База ДНК поможет ученым отслеживать состояние камчатских гольцов
В Камчатском крае ученые создают базу данных полиморфизма ДНК местных гольцов. По словам специалистов, такой архив поможет в борьбе с браконьерством и сохранении уникальных популяций.
Исследования проводят в Камчатском государственном университете имени Витуса Беринга. Молодежная лаборатория исследования антропогенной динамики экосистем КамГУ уже заключила контракт на 2,16 млн рублей для секвенирования (прочтения генетического кода) камчатских гольцов. Работы ведутся в рамках госзадания.
Для создания базы ученые берут образцы тканей рыб из ключевых и контрольных водоемов Камчатки, выделяют ДНК и читают генетический код на специальных приборах. В результате получается что-то вроде генетического паспорта каждой популяции, по которому можно понять, откуда родом конкретная рыба, определить состояние популяции и существуют ли угрозы ее существованию, рассказали Fishnews в пресс-службе КамГУ.
«Мы создаем инструмент, который позволит не только отслеживать состояние жилых популяций лососевых, но и принимать обоснованные управленческие решения», — отметила руководитель проекта — заведующая лабораторией Дарья Паничева.
База помогает обнаружить проблему до того как она станет масштабной. Так, популяции с низким генетическим разнообразием становится уязвимыми к болезням и изменениям климата и могут выродиться.
Другой важный показатель — эффективная численность, то есть число особей, которые реально участвуют в размножении и передают гены потомству. Иногда при большом количестве рыб размножается лишь их небольшая часть, что является скрытой угрозой, которую обычный подсчет не выявит. Увидев проблему заранее, можно принять меры: ограничить вылов в конкретной реке, усилить охрану или рассмотреть искусственное разведение, обращают внимание специалисты.
Кроме того, база данных может быть интересна и рыбоводам, считают разработчики. Она показывает, какие популяции наиболее уникальны и какие виды нельзя смешивать при разведении, чтобы не потерять местные адаптации — те особенности, которые помогают рыбам выживать именно в своей реке или озере.
Отдельное внимание ученые уделили технической стороне вопроса. Из-за сложного генома лососевых его расшифровка требует больших финансовых вложений. Чтобы решить эту проблему, специалисты КамГУ вместе с коллегами из Института проблем экологии и эволюции РАН и китайской компанией разработали специальный протокол, который позволяет прочитать не весь геном, а лишь его наиболее информативные участки — примерно 10-50% от общего объема. Этого достаточно для достоверных выводов, при этом стоимость анализа одного образца становится приемлемой.
В итоге каждый образец дает информацию о 2,75 млн SNP — однонуклеотидных полиморфизмов. Это точки в геноме, по которым определяют, к какой популяции относится рыба, насколько она близка к другим, какие гены у нее мутировали.
Секвенирование проводится на современных мощных приборах, которые за один запуск читают ДНК сотен образцов. Результатом работы становится большой файл с данными о прочтениях. Прочтения выравнивают на эталонный геном гольца, который уже расшифрован и хранится в международной базе данных. Специальные компьютерные алгоритмы находят все SNP и строят базу данных, по которой можно восстановить родственные связи между популяциями, построить эволюционное дерево, найти следы давних событий — например, резкого сокращения численности из-за извержения вулкана.
Исследования лососевых и других биоресурсов региона продолжатся. Полученная база будет использоваться для долгосрочного мониторинга.
Читайте также: Ученые вновь собрали данные на уникальном озере Камчатки
Больше новостей читайте в телеграм-канале Fishnews.
Fishnews
