Zhang, H. Q., X. J. Xu, Z. Y. He, J. Z. Shao, X. H. Zhang, Q. H. Meng & F. Y. Huang (2017): A comparative study on genetic characteristics of two new varieties of Pelodiscus sinensis and their hybrid. – Genetics and Molecular Research 16(3); DOI: 10.4238/gmr16039148.

Eine vergleichende Studie zu den genetischen Charakteristika von zwei neuen Varianten von Pelodiscus sinensis und ihrem Hybrid.

Die Chinesische Weichschildkröten, Pelodiscus sinensis ist eine wichtige Art für die Aquakultur in südostasiatischen Ländern. Um eine neue Variante (Zuchtrasse) einer Weichschildkröte mit ausgezeichneten Zucht- und Speiseeigenschaften zu züchten evaluierten wir zwei Schildkrötenzuchtstämme mit hochgradig unterschiedlichen Eigenschaften und den Hybriden aus beiden Arten bezgl. des Phänotyps, der Vererbbarkeit der Eigenschaften und Mikrosatelliten-Loci. Die Transkriptomanalysen wurden dabei bei den Hybriden und den beiden reinerbigen Elternstämmen von P. sinensis (Japanstamm und dem Schwarzen-Qingxi-Stamm) durchgeführt. Die genotypischen Charakteristika und die ökonomischen Eigenschaften der Hybridschildkröten wurde analysiert und mit denen der zwei Elternarten verglichen, wobei sich ein signifikant besseres Wachstum der Hybriden zeigte. Die Chromsomenanzahl der Hybriden war diploid (2N = 66). Ihre Karyotypformel war 8m+10sm+26t+22mc mit nur geringen Unterschieden zwischen den zwei Elternstämmen. Zur genotypischen Segregation wurden 241 Mikrosatelliten-Loci bei 3 Populationen einschließlich von 90 Exemplaren untersucht und sie zeigten, dass die spezifische Allelanzahl und die polymorphen Fragmente in den Hybriden erhöht waren was klar zeigte, dass sich die genetische Diversität durch die Hybridisierung erhöht hatte. Die Lebertranskriptomanalyse der Hybriden und der zwei Elternstämme zeigte eine gleiche Verteilungshäufigkeit bei den Eltern und den Hybriden, wobei aber die Transcripte mit erhöhter Vorkommenshäufigkeit in den Hybriden vorlagen. Es gab 274 signifikant unterschiedlich exprimierte Transcripte in den Hybriden im Vergleich zu den zwei Ausgangsstämmen und unter ihnen waren 7 differentiell exprimierte Gene mit einer „Super-Eltern-Expression“ während nur zwei Gene niedriger als bei den Eltern exprimiert waren. Bei den differentiell exprimierten Genen betrafen die Expressionsänderungen hauptsächlich regulatorische Regionen im Vergleich zu den kodierenden Regionsequenzen. Diese Ergebnisse sind äußerst wichtig für die Beschleunigung von erfolgreichen Zuchtstrategien durch Hybridisierung von P. sinensis.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Ein Abstract das wieder einmal zeigt wie sehr auch Hybridisierung zur Erhöhung des Genflusses und damit zur Erhöhung der genetischen Diversität beitragen kann und die zeigt, wie sich auch vorteilhafte Eigenschaften für die Zucht damit erreichen lassen. Ebenso konnte für solche Hybriden auch klar gezeigt werden, dass sich nicht nur ihr Wachstum verbessert sondern, dass sie auch ein besseres Immunsystem als ihre Eltern aufweisen (Zhang et al., 2017 und die dort zitierte Literatur). Etwas was wir auch schon früher für natürliche Hybriden diskutiert haben (siehe Loire et al., 2013; Elbers et al., 2017 und die dortigen Kommentare). Dabei verfolgen die Autoren noch ganz konträre Ziele zu denen die die Arterhaltungsstrategen propagieren (siehe Gong et al., 2018). Nun sprechen wir hier über Zuchtformen die nach Möglichkeit gute Eigenschaften für den Schildkrötenfleischmarkt mitbringen sollen und die die Zuchteigenschaften verbessern sollen, wie zum Beispiel die Resistenz gegenüber Infektionen und schnelles Wachstum. Ob das auch Eigenschaften wären die ihr Überleben in freier Wildbahn fördern würden bleibt fraglich, aber grundsätzlich wäre dies auch nicht auszuschließen und wie die Arbeit von Gong et al., (2018) zeigt durchaus möglich, da Hybriden in der Natur anscheinend gut überleben. Hybridisierung und Heterosis führen also nicht nur zu Sterilität sondern scheinen durchaus auch dazu fruchtbare Nachkommen zu erzeugen, die in einer entsprechenden Umwelt Vorteile haben. Somit kann Hybridisierung also durchaus vorteilhafte Eigenschaften mitbringen, die das Überleben von Evolutionslinien sichern. Sie können später im weiteren Verlauf der Evolution auch neue Arten hervorbringen und so den Fortbestand von Evolutionslinien sichern (siehe auch Bidmon, 2017 und die dortige Literatur). Ja und es gibt genug Beispiele für vorteilhafte so genannte „Adaptive-Hybridisierungen“ auch bis hinauf zu den Säugern (siehe Bidmon, 2017a; Jones et al., 2018; Bidmon 2017b) und den Primaten einschließlich unserer eigenen Spezies (Bunlungsup et al., 2018; Dannemann & Racimo, 2018; Wu et al., 2018, Fu et al., 2015).

Literatur

Bidmon, H.-J. (2017): Sind phylogenetische Stammbäume nur ein Traum? – Schildkröten im Fokus, Bergheim 14 (1): 14–27.

Bidmon, H.-J. (2017b): Kommentar zu: Fantin, C., J. Morais, R. Botero-Arias, C. Araújo, C. Camillo & I. P. Farias(2017): Polyandrous behavior in an overexploited giant South American turtle (Podocnemis expansa) population in Central Amazon, Brazil. – Genetics and Molecular Research DOI: 10.4238/gmr16019537 oder Abstract-Archiv.

Bunlungsup, S., S. Kanthaswamy, R. F. Oldt, D. G. Smith, P. Houghton, Y. Hamada & S. Malaivijitnond (2017): Genetic analysis of samples from wild populations opens new perspectives on hybridization between long-tailed (Macaca fascicularis) and rhesus macaques (Macaca mulatta). – American Journal of Primatology 79(12); DOI: 10.1002/ajp.22726.

Dannemann, M. & F. Racimo (2018): Something old, something borrowed: admixture and adaptation in human evolution. Current Opinion in Genetics & Development 2018 Jun 9; 53: 1-8.

Elbers, J. P., R. W. Clostio & S. S. Taylor (2017): Neutral genetic processes influence MHC evolution in threatened gopher tortoises (Gopherus polyphemus). – Journal of Heredity; DOI: 10.1093/jhered/esx034 oder Abstract-Archiv.

Fu, Q., M. Hajdinjak, O. T. Moldovan, S. Constantin, S. Mallick, P. Skoglund, N. Patterson, N. Rohland, I. Lazaridis, B. Nickel, B. Viola, K. Prüfer, M. Meyer, J. Kelso, D. Reich & S. Pääbo (2015): An early modern human from Romania with a recent Neanderthal ancestor. – Nature; 524(7564):216-219.

Gong, S., M. Vamberger, M. Auer, P. Praschag & U. Fritz (2018): Millennium-old farm breeding of Chinese softshell turtles (Pelodiscus spp.) results in massive erosion of biodiversity. – Naturwissenschaften 105(5-6): 34 oder Abstract-Archiv.

Loire, E., Y. Chiari, A. Bernard, V. Cahais, J. Romiguier, B. Nabholz, J. M. Lourenço & N. Galtier (2013): Population genomics of the endangered giant Galapagos tortoise. – Genome Biology 14 R134: doi: 10.1186/gb-2013-14-12-r136 oder Abstract-Archiv.

Wu, D. D., X. D. Ding, S. Wang, J. M. Wójcik, Y. Zhang, M. Tokarska, Y. Li, M. S. Wang, O. Faruque, R. Nielsen, Q. Zhang & Y. P. Zhang (2018): Pervasive introgression facilitated domestication and adaptation in the Bos species complex. – Nature Ecology & Evolution; DOI: 10.1038/s41559-018-0562-y.

Zhang, H., X. Xu, Z. He, T. Zheng & J. Shao (2017): De novo transcriptome analysis reveals insights into different mechanisms of growth and immunity in a Chinese soft-shelled turtle hybrid and the parental varieties. Gene; 605: 54-62 oder Abstract-Archiv.

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