szerkezetének gyengülése, számuk csökkenése (átlag 6 db) mutatkozott (2. táblázat). B)
A) Átlagos Fenotípus
kopoltyútüske
Bőr Pikkelyes
garatfog
testhossz
21,83
6
12,02
25,4
10
15
2. táblázat: A) A bőr és a pikkelyes fenotípusú európai pontyok adatainak összehasonlítása B) A garatfogak számának csökkenése a pikkelyborítottság csökkenésével. A különböző betűk az oszlopdiagrammon statisztikailag szignifikáns különbséget mutatnak p<0,01 (Student féle t-próba).
A kopoltyúfésűk fogazatszáma 18-27 között változott, a garatfogak száma pedig: 4-10. Észrevételünk szerint a 4-5 hónapos halaknál még nem fejlődött ki a kopoltyútüskék maximális száma, és a garatfogak sem csontosodtak meg eléggé, így a preparálás során hibák keletkezhettek. A vizsgált csoportok garatcsontjainak hossza között
nem,
csak
szélességükben
tapasztaltunk
szignifikáns
különbséget a Kruskal- Wallis ANOVA-val (p=0,0096). Az európai bőrpontyoknak egészséges, gyakran teljes fogképletet mutató garatfogaik vannak. Ezt bizonyítja az a garatfog is, amit egy több éves bőrponytól izoláltunk és akár a kapitális méretű bőrpontyok is, amelyek bojlisok zsákmányaiként kerülnek kézre. A teljes pikkelyvesztésért felelős N gén az európai pontyokban nem olyan erős, hogy a halak életképtelenségét okozza. - 12 -
3.3. Eltérő pikkelyzettségű ponty változatok keresztezéséből származó utódnemzedék növekedésének kiértékelése A kísérlet 50. napjára a csoportok átlagtömege emelkedő sorrendet mutatott az LiLi LiNu LiMiMiNuNuMi NuLi NuNu genotípusú csoportok szerint.
1. ábra: A takarmányértékesítés mutatója (FCR) csoportonként. A kiszámításhoz a kísérlet teljes ideje alatt feletetett takarmánymennyiséget és a beméréskor valamint az 50. napon mért csoporttömegek különbségét vettük alapul.
2. ábra: Az ötvenedik napra számolt SGR (specifikus növekedési ráta) értékek. A magasabb befejező tömegekhez magasabb SGR értékek tartoznak. Ugyanakkor a legjobb takarmányértékesítés is a legnagyobbakra növő csoportokban lehetséges .
- 13 -
Az oldalvonalsoros ikrás anyáktól származó utódok növekedési képessége valamivel gyengébb volt, mint a bőr fenotípusú anyától származó csoportoké. A szingapúri keresztezések kiértékelése A Szingapúrban végzett keresztezéseknél a túlélési ráta adatai alapján a Kirpichnikov modellje szerint várt 25% letalitást mindegyik bőr x bőr (két N allélt hordozó) keresztezésnél tapasztalták. A fenotípusos változások fokozatosságot mutatnak: Megállapították, hogy az úszódeformitások súlyosbodtak a pikkelyek számának csökkenésével, így pl. a szabálytalan fenotípusú egyedek legalább egy úszója csökött vagy satnya lett, vagy hiányzott. A bőr fenotípusú egyedeknél találtak legnagyobb számban ilyen deformitásokat, átlagosan 4,5 pontot kaptak. Student-féle t-próbával szignifikáns különbségeket mutattak a fenotípus pároknál (P<0,01). A hátúszót érintették leginkább a deformitások, a fennmaradó úszókat csupán 10%-ban érték károsodások. A pikkelyborítottság mértékének csökkenésével a garatfogak számának csökkenését figyelték meg. A pikkelyes pontyoknak átlag 9,34 garatfoguk volt (8-10 db), a szabálytalan és a tükrös fenotípusú pontyok átlagos garatfog száma hasonlóan alakult (7 db), míg a bőr pontyoké sokkal kevesebb (<1) volt. A bőr fenotípusú pontyok mintegy 70%-ának egyáltalán nem volt garatfoga, a maradéknak pedig csupán 1-4 db garatfoguk volt. A garatfogak számának - 14 -
csökkenése mellett a garatív csökevényesedése, elvékonyodása is megfigyelhető volt. Az európai pontyok bőrponty utódai erőteljes növekedési erélyű, társaiktól le nem maradt, normális testfelépítésű halak, míg az ázsiai alfajok utódai életképtelen, csökött jószágokká váltak feltehetőleg a teljes pikkelyvesztést okozó mutáns N allél különböző erősségű hatásai miatt. Az európai allél pikkelyvesztést okoz, míg az ázsiai allél markánsan kihat a garatfogakra, úszókra is, úgy, hogy az esetlegesen túlélt utódok szinte úszni sem tudnak (3. ábra). Bőrponty Magyarországon
Bőrponty Szingapúrban
3.ábra: Eltérések az európai bőrponty és az ázsiai bőrponty utódok között. (Fotó: Laura Cassas; Szücs Réka)
- 15 -
4. KIEGÉSZÍTŐ VIZSGÁLATOK Genetikai vizsgálatok Szingapúrban Az N gén keresésekor szóba kerülhető kaszkádok néhány génjének expressziós szintjét hasonlították össze, tükrös,- és a bőrpontyoknál (pl.: Eda kaszkád: edar1, edar2; FGF kaszkád: fgfr1b1, fgfr1b2, dusp6, erk1, fgfr4, fgfr2, fgf20a; wnt kaszkád: birc5b, axin2, birc5a; RA: crabp1, trbp1; RA-wnt-tbx5/tbx5: prdm1a, shha, tbx5, sal1a). A tükrös és a bőrpontyok között az eddig tesztelt gének expressziójában sajnos nem találtak lényeges különbséget. A ponty fgfr újabb paralógjainak felfedezése A szingapúri TLL intézet Reprodukciós Genomikai kutatócsoportja felfedezte a ponty ezidáig hiányzó, további két fgfr paralógját. Az eddig ismert két paralóg, az fgfr1a1 és fgfr1a2 (Rohner és mtsai., 2009) mellett felfedezésre került az fgfr1b1 és fgfr1b2 (Laura Cassas., unpublished data 2013). Bár megtalálták a paralógokat, de feltételezhetően ezek egyike sem az N gén, így egyelőre az N gén továbbra is ismeretlen. Magyarországi kiegészítő vizsgálatok: -A különböző fenotípusú pontyok pikkelyeinek alaktani vizsgálatakor a pikkelyes, tükrös, keretes pontyok pikkelyméreteit összehasonlítva megállapítottuk, hogy a pikkelyes pontyoknak voltak a legkerekebb, kissé ovális formájú (megközelítőleg azonos szélességű, hosszúszágú) pikkelyei, a tükrös és az oldalvonalsoros halak pikkelyei legtöbbször hosszirányban megnyúltak. Az oldalvonalon gyakran fuzionált pikkelyekkel találkozhattunk. A hátélen és a hasi oldalon levő pikkelyek is többször összeolvadtak. - Karcolásos kísérlet: A karcolásos kísérlet után várakozásaink ellenére nem keletkeztek újabb pikkelyek, pikkelykezdemények a pontyokon. A sebek begyógyultak. - 16 -
5. KÖVETKEZTETÉSEK ÉS JAVASLATOK Az N gént még nem sikerült megtalálni, keresése tovább folytatódik. Kísérleteink
adatait
összehasonlítva,
két
mutáns
változat
valószínűsíthető: egy gyengébb (európai) és egy erősebb (ázsiai) mutáns N allél. Az európai allél pikkelyvesztést okoz, míg az ázsiai allél markánsan kihat a garatfogakra és úszókra is, úgy, hogy az esetlegesen túlélt utódok úszni sem tudnak. Úgy gondoljuk, hogy: - az ”N” gén az s génnel összehangoltan működhet - a két gén változatos hatásainak kombinációjából alakulhatnak ki a köztes
fenotípusok,
a
modellben
helye
van
a
köztes
fenotípusoknak. Egy reosztát–jellegű modellt (4. ábra) szeretnénk javasolni az öröklődés megértéséhez. A modellben a pikkelymintázat teljessége a pikkelyek keletkezésének helyén lévő Fgf szignál szintjétől függ. Feltevésünk szerint a köztes fenotípusok megjelenését a tükrös és bőr fenotípusokhoz képest az Fgf jelszint növekedése eredményezhette. A halak testének pikkelyesedésre leginkább hajlamos részei: a hát, az oldalvonal és a hasi rész. Ezeken a részeken az Fgf receptorok sűrűbben helyezkednek el, az Fgf szignál alacsonyabb szintje is elegendő a pikkelyek megjelenéséhez. Vannak olyan egyedek, ahol a hátúszó hiányzik, de a pikkelyvonal alatta megvan. Az ilyen jelenségek két lehetséges magyarázata: a) az úszók kialakulásához - 17 -
magasabb
Fgf
küszöbszint
szükséges,
mint
a
pikkelyzet
képződéséhez, vagy b) a mutáció korai hatása erősebb, mint a későbbié.
4. ábra: Egy képzeletbeli hát-hasi keresztmetszet felső része mutatja a testfelszín D: dorsal=háti L- lateral=oldalsó és V-ventral=hasi részeken a pikkelyképződés tipikus helyeit, míg a zöld vonal a A) pikkelyes, B) szabálytalan és a C) tükrös pontyok kialakulásához szükséges jelerősség küszöbszintjét mutatja.
Az N gén megtalálásához nagy segítséget jelenthet a családba tartozó egyszerűbb genetikai háttérrel rendelkező egyedek vizsgálata: pl. egy oldalvonalsoros amur (2n=48) (5. ábra).
5. ábra: Sári János és Simonics Géza találtak egy korához képest elmaradt növekedésű, oldalvonalsoros amurt a Hortobágyi Halgazdaság Zrt. egyik tavában (Bercsényi és mtsai., 2011).
- 18 -
6. TÉZISPONTOK
2. Kirpichnikov modelljének újragondolása végett elsőként végeztem
nagyobb
számú,
módszeresen
kidolgozott
tesztkeresztezéseket. 3. A fenotípusos
arányok, letalitás megállapításához
16
keresztezést végeztem el, melynek során megállapítottam, hogy a magyarországi keresztezésekkor az európai pontyok között a Kirpichnikov modellje szerint várt letalitást nem tapasztaltam. 4. A fenotípusos besorolásokat, az új kategóriák megjelenésének figyelembevételével két új kategória (incomplete és irregular kategóriák) bevonásával hat kategóriára bővítettem ki. 5. Megállapítottam, hogy a Magyarországon és Szingapúrban végzett keresztezések eredményeiként eltérő súlyosságú deformitások
és
csökevényesedések
jelentek
meg
az
utódoknál. 6. Megállapítottam, hogy az európai bőrponty alkalmas a tógazdasági haltenyésztésre. - 19 -
7. A DISSZERTÁCIÓ TÉMAKÖRÉBEN MEGJELENT PUBLIKÁCIÓK Tudományos folyóiratban megjelent cikkek Laura Casas, Szücs R., Shubha Vij, Natascha May Thevasagayam, Chin Heng Goh, Purushothaman Kathiresan, Jeney Zs., Németh S., Bercsényi M., and Orbán L. (2013) Disappearing scales in carps: Re-visiting Kirpichnikov’s model on the genetics of scale pattern formation. PlosONE (Közlésre elfogadva.) IF: 4,07
Szakmai folyóiratban megjelent cikkek Bercsényi M., Szücs R., Orbán L., Lehoczky I., Jeney Zs. (2011) Halgenetikai kutatások fajtajavítási és állomány-megőrzési céllal. Állattenyésztés és Takarmányozás, 2011. 60. 3. 263–275.
Előadáskötetben megjelent magyar nyelvű közlemények Szücs R.; Budaházi A.; Merth J.; Bercsényi M. (2008), A ponty pikkelymintázat öröklődésének revíziója. 50.Georgikon Napok – Keszthely digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-32-4 Szücs R., Merth J., Budaházi A., Gorzás A., Orbán L., Jeney Zs., Bercsényi M. (2009), A ponty pikkelymintázat öröklődése, és az abból következő néhány gyakorlati következmény újragondolása. XXXIII. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas Szücs R., (2013) I. Halászati Felsőoktatási Workshop; Konferencia kiadvány, Szent István Egyetem, Gödöllő ISBN 978-963-269-351-4
- 20 -
8. A DISSZERTÁCIÓ TÉMAKÖRÉTŐL ELTÉRŐ FONTOSABB PUBLIKÁCIÓK Tudományos folyóiratban megjelent cikkek Saju JM, Szücs R, Németh Sz, Sukumaran R, Lim ZJ, Wong LS, Orbán L and Bercsényi M. (2014) PCR-based identification of Adriatic specimen of three scorpionfish species (Scorpaenidae, Teleostei). Acta Biologica Hungarica 65 (2). (Közlésre elfogadva.) IF: 0,504 Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) Out of the season artificial propagation of the black scorpionfish (Scorpaena porcus) in captivity. Mediterranean Aquaculture Journal 1: 1-8. Onara D., Taflan E., Cocias Ş., Bercsényi M., Szücs R., Suciu R., (2012) Comparative genetic diversity study of two European populations of pikeperch using PCR-RFLP. Scientific Annals of the Danube Delta Institute Tulcea, Romania vol.18.
Szakmai folyóiratban megjelent cikkek Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) Egy földközi-tengeri sziklahal faj (Scorpaena porcus) mesterséges szaporítása, Halászat, 2008/02 szám Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2009) A kis sziklahal (Scorpaena porcus) extrém ivararánya, és az ivarszervek mikroszkópos felépítése. Állattenyésztés és Takarmányozás, 2009/01 szám
Összesített impact factor: 4,574
- 21 -
