Wanda Olech-Piasecka – Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w

Przyczyny i konsekwencje
struktury genetycznej zwierzyny
Wanda Olech, Zuza Nowak, Zbigniew Borowski
- Wydział Nauk o Zwierzętach SGGW
- Instytut Badawczy Leśnictwa
„Łowiectwo w zrównowaŜonej gospodarce leśnej” IBL Sękocin, 17-18.03 2015r.
Fot. M.Hławiczka
Populacja
grupa organizmów tego samego gatunku,
współwystępujących na określonym obszarze i w określonym
czasie (Krebs 1997)
Grupa organizmów jak i
zajmowany obszar muszą
być wystarczająco duŜe, aby
mogły w populacji zachodzić
swobodnie procesy
ekologiczne (w tym
genetyczne)
Struktura genetyczna populacji
to opis alleli i genotypów w poszczególnych loci wraz z częstością
(prawdopodobieństwem) ich występowania w populacji
AA
aa
Aa
aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
aa
AA
Aa
AA
Aa
AA
AA
AA
AA
AA
aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
AA
aa
AA
aa
Aa
AA
Aa
AA
AA
aa
AA
Aa
Aa
AA
aa
AA
aa
aa
Aa
Aa
Aa
AA
aa
AA
aa
Aa
AA
AA
Aa
Aa
Aa
aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
Aa
aa
aa
aa
AA
aa
aa
aa
AA
Aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
Aa
AA
aa
AA
AA
AA
AA
AA
aa
aa
AA
aa
aa
Aa
Aa
Aa
AA
AA
Aa
Aa
AA
AA
aa
Aa
aa
AA
Aa
Przepływ genów między pokoleniami
migracja, selekcja, dryf genetyczny, efekt załoŜyciela
Rodzice
kolejnego
pokolenia
Zmiana struktury zaleŜy od liczebności i składu grupy rodziców
Dryf genetyczny
frekwencja allelu w kolejnych pokoleniach, na początku 0,5
pokolenie
Działania człowieka
selekcja kierunkowa, przemieszczanie
tworzenie barier
Struktura genetyczna populacji
fragmentacja i efekt załoŜyciela
Aa
AA
aa
AA
Aa
AAAa
Aa
aa
AA
AA
aa
AA
Aa
AA
Aa
Aa
AA
aa
AA
AA
AA
aa
AA
AA
AA
aa
AA
AA
Aa
Aa
Aa
Aa
Aa
AA
aa
AA
AA
AA
Aa
AA
AA
aa
AA
AA
AA
Aa
Aa
Aa
AA
AA
Aa
AA
AA
AA
aa
AA
AA
AA
AA
AA
AA
AA
AA
aa
AA
Aa
AA
AA
AA
aa
AA
AA
a
aa
AA
Aa
Aa
aa
aa
Aa
aa
aa
aa
AA
Aa
aa
AA
AA
aa
AA
AA
aa
aa
aa
AA
aa
Aa
AA
aa
AA
AA
Aa
AA
AA
Aa
aa
Aa
AA
aa
Aa
Aa
Ocena struktury genetycznej
populacji
Markery genetyczne
– białka, enzymy
– markery molekularne
Cechy morfologiczne
Rodowód
Markery
mikrosatelitarnezmienność osobnicza
(profile genetyczne)
Mikromacierze
SNP- zmienność
osobnicza;
powiązanie z
cechami
Markery
DNA
mitochondrialnegolinie Ŝenskie,
zmienność
gatunkowa
Sposób pobierania prób:
1. Krew
przyŜyciowo, podczas immobilizacji
w celu załoŜenia obroŜy, transportu itp.
2. Krew lub tkanka
post mortem, martwe znalezione,
eliminowane
3. Fragment skóry
igła biopsyjna (dart) wystrzeliwana
z broni pneumatycznej
4. Włosy
z pułapek włosowych, wyrwane
5. Odchody
Cebulka
włosa
Jeleń szlachetny Cervus elaphus
Fot. M.Hławiczka
Cervus elaphus
Badania mt DNA,
69 haplotypów, 3 linie
Niedziałkowska M. i in. 2011. Acta theriol. 56
Cervus elaphus
40 analizowanych lokalizacji
827 (266,561) osobników
12 loci mikrosatelitarnych
Borowski i in. 2015
Zmienność w jądrowym DNA
podobne
genetycznie
populacje
zaznaczone są
tym samym
kolorem
Cervus elaphus
Borowski i in. 2015
Cervus elaphus
Dystans geograficzny w metrach
800000
700000
600000
500000
400000
300000
200000
100000
0
0
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,1
Dystans genetyczny Fst
Brak związku między dystansem genetycznym (Fst) a
geograficznym w populacji jelenia szlachetnego w Polsce
Borowski i in. 2015
Daniel Dama dama
Fot. M.Hławiczka
Dama dama
14 analizowanych lokalizacji
140 osobników
region kontrolny mt DNA
Borowski i in. 2015
Dama dama
Frekwencje haplotypów
CR mtDNA w badanych
populacjach
Borowski i in. 2015
Dama dama
21 analizowanych lokalizacji
252 osobniki
ekson 3 genu DRB3, enzymy
restrykcyjne Psu, BstY I, Rsa I
Nowak i in. 2015
Dama dama
Frekwencja genotypów w wybranych populacjach
– niska zmienność, w kaŜdej populacji przewaŜa
haplotyp A w układzie homozygotycznym
Nowak i in. 2015
Sarna europejska
Capreolus capreolus
Fot. Ł.Łukasik
Capreolus capreolus
Udział haplotypów
sarny syberyjskiej
w badanych
populacjach
Matosiuk i in. 2014. Mol. Ecol. 23
Capreolus capreolus
Matosiuk i in. 2014. Mol. Ecol. 23
Łoś Alces alces
Fot. M.Hławiczka
Alces alces
7 analizowanych lokalizacji
377 osobników
region kontrolny mt DNA
Świsłocka i in. 2013. Acta theriol. 58
śubr
Bison bonasus
Fot. M.Hławiczka
Porównanie struktury
genetycznej populacji
3 analizowane populacje
192 (104,88) osobników
12 loci mikrosatelitarnych
ekson 2 genu DRB3, enzymy
restrykcyjne HaeIII, BstYI, RsaI
Nowak i in. 2015
Pochodzenie analizowanych populacji
lata
Puszcza
Białowieska
Puszcza
Borecka
Puszcza
Knyszyńska
Bison bonasus
1952-72
grupa załoŜycielska
30 (10,20)
OHś BiałowieŜa
OHś BiałowieŜa,
1970-72
15 (7,8)
rez. Borki, Pszczyna
P.Białowieska,
OHś BiałowieŜa
1969-73
6 (3,3)
P.Białowieska
Grzegrzółka i in. 2004.
Bison bonasus
MM0012
Podstawowe parametry
genetyczne
ETH010
Na
Rzeczywista liczba alleli w locus
Ne
Efektywna liczba alleli w locus
Ho
Heterozygotyczność obserwowana
F
Współczynnik fiksacji Wright’a
Na
Ne
Ho
F
Białowieska
2,636
1,851
0,391
0,092
Knyszyńska
2,091
1,590
0,217
0,265
Borecka
2,364
1,732
0,325
0,129
Nowak i in. 2015
Bison bonasus
Analiza polimorfizmu
restrykcyjnego
eksonu 2 genu DRB3
0,80
0,8
0,7
0,60
0,56
0,6
Frekwencja
Wzory restrykcyjne po trawieniu enzymem HaeIII
0,5
0,44
0,40
0,4
P. Białowieska
0,3
0,20
0,2
P. Borecka
P.Knyszyńska
0,1
0,0
a
b
Wzory restrykcyjne po
trawieniu
Wzór
restrykcyjnyenzymem BstYI
Wzory restrykcyjne po trawieniu enzymem RsaI
Nowak i in. 2015
Bison bonasus
LB LC
15 Bismarck
16 Plavia
147 Begrunder
Analiza rodowodowa
populacji w Bieszczadach
87 Bill
89 Bilma
LC
42 Planta
45 Plebejer
100 Kaukasus
96 Gatczyna
46 Placida
95 Garde,
35 Plewna
LB
Perzanowski, Olech 2004; Biol.Conser.
Olech i in. 2005; 2006 CEPL;
Fot. P.Wawrzyniak
Udział załoŜycieli w stadach bieszczadzkich oraz
populacji Ŝyjącej w niewoli i przywiezionych Ŝubrów
Olech i in. 2013
Podsumowanie
Analiza struktury genetycznej pozwala odpowiadać na pytania o
zmienności i podobieństwie populacji, o historii migracji –
przesiedlania oraz podobieństwie między gatunkami.
Źródłem informacji o strukturze są markery molekularne, a moŜe
być rodowód
Istotnym jest reprezentatywność i liczebność zebranych prób
(badanych osobników)
Wyniki analizy mogą być przydatne w zarządzaniu populacjami
Fot. M.Hławiczka
Dziękuję za uwagę
Fot. M.Hławiczka