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.

De novo Transkriptomanalysen liefern Einsichten in die Mechanismen des Wachstums und der Immunität bei Chinesischen Weichschildkrötenhybriden im Vergleich zu ihren unterschiedlichen Eltern.

Die Chinesische Weichschildkröte (Pelodiscus sinensis) gehört zu den sehr wichtigen Süßwasserschildkröten in den Aquakulturen Chinas. Die molekularen Mechanismen die dem Wachstum und der Immunität sowie der Vitalität von Hybriden zugrunde liegt sind nur unzureichend bekannt. In der vorliegenden Studie sequenzierten wir mit der Ilumina-Sequenzierungsplattform die Transkriptome der signifikant verschiedenen P. sinensis Zuchtstämme (Qingxi Schwarzschildkröte B und Japanstamm, J) sowie die der daraus resultierenden Hybriden mit der Bezeichnung (Zajiao-1, F). Differentiell exprimierte Gene (DEGs) zwischen Zajiao-1 und der Qingxi Schwarzschildkröte waren hauptsächlich im HTLV-I–Infektions- und im Hippo-Signalweg angereichert während die DEGs zwischen Zajiao-1 und Japanstamm hauptsächlich für die Signalwege des Tryptophanmetabolismus und bei den Krebsassoziierten Signalwegen zu finden waren, wie transkriptionale Dysregulation bei Krebs, Amöbiasis (Amöbenruhr), Fcγ-mediierte-Pagozytose und dem Peroxisomsignalweg. Hoch exprimierte Gene die in der Regulation von Fettstoffwechselerkrankungen, des Kardiovaskulären-Systems und der Immunität von P. sinsnsis beteiligt sind wurden ebenfalls unter den DEGs nachgewiesen. Unter den betroffenen hochregulierten Genkategorien und deren Ontologie gab es solche die zelluläre Prozesse, metabolische Regulationswege und den Aktin-Zytoskelettsignalweg regeln. Die Verlässlichkeit dieser Sequenzdaten wurde anhand einer quantitativen Echtzeit-PCR-Analyse für 20 Immunitätsgene und Wachstums-assoziierte Gene überprüft. Diese Ergebnisse liefern neue Einsichten zum Phänomen der Heterosis für die Wachstumsparameter und zur Widerstandfähigkeit gegenüber Stressfaktoren und liefern somit eine potentielle Strategie für die selektive Zucht.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Diese Arbeit liefert erste klare und direkte Hinweise darauf, dass bei Pelodiscus die Hybridisierung zumindest bei den F1-Hybriden (1. Generation) sich vorteilhaft auswirkt und sowohl zur Wachstumssteigerung und zur Steigerung der Immunität führt. Sicher könnte sich das auch wieder bei der F2-Generation nach den Mendelschen Regeln wieder ändern, aber da gesteigerte Immunität meist sehr vorteilhaft ist würde ich mal davon ausgehen, dass gerade diese gesteigerte Immunität aufrecht erhalten bleibt. Auch hier gibt es wieder einen direkten Vergleich zu unserer eigenen Evolutionsline, denn unter den Genen die uns aus Hybridisierungsereignissen mit dem Neanderthaler erhalten geblieben sind, sind auch Gene unseres Immunsystems (siehe Kommentar zu Gong et al., 2018). Wir sollten also langsam aus solchen Daten lernen. Sicher niemand will reine Arten sinnlos durch unnötige Hybridisierung verändern, es sei denn wie hier für die Zucht zur menschlichen Ernährung, aber wir sollten auch klar erkennen welchen Vorteil Evolutionslinien für ihre Weiterentwicklung und Anpassungsfähigkeit an sich verändernde Umweltbedingungen daraus ziehen können. Gerade bei sehr kleinen Reliktpopulationen oder stark dezimierten Arten/Unterarten die leicht trotz bester Absichten durch Inzuchtdepression an Überlebenskraft verlieren kann das ein Ausweg sein, der anscheinend sowohl in der Natur wie auch schon in einigen Nachzuchtprojekten zum Tragen kommt. Siehe Bidmon, 2017, Çilingir et al, 2017; Hennessy, 2015; Miller et al., 2017).

Literatur

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

Çilingir, F. G., F. E. Rheindt, K. M. Garg, K. Platt, S. G. Platt & D. P. Bickford (2017): Conservation genomics of the endangered Burmese roofed turtle. – Conservation Biology doi: 10.1111/cobi.12921 oder Abstract-Archiv.

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.

Hennessy, E. (2015): The Molecular Turn in Conservation: Genetics, Pristine Nature, and the Rediscovery of an Extinct Species of Galapagos Giant Tortoise. – Annals of the Association of American Geographers 105: 87–104 oder Abstract-Archiv.

Miller, J. M., M. C. Quinzin, N. Poulakakis, J. P. Gibbs, L. B. Beheregaray, R. C. Garrick, M. A. Russello, C. Ciofi, D. L. Edwards, E. A. Hunter, W. Tapia, D. Rueda, J. Carrión, A. A. Valdivieso & A. Caccone (2017): Identification of Genetically Important Individuals of the Rediscovered Floreana Galápagos Giant Tortoise (Chelonoidis elephantopus) Provide Founders for Species Restoration Program. – Scientific Reports 7; DOI: 10.1038/s41598-017-11516-2.

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