Jungfisch von S. chuatsi frisst einen anderen Fisch. I Foto: HZAU
Die meisten Fischlarven fressen leicht verdauliches, kleines Zooplankton. Nicht so einige Arten der chinesischen Barsche. Diese sind schon nach dem Schlupf reine Fischfresser und ernähren sich von Jungfischen anderer Fischarten und von Artgenossen. Dieser Kannibalismus führt zu einer hohen Sterblichkeitsrate der Jungfische und zu wirtschaftlichen Einbußen in der Aquakultur.
32 Gene machen den Unterschied zum Kannibalen
Die Forschenden haben die Genomsequenzen von verschiedenen Arten der chinesischen Barsche verglichen und konnten so die Evolution von 20.000 Genen über einen Zeitraum von 65 Millionen Jahren nachvollziehen. Sie konnten viele Gene mit artspezifischen Eigenschaften in Verbindung bringen. „Für 32 dieser evolvierenden Gene konnten wir eine unterschiedliche Genexpression bei den an anderes Futter gewöhnbaren Barscharten und den reinen Fischfressern experimentell nachweisen“, erklärt Ling Li, eine der Erstautorinnen der Studie und Gastwissenschaftlerin von der HZAU am IGB.
Schnelle evolutionäre Anpassung im räuberischen Verhalten
Chinesische Barsche sind aggressive Räuber. Bei der umfassenden Genomanalyse identifizierten die Forschenden sogenannte Kandidatengene, die mit besonders hohem Aggressionsverhalten und Affektverhalten in Verbindung stehen. „Unsere Genomanalysen zeigen die schnelle evolutionäre Entwicklung der chinesischen Barsche. Sie haben sich rasch an veränderte Umweltbedingungen angepasst, insbesondere in Bezug auf das Fressverhalten. Einige chinesische Barscharten sind heutzutage durch ihre genetische Veranlagung aggressivere Räuber als andere“, sagt Prof. Xu-Fang Liang von der HZAU.
„Die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Erbgut und Fressverhalten ist eine wichtige Grundlage für die nachhaltige Aquakultur dieser Fische. Fischzüchterinnen und Fischzüchter werden zukünftig gezielt die Fische für die Zucht auswählen können, bei denen das Erbgut ein weniger räuberisches Verhalten anzeigt – und so Verluste reduzieren“, fasst Dr. Heiner Kuhl, leitender Bioinformatiker des Projekts vom IGB, zusammen.
Hochdurchsatz-Genomforschung am IGB
Das Referenzgenom für Siniperca chuatsi ist eines der bisher qualitativ hochwertigsten Fischgenome. Es wurde mithilfe von Sequenzierungstechniken der dritten Generation erstellt und weist eine sehr hohe Sequenzkontinuität und eine nahezu komplette Rekonstruktion der 24 Chromosomen auf (siehe: http://genomes.igb-berlin.de). Das hochwertige Referenzgenom ermöglichte durch vergleichende Genomik die kosteneffiziente Sequenzierung drei weiterer Spezies aus der Familie der Sinipercidae. Dieser Ansatz, Genomsequenzen für ganze taxonomische Familien von Organismen zu erstellen, könnte als Blaupause für genomische Großprojekte dienen.
Den Artikel Open Access in Communications Biology lesen >
Heiner Kuhl hat kürzlich ein bioinformatisches Werkzeug, welches Prinzipien der Genomevolution verwendet, um kostengünstige und qualitativ hochwertige Genomsequenzen zu erstellen, in einem Artikel in Giga Science veröffentlicht.
Diese Arbeit wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) „Eigene Stelle” im Projekt „Referenzgenome für den Chinesischen Barsch (Siniperca chuatsi), den Flußbarsch (Perca fluviatilis) und drei verwandte Fischarten der Familie Sinipercidae für komparative Genomik und markergestützte Zucht in der Aquakultur ” gefördert. KU 3596/1-1; Projektnummer: 324050651.
