A BALATONI EZÜSTKÁRÁSZ (CARASSIUS AURATUS GIBELIO) POPULÁCIÓK GENETIKAI DIVERZITÁS VIZSGÁLATA A MITOKONDRIÁLIS GENOM SZEKVENCIÁK ALAPJÁN

Keszte Szilvia1, Tóth Ihász Katalin1, Balogh Réka1, Ferincz Árpád1, Stasznyi Ádám1, Bokor Zoltán1, Bernáth Gergely1, Várkonyi Levente1, Józsa Vilmos2, Urbányi Béla1, Kovács Balázs1

1Szent István Egyetem, Halgazdálkodási Tanszék, Gödöllő, Páter Károly u.1., szilvia.keszte[kukac]phd.uni-szie.hu
2Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ, Halászati Kutatóintézet, Szarvas, Anna-liget u. 35.

Kivonat

Bevezetés

Az ezüstkárász (Carassius auratus gibelio) őshazája Kelet Ázsia, hazánkba a XX. század második felében került be gazdasági megfontolásból (Pintér K., 1980) Azóta vizeinkben szaporodási sajátosságainak és rendkívüli alkalmazkodó képességének köszönhetően jelentősen elterjedt. Ivadék pusztító és ivari parazitizmusának köszönhetően természetvédelmi szempontból kártékonynak mondható. Bár a tógazdaságok egy része értékesíteni tudja a gyomhalként lehalászott ezüstkárászt és nagy fogási mennyisége miatt a horgászok körében is igen kedvelt, a gazdaságokban és természetes vizeinkben jelentős táplálékkonkurenciát jelent az őshonos halfajoknak éppúgy, mint az olyan gazdaságilag is jelentős halfajoknak, mint a ponty (Patakiné V. E. and Tóth B., 2006). Az ezüstkárász állományok genetikai hátteréről és az egyes élőhelyek közötti vándorlásáról azonban igen kevés információnk van. Igaz ez legnagyobb tavunk, a Balaton esetében is, amelyben a halállományok szabályozása jelenleg az idegenhonos halak mennyiségének csökkentését célozza. Mind ezek figyelembevételével vizsgálatunk során célul tűztük ki a Balatonon és egyes vízgyűjtő területein élő ezüstkárász populációk genetikai diverzitásának felmérését a mitokondriális genom ún. kontroll régiójának (D-loop) vizsgálata alapján.


Anyag és módszertan

Összesen 113 ezüstkárász mintát vizsgáltunk meg, ebből 41 darab a Balaton belső részéről, 18 darab a Kányavári régióból, 16 darab pedig az Ingói területről származik. További 19 minta került elemzésre a Töreki tavakból és 19 az Őszödi-berekből, mely a Balaton 1800-as években történt vízrendezése előtt még a tó részét képezte. A mintagyűjtés során a farokúszóból vettünk szövetet. Külcsoportként 2 szintén az Ingói területről származó bodorka és 1 balin mintát is megvizsgáltunk. A szövetből az OMEGA gyártó E.Z.N.A. DNS izoláló készletével nyertük ki a DNS a gyártó protokollja alapján. A vizsgálni kívánt DNS-t 50 ng/ul-es koncentrációra hígított. Az izolált DNS-ből a vizsgálni kívánt mitokondriális DNS D-loop régióját polimeráz láncreakcióval (PCR) sokszoroztuk fel. A reakcióhoz a Carp-pro2-F (5’- TCACCCCTGGCTCCCAAAGC-3’) és Carp-Phe2-R (5’-CTAGGACTCATCTTAGCATCTTCA GTG-3’) primereket használtuk (Wang et al. 2010), a következő hőmérsékleti profillal: a kezdeti denaturáció 95°C-on 3 percig tartott, melyet 35 ciklus követett 95°C-on 30 másodpercig, 50°C-on 30 másodpercig és 71°C-on 1 percig, majd a végső lánc hosszabbítás 72°C-on 3 percig tartott. Az így felsokszorozott terméket a Macherel-Nagel gyártó NucleoSpin PCR tisztító készletével tisztítottuk meg a szekvenálási reakcióhoz a gyártó protokoll ajánlása alapján. A PCR reakcióval felsokszorozott termékekből BigDye Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems) felhasználásával elvégeztük a szekvenáló reakciót, majd alkoholos kicsapással nyertük ki a jelölt DNS-fragmenteket. A pelletet HiDi formamidban (Applied Biosystems) feloldottuk, majd denaturálását követően elvégeztük a bázissorrend meghatározást (Genetic Analyser Model 3130, Applied Biosystems). A kromatogramok kiértékelését és a szekvencia illesztéseket, valamint a haplotípusokat összehasonlító filogenetikai fát a MEGAX (Kumar et al. 2016) programmal készítettük el. A haplotípus csoportokat és a nukleotid diverzitást a DnaSP 5.10 (Librado and Rozas, 2009) szoftver segítségével határoztuk meg.


Eredmények és következtetések

A vizsgált minták szekvencia polimorfizmusa alapján 18 db haplotípust tudtunk elkülöníteni. A leggyakoribb 1-es haplotípust 77 egyed hordozta. Ezt követte a 16-os haplotípus, mely 16 egyedben volt jelen. A többi haplotípus ritkának mondható, mindössze 1 vagy 2 egyeddel. A különböző területekről származó minták vegyesen oszlanak el, kivéve a második leggyakoribb, a 17. és 18. haplotípusokat amelyekben csak az Őszödi-berekből származó minták voltak megtalálhatóak. Ennek feltételezhető oka, hogy a Balaton 1800-as években történt vízrendezése után megszűnt a vízterület kapcsolata a tóval és a populációk teljesen elkülönülten fejlődtek tovább. Az egyes haplotipusok genetikai távolságát filogenetikai fán is ábrázoltuk Maximum-likelihood elemzéssel (1000 bootsrep) (1. ábra). Jól látható, hogy a kontroll mintákat (balin, bodorka) tartalmazó 8-as, 9-es és 10-es haplotipusok jól elkülönült csoportot alkotnak a többitől.


Összefoglalás

Az ezüstkárász vizsgálatok során 18 mitokondriális haplotípust tudtunk elkülöníteni a Balaton és vízgyűjtő területein gyűjtött minták alapján. A különböző területről származó minták között vegyesen találhatóak meg az egyes haplotipus csoportok, kivéve az Őszödi-berekből gyűjtötteket, melyek 3 elkülönült, csak ott azonosított haplotípust hordoztak. A filogenetikai fán, azonban ezek nem rendeződtek egy csoportba (az egyik haplotípus távolabb helyeződik a másikaktól), azaz nem egy közös őstől származnak. Mindez arra utal, hogy a XIX. század eleji vízrendezés óta ez az élőhely elkülönült és akkor legalább két haplotípus már megtalálható volt ezen az élőhelyen.


Kulcsszavak: Ezüstkárász, genetikai diverzitás, mitokondriális genom, D-loop, genetikai marker, haplotipus


Köszönetnyilvánítás

Munkánkat a GINOP-2.3.2-15-2016-00004 projekt támogatta. A munkát az EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00008 számú projekt támogatta. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.


Irodalom

Kumar, S.; Stecher, G. and Tamura, K. 2016. ‘MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis Version 7.0 for Bigger Datasets’, Molecular Biology and Evolution, 33: 1870-74.

Librado, P. and Rozas, J. 2009. ‘DnaSP v5: a software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data’, Bioinformatics, 25: 1451-52.

PATAKINÉ VÁRKONYI E., TÓTH B. (2006): Cytogenetic studies and reproductive strategies of an invasive fish species, the silver crucian carp (Carassius auratus gibelio Bloch). 243-260. p. In: E. Pisano, C. Ozouf-Costaz, F. Foresti & B. G. Kapoor (Szerk.): Fish Cytogenetics. Oxford & IBH Publishing Co. Pvt. Ltd. 510. p. 

PINTÉR K. (1980): Exotic fishes in Hungarian Waters: their importance in Fishery Utilization of natural water bodies and fish farming.  Fish. Mgmt, 11 (4) 163-167. p.

Wang, C.; Li, S.; Nagy, Z.T.; Lehoczky, I.; Huang, L.; Zhao, Y.; Song, X. and Jeney, Zs. 2010. ‘Molecular genetic structure and relationship of Chinese and Hungarian common carp (Cyprinus carpio L.) strains based on mitochondrial sequence’, Aquaculture Research, 41: 1339-47

Programajánló

Jelenleg nincs aktuális esemény.