ТЕМА 13: Генетические маркёры

В прудовом рыбоводстве рекомендуется применять двухлинейную систему разведения для получения неродственного скрещивания. Гетерозисный эффект при двухлинейном разведении позволяет использовать полученных гибридов для промышленных целей.

В условиях промышленного хозяйства, однако, очень трудно содержать линии «в чистоте», но ничего не получится, если линии не будут нести чёткого, наследственно закреплённого признака, отличающего одну линию от другой. С целью естественного мечения линий и применяется генетические маркёры.

Одним из хорошо заметных и передающихся по наследству признаков может быть окраска рыбы, либо характерный рисунок.

В Московской области создаются генетически маркированные линии породы среднерусского карпа. В качестве генетического материала, содержащего гены маркёры используются японские декоративные карпы.

Японские декоративные карпы бывают сплошь окрашенные и мозаичные. В России завезённые цветные карпы проявили пониженную выживаемость поэтому сохранилось только их потомство. Однако, перед селекционерами стоит ещё ряд вопросов, связанных с выведением окрашенных генетических маркёров.

Во-первых, необходимо проанализировать наследование разных типов окраски, во-вторых, изучить плейотропное действие генов окраски и, наконец надо выявить, насколько хорошо проявятся рыбоводные качества гибридных потомств.

Проведённые исследования показали, что у гибридов первого поколения окраска, свойственная карпам — хромистам, отсутствует, что говорит о рецессивносш генов определяющих окраску. Однако, в первом поколении появляются светлые карпы и карпы несущие рисунок, блестящую светло-желтую полосу вдоль основания спинного плавника.

Генетический анализ показал, что как светлая окраска, так и рисунок определяются аутосомными доминантными генами, которые не связаны между собой. При этом светлая окраска — полулегальна, а в гомозиготном состоянии ведёт к гибели молоди в первые дни после перехода на активное питание.

Потомство второго, поколения уже обнаруживало различные виды окраски, встречались карпы оранжевые, желтые, темно-серебристые, голубые и белые. Так как темно-серебристых карпов, при изучении отдельных потомств оказалось 25 %, то можно сделать вывод, что этот признак передаётся моногенным наследованием. Расщепление по остальным типам окраски носит, видимо, полигенный характер и требует специальных дальнейших исследований.

Необходимо также разобраться в вопросе влиянии на выживаемость и темпа роста животных. Известно, что мутации связанные с изменением окраски, проявляют плейотропное действие, поэтому может оказаться, что выведение генетических маркёров по окраске отразится, на рыбопродуктивности.

Изучение гибридов, несущих рисунок и без рисунка показало, что существенных отличий в темпе роста, как на первом, так и на втором году жизни у них не наблюдалось.

Светлые особи, хотя и обладали пониженной жизнеспособностью, но по размерам были крупнее темных особей примерно на 18 %.

Сравнение действия генов «светлости» и гена «рисунка» показало, что ген светлой окраски обладает большим плейотропным действием, что менее желательно для создания маркировочных линий. Ген «рисунка» может сочетаться с генами чешуи, и при создании маркировочных линий используются карпы с разбросанной чешуёй и рисунком, а также чешуйчатые карпы без рисунка.

Таким образом, можно создать две маркировочные генетические линии: первая линия разбросанных с рисунком, вторая линия чешуйчатые без рисунка. При скрещивании маркированных линий будут получаться промышленные помеси чешуйчатых карпов с рисунком.

Если гомозиготные особи по чешуе обозначить у разбросанных карпов через 55, а у чешуйчатых через ss особи с рисунком через DD9 а особи без рисунка dd9 то при скрещивании первой линии со второй получим:

Первая линия Вторая линия Промышленные помеси

ssDD х SSdd = S&Dd

Разбросанные с рисунком Чешуйчатые без рисунка Чешуйчатые с рисуночком

Особенно важно исследовать при создании окрашенных генетических маркеров влияние генов окраски на рыбопродуктивность и жизнеспособность получаемых гибридов.

Применение для маркировки карпов-хромистов показало, что на стадии сеголетков гибриды обладали хорошей выживаемостью, однако, на втором и третьем году жизни у них проявляется пониженная жизнеспособность. Начиная с третьего года жизни, темп роста у гибридов оказывается более низким, чем у местных карпов.

С 1971 года ведутся работы по созданию маркировочных линий на основе селекционируемой породы среднерусского карпа. В качестве маркёра используется ген «рисунка», введённый в отводку от японских карпов-хронистов. Селекция основана на применении поглотительного скрещивания, при котором намечено, как можно больше выявить признаков среднерусского карпа при сохранении «рисунка» как цветного маркёра.

Таким образом, в настоящее время генетическая маркировка в линиях карпа осуществляется в основном с использованием генов, взятых от японских декоративных карпов по гену «рисунка» в сочетании с известными генами чешуи.

Для создания генетических маркёров по другим видам раскраски и другим рисункам, требуется дальнейшее изучение.

Мечение племенных рыб

В ихтиологических исследованиях для изучения поведения, распространения, миграции и промыслового возраста рыб применяют специальное мечение. Не меньшее значение имеет мечение рыб в селекционно-племенной работе. При этом необходимо маркировать группы, различающиеся по происхождению, возрасту и полу.

Особенно большое значение мечение рыб приобретает при двухлинейном разведении, которое рекомендуется для промышленных рыбхозов. В некоторых случаях при изучении возрастной и сезонной динамики селекционных признаков, при оценке производителей по качеству потомства, применяется индивидуальное мечение.

Какие же способы мечения могут применяться в рыбоводных хозяйствах?

1. Наружные метки. Наружные метки могут быть подвесные и прикреплённые. Они очень широко применяются для мечения промысловых рыб. Применять их можно для группового и индивидуального мечения. Но применять наружные метки для мечения племенных рыб не желательно. Наружные метки плохо сохраняются и вызывают травматизацию рыб. Если метка подвешивается перед спинным плавником на капроновой нитке, то она вызывает сильное воспаление, которое может сопровождаться нагноением и кровотечением.

2. Клеймение. Клеймение рыб осуществляется: термальным клеймом, криоклеймом, азотнокислым серебром и другими химическими средствами. Клеймение можно применять для индивидуального и группового мечения. Выжигание меток у карпа приводит к сохранению метки в течение нескольких лет. Однако и этот процесс связан с травматизацией и приводит к воспалению. В рану, образовавшуюся после клеймения, может проникнуть сапролегния.

При мягком термальном клеймении, когда клеймо нагревается в кипящей воде, метки сохраняются в течение 10 месяцев. Этот способ может оказаться эффективным и найдёт широкое применение.

Криоклеймение для мечения рыб применяется сравнительно недавно. При этом способе клеймо охлаждается жидким азотом или сухим льдом и прижимается к коже рыбы. Метка сохраняется у лососей и у прудовых рыб более года и не вызывает повреждения кожных покровов и чешуи.

Ляпсисным карандашом (азотнокислое серебро) метки лучше всего наносить зеркальным карпам, у которых они сохраняются около года. У чешуйчатых карпов такая метка сохраняется только два месяца.

Подрезание плавников. У рыб для метки можно подрезать грудной, брюшной и хвостовой плавник. Плавники подрезают прямыми ножницами, на половину длины лучей в перпендикулярно к лучам. Способ можно применять для группового мечения, он безопасен для рыб. Плавники отрастают снова за первый сезон выращивания, но остающийся после подрезания равный рубец заметен в течение нескольких лет.

Применение красок. Водорастворимые краски могут использоваться также для мечения рыб. Краску рыбам можно наносить двумя способами: путей выдерживания всей рыбы в растворах красителя и путем инъекции под кожу растворов красителей.

При мечении молоди лососевых рыб на рыбозаводах применяют групповое выдерживание в растворах красителей. Такие метки сохраняются не более двух недель.

Для инъекции применяют растворы холоднорастворимых красок, которые вызывают локальное окрашивание тканей. В нашей стране применяются подкожные инъекции М-проционовых красителей. Нанесение подкожных меток красителями у форели позволяет различать метку в течение трех лет. Красители не оказывают существенного влияния на выживаемость и темп роста рыбы. Применение красителей различных цветов и определённое расположение их на брюшке рыбы позволяет производить индивидуальное мечение рыб.

Для мечения применяются 3 % свежеприготовленные водные растворы М-проционовых или активных красителей марки «X». Растворы вводятся подкожно шприцем 1 -2 мл тонкой иглой под несколько чешуи. Разовая метка должна составлять 0,02 — 0,05 мл.

В зарубежных странах для мечения рыб используются цветные латексы, которые вводятся подкожно в виде водной дисперсии мелких окрашенных частиц.

При нанесении меток должно соблюдаться общее правило: процесс нанесения меток не должен быть трудоёмким, а метки должны сохраняться долгое время и не влиять на нормальный метаболизм рыб.

Вопросы для самоконтроля:

Что такое генетические маркеры? Где они применяются?

Зачем производится мечение племенных рыб?

Какими способами производится мечение рыб?