PLoS ONE: Molecular Genetic analyysi mahan sisältö paljastaa Wild Turska ravinnokseen Piscine Reovirus (PRV) Infected merilohi kaupalliselta Fish Farm

tiivistelmä

Maaliskuussa 2012 kalastajat toimivat vuono Pohjois Norja raportoitu kiinni Atlantin turska, natiivi kala muodostaa taloudellisesti tärkeä Merialueen tällä alueella, jolla on epätavallinen saalis niiden vatsat. Se oli arveltu, että nämä voivat olla Atlantin lohi, mikä ei ole tyypillistä saalis turskan tähän aikaan vuodesta rannikkoalueilla. Nämä havainnot olivat siis ilmoitettiin Norja direktoraatin kalatalousvaliokuntaan epäillään vuorovaikutusta paikallisen kalanviljelylaitos ja tätä kaupallista kalastusta. Tilastolliset analyysit geneettisten tietojen 17 mikrosatelliittimarkkerin genotyyppi 36 osittain hajonnut saalista, näytteitä lohta paikallisesta kalanviljelylaitos, ja näytteet lähimmästä luonnonkantoihin sallittua seuraavat johtopäätökset: 1. saalista olivat lohi, 2. Näitä lohi eivät ole peräisin paikallisesta luonnosta väestö, ja 3. paikallisen maatilan oli todennäköisin lähde näitä saalista. Lisätutkimukset osoittivat, että 21 36 saalis tartutettiin piscine reoviruksen. Vaikka välinen mahdollinen yhteys piscine reoviruksen ja taudin sydämen ja luurankolihasten tulehdus on edelleen tieteellistä keskustelua, tämä tauti oli aiheuttanut kuolleisuutta suuria määriä lohen maatilalla kuukautta ennen kalastajien havainnot. Nämä analyysit tarjoavat uusia näkökulmia vuorovaikutukset kesyjä ja luonnonvaraisia ​​kaloja.

Citation: Glover KA, Sørvik AGE, Karlsbakk E, Zhang Z, Skaalalla Ø (2013) Molecular Genetic analyysi mahan sisältö paljastaa Wild Turska ravintonsa piscine reovirus (PRV) Infected merilohi kaupalliselta Fish Farm. PLoS ONE 8 (4): e60924. doi: 10,1371 /journal.pone.0060924

Editor: Martin Krkosek, University of Toronto, Kanada

vastaanotettu: 03 lokakuu 2012; Hyväksytty 4 maaliskuuta 2013. Julkaistu: 19 huhtikuu 2013

Copyright: © 2013 Glover et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: Tämä tutkimus rahoittivat Norja Department of Fisheries. Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

Yksi merkittävimmistä ympäristöhaasteet liittyvät kaupallisen kulttuurin lohi ( Salmo salar
L.) meren net kynät on suojarakennuksen. Sisällä Norja, jossa tilastot määrä ilmoitetaan päässeiden kirjataan mukaan Norja Kalastusvirasto (NDF), vuotuinen määrä päässeiden on ollut satoja tuhansia useimpien vuosia vuosina 2000-2011 [1]. Kuitenkin todellinen vuosittainen määrä päässeiden on arvioitu olevan miljoonia johtuu aliraportointia [2]. Viljellyn päässeiden voi levitä pitkiäkin matkoja [3], [4], voi tulla joet [5], ja voi näyttää erilaisia ​​ekologinen [6] ja geneettisten vuorovaikutusten [7] - [12] kanssa villi muilta eläimiltä näkymättömissä. Siten on yleisesti hyväksyttyä, että viljellyn päässeiden edustavat mahdollinen uhka eheys kotoperäisiin.

soveltaminen molekyylitason geneettisten menetelmien luonnonsuojelua ja kalastuksen hallintaa varten, mukaan lukien rikostekninen tapauksissa lainvalvonnan ja sääntely laajeneva [13]. Tyypillisiä villieläinten oikeuslääketieteen sovellukset vaihtelevat lajien henkilöiden tunnistusta morfologisesti tunnistamattomaksi kudoksia ja näytteitä, väestön alkuperän tunnisteiden yksilöiden epäillään otettu paikoissa, joissa sato säädellään tai laitonta [14], tai jopa valheellisesti väitti [15]. Analyysi mahan ja ulosteen sisältöä pedoilta laajalti myös suoritettu, ja edellyttäen tunnistaminen saalis kohteita lajin [16] - [20], perhe [21], ja jopa yksittäisen näytteen taso [22].

NDF vastaavat kehittämistä ja toteuttamista vesiviljelyn sääntelyn Norjassa. Vaikka pakenemismahdollisuutta kalojen kaupallisista vesiviljelylaitokset ei ole laitonta Norjassa, maanviljelijät on lakisääteinen velvollisuus ilmoittaa päästä mereen tilansa. Tästä huolimatta todellista pienempänä on suuri haaste NDF. Vastauksena tähän tilanteeseen, geneettisten menetelmien tunnistamiseksi päässeiden takaisin niiden alkuperätila on perustettu ja johtivat sakkoja löydy yritykset säännösten vastaisesti [23], [24].

Vuoden 2012 maaliskuussa , paikalliset kalastajat toimivat vuono Pohjois-Norjassa raportoitu pyydystämiseen turska ( Gadus morhua
L.), joka on tärkeä kaupallista kalastusta tällä alueella, jossa epätavallinen saaliskaloihin niiden vatsat. Useimmat näistä saalis, joka oli noin 30-35 cm pitkä, olivat osittain tai voimakkaasti huonontunut, ja sellaisena se on haastava tunnistaa ne kaikki morfologisesti (Fig. 1). Siitä huolimatta he eivät näytä silli ( Clupea harengus
L.) tai pienempiä gadoid aineita, jotka muodostavat tärkeän osan turskan ruokavalio tällä alueella [25], [26], ja se oli spekuloitu useat kalastajien nämä voisivat olla lohi. Vaikka Atlantin turska tiedetään nielemään merilohen smoltteja upon siirtymistä makeanveden osaksi suistoalueilla ja meriympäristöön [27], [28], muutaman viikon päästä meriympäristön loppukeväästä ja alkukesästä, smoltteja ovat tyypillisesti jäljellä vuono alueet ja siirtyä kohti valtamerten ruokailupaikkoja. Sinänsä turska nauttiminen villilohen havaitun koon ja vuodenajasta tähän paikkaan pidettiin epätavallinen paikalliset kalastajat, ja tilanne siis ilmoitetaan NDF kuin epäillään vuorovaikutusta paikallisen lohi maatilan ja tätä kaupallista kalastusta. Täällä raportoimme analyysin saalis, jotta voidaan käsitellä seuraaviin kysymyksiin: 1. Mitkä lajit ovat nämä saalista, 2. Jos ne ovat lohi, on mahdollista tunnistaa heidät villi tai viljelty (eli on tämä harvinainen luonnollinen ilmiöitä vai onko se ihmisen aiheuttama), ja 3. Jos niitä viljelty merilohi, eivät ne ovat peräisin paikallisen maatilan?

Materiaalit ja menetelmät

Menettelytapa

Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli käsitellä kolmea kysymystä johdannossa esitetyn. Diagnostic merkkiaineita tunnistamiseksi vakavasti huonontunut Atlantin lohen ja kirjolohen ( Oncorhynchus mykiss
) kudoksiin Viime aikoina on kehitetty [29]. Kuitenkin ensimmäinen yritys tunnistamiseen saaliin toteutettiin erittäin polymorfisia mikrosatelliittimarkkerin yleisesti toteutettu merilohen populaatiogenetiikan projekteja. Perusteluna tälle oli kaksijakoinen. Ensinnäkin, jotta vastaamaan kysymyksiin 2 ja 3, alleeli ja taajuuden tarvittaisiin kullekin saaliin, jotta ne vastaavat vastaan ​​alleelin frekvenssi profiilit viljellyn ja luonnonvaraisen lohen alueella. Toiseksi yhdistelmä aiempien kokemusten kanssa näillä mikrosatelliittimarkkerin on huonontunut näytteitä yhdessä tarkastus saaliin ehdotti, että jos he todellakin olivat lohi, se voi olla mahdollista onnistuneesti genotyypittämiseksi näytteet näiden mikrosatelliitteihin.

näytteitä

tutkimus perustuu vuono sijaitsee Pohjois-Norjassa. Oikeudellisista syistä tarkat sijainnit turskan jää tässä tutkimuksessa, ja paikallinen kalanviljelylaitos, josta näytteet on otettu, pysyä nimettömänä. Valvonnassa NDF, yhteensä 36 saalis otettiin näytteet turskan vatsat paikalliset kalastajat (1-3 saalista kohti turska vatsa, kaikki turska jää vuosina maaliskuu-huhtikuu 2012). Nämä turska otettiin kiinni osana kaupallista sadon ja olivat kuolleet heidän vatsansa näytteenotosta. Siten mitään erityisiä lupia tarvittiin näytteiden turskan vatsat tässä tutkimuksessa. Molemmat Koillisjuuri jääturska (NEAC) ja Norja rannikon turska (NCC) tiedetään muodostavat perustan tämän kaupallista kalastusta tähän aikaan vuodesta tällä alueella. Kuitenkaan mitään näytteitä eikä tietoja on tallennettu näistä turskaa ja sellaisena se ei ole mahdollista sulkea pois nämä kalat jommankumman.

Kaikki turskan tallennettiin yksi kuudesta paikkakunnalla välittömässä läheisyydessä vain kalan maatilan alueella, joka sisältää lohen päällekkäisiä kooltaan saalista, tai enintään 20 km edelleen vuonon. Sen lisäksi, että 36 saalis jää turska vatsat, yksi lohi postitse smolttien, jää seurantaan verkko sijaitsee välittömästi vieressä vain lohen maatilan tällä alueella, otettiin näyte (tämä yksittäinen kala on jäljempänä nimellä "vankikarkuri" ja oli samankokoinen saalista). Kaikista näistä näytteistä kaksi kudosnäytteet kohti yksittäisiä otettiin myöhempää geneettistä analyysiä.

näytteet lohta maatilojen tässä vuono, joka sisälsi kalaa päällekkäisiä kooltaan saalista kerättiin myös. Nämä kalat otettiin näyte toimia henkilöt klo NDF. Ei erityisiä lupia tarvittiin näyte nämä kalat, vaikka kalanviljelijä käyttöön antaneelle tilansa. Lähin vaihtoehto tilalla kasvatetaan kaloja päällekkäisiä kooltaan saalista sijaitsi yli 100 kilometrin päässä (120 km päässä kaukaisemmiltakaan kaappaa turskan) ja ei nähdä todennäköinen lähde, ja näin ollen otokseen. Paikallisen tilan, yhteensä kolme näytettä, joista kukin koostuu noin 47 kalaa, otettiin kolmesta eri häkeissä. Tämä edusti kolme geneettistä kalakantaryhmien tilalla, ja on sopusoinnussa näytteenottomenettelyllä perustamiseksi geneettinen perustason tunnistamiseen päässeiden takaisin niiden alkuperätila [23], [24].

Näyte luonnonvaraisen Atlantin lohen peräisin lähimmästä joen ja sen välittömässä läheisyydessä, missä turskan saalis niiden mahat vangittiin myös mukana tässä tutkimuksessa. Tämä villi lohi otos koostui 101 aikuisten vangiksi onkimista vuonna joen vuodenaikaa 2007 ja 2008. Koska nämä kalat vangittiin ja myöhemmin tappoi kulutukseen urheilu kalastajia, ei luvat otetaan mittakaavan näytteitä näistä kuolleita kaloja tarvittiin.

Disease tila tilalla

sydän ja luustolihasten tulehdus (HSMI) on infektiotauti [30] tyypillisiä laajat tulehdus ja multifokaalinen nekroosia myosyyteistä sydämen ja punainen lihaksisto [31]. Romaani virus, piscine reovirus (PRV) on hiljattain havaittu kala HSMI. Tämä virus on tautiin liittyvän osoittaa, kohonnut viruskuormaa Sairaat kalat, ja on mahdollisesti vastuussa sairauden [32], [33]. Kuitenkin PRV infektiot ovat yleisiä viljellyn lohen Norjassa, ja on myös dokumentoitu terve kaloja kuten villi lohi [34]. Siksi rooli PRV vuonna HMSI jää alle keskustelua [34].

Vuosina tammikuu-helmikuu 2012 (eli muutama viikko ennen löytö lohen kaltaisen saaliin vatsat villi turska) , paikallinen tilalla raportoitu tappiot noin 55000 kalaa (tiedot NDF maatilan biomassasta rekisteri). Aiheuttava tauti myöhemmin diagnosoitu HMSI helmikuussa 2012. Tämä diagnoosi perustui kliinisiin analyyseihin kalojen tilalta paikallinen eläinlääkäri, ja myöhemmin vahvistettiin Norja Veterinary Institute käyttäen histopatologia (siis, läsnäolo tai puuttuminen PRV näissä sairaan kalan ei tunneta).

Koska tausta tietoja tautitilanteen tilalla, näytteitä saalis jää turskan mahat, ja yhden vankikarkuri, analysoitiin läsnäolon PRV. Tämä oli sen perusteella, että PRV voisi olla läsnä saalista ja vankikarkuri jos ne ovat peräisin tilalta, jossa HMSI oli aiheuttanut kuolleisuutta. PRV on läsnä myös villin Norja lohta (myös kaloissa ei näy HMSI), joskin harvemmin kuin viljellyn karannut lohi (13,4% vs. 55,2% esiintyvyys vastaavasti) [34]. Vaikka tämä virus on tyypillisesti tunnistettu sydämen tai pään-munuaisen näytteitä, johtuen huonontuneen tilan saalista, vain lihas näytteet olivat saatavilla tämän testin. Analyysit suoritettiin reaaliaikainen PCR-analyysi yritys, PatoGen Analyse AS, akkreditoitu mukaan kansainvälinen standardi ISO 17025 Näytteistä analysoitiin PRV RNA PatoGen mukaisesti in-house menetelmät Real Time PCR käyttämällä määritystä ( "PRV -St ') kohdistaminen L3 geeni, sekvensoitu aiemmin [32]. Sekvenssit eteenpäin ja taaksepäin-alukkeita tässä määrityksessä ovat 5'-TCAACCACCTCCACACAAAAGA-3 'ja 5'-AACGAGTTGTGCGTGTGCC-3' vastaavasti, ja koetin VIC-5'-TTGGGATGTCGACGTTCT-3 '. Standardikäyrä perustuu kymmenkertaiseksi laimennetaan kolmena rinnakkaisena oli kulmakerroin -3,25 (R ^{2 = 0,998), ja tehokkuus (E = [10 1 /(- kaltevuus)] - 1) oli 1,030. Raja-C _{T-arvo oli 37,0. PRV-ST analyysiä ei akkreditoitu aikaan analyysi ja tämä työ edustaa ensimmäistä kertaa nämä merkit, tuottama PatoGen AS, on julkaistu.}}

Molecular geneettisiä analyysejä

DNA: n eristämiseksi oli suoritettiin 96-muotoon käyttäen kaupallista kittiä (Qiagen DNeasy®96 Veri & Tissue Kit). Kukin 96-kuoppaisen levyn mukana kaksi nollakoekuoppien negatiivisina kontrolleina. Rutiini genotyypitys valvonnalla on standardin asema genotyypitys laboratoriossa at IMR [35], [36]. Näin ollen, kunkin yksittäisen saaliin ja vankikarkuri eristettiin kahdesti ohjata genotyypin johdonmukaisuutta. DNA määrä ja laatu ei mitattu.

Kaikki näytteet olivat kohteena genotyypitys joukon 18 mikrosatelliitteihin, joita käytetään laboratoriossa merilohelle genetiikka projekteja. Nämä loci monistettiin kolmen kanavanipun, käyttämällä standardimenetelmiä tuoreen kudosten (täysi genotyyppitestiä olosuhteet saatavissa kirjoittajien pyynnöstä); SSsp3016
(Genbank no. AY372820), SSsp2210
, SSspG7
, SSsp2201
, SSsp1605
, SSsp2216
[37], Ssa197
, Ssa171
, Ssa202
[38], SsaD157
, SsaD486
, SsaD144
[39], Ssa289
, Ssa14
[40], SsaF43
[41], SsaOsl85
[42 ], MHC I
[43] ja MHC II
[44]. PCR-tuotteet analysoitiin ABI 3730 Genetic Analyser ja mitoitettu jonka 500LIZ ™ koko-standardia. Raakadata kontrolloitiin manuaalisesti kahdesti ennen vientiä tilastolliseen analyysiin. Ei genotyypitys epäjohdonmukaisuuksia havaittu Näistä uudelleen analysoiduista näytteistä.

Tilastollinen

Kun DNA oli onnistunut yksilön saalista, yhden vankikarkuri, paikallisen maatilan ja villilohen peräisin alueen väestöstä, useita tilastolliset testit, yleisesti toteutettu populaatiogenetiikan tutkimuksissa suoritettiin näitä tietoja. Tämä oli voidakseen koskevat pääasiallisesti kolmeen kysymyksiin johdannossa. Näissä kokeissa, yksittäinen vankikarkuri yhdistettiin kanssa saaliskaloihin perustuen pilotin analyysin dokumentointia sen olevan geneettisesti hyvin samanlainen kuin saalista (katso tulokset). Siten nämä analyysit, saalista näyte sisälsi myös yhden vankikarkuri.

Ensinnäkin tiedot olivat järjestetty Populaatiogenetiikan ohjelma (MSA) [45], jota käytetään laskemaan useita yhteenvetotilastoja, ja lähdetiedostosta muihin ohjelmiin. Sen jälkeen aineisto analysoitiin vuonna Genepop V3.3 [46] laskea geeni erilaisuudet Hardy Weinberg tasapaino, ja kytkentäepätasapaino- parien välillä loci sisällä näytteitä. Fisherin tarkka testi (demorization 10 000 100 erissä, 5000 toistojen) toteutettiin testaamiseksi tilastollista merkittävyyttä. Ohjelma LDNE [47] kuin laskennassa käytettävä tehokasta populaatiokoko ( Ne
) kullekin näytteistä. Tämä ohjelma käyttää yhden näytteen lähestymistapa arvioida Ne
perustuu aste LD havaita näytteestä.

Genetic tunnistaminen saaliin suoritettiin kaksi erilaista mutta ilmainen menetelmiä. Ensinnäkin, geneettinen toimeksianto käyttäen Rannala & Vuori Laskentamenetelmän [48] toteutettuna ohjelmassa GeneClass2 [49] tehtiin. Tässä näytteitä tiloilla ja villin kalan käytettiin ennalta määritetyn potentiaalisia saalista (eli geneettinen lähtötilanteessa). Tämän jälkeen suora geneettinen toimeksianto tehtiin. Tämä menetelmä asettaa kunkin tuntematon kala (eli yksittäisten saaliskaloihin) tulee perustason näyte, että se muistuttaa eniten. Rajoitus on suora osoitus on, että se antaa mahdollinen lähde väestö kuhunkin tuntemattomien näytteiden riippumatta ehdottomaan samankaltaisuuden. Tämä voi olla hyväksyttävää "suljetuissa järjestelmissä", jossa kaikki mahdolliset lähteet Tuntemattomien näytteiden ovat edustettuina kuitenkin tilanteissa kuten nykyinen jossa ei kaikista mahdollisista lähteistä sisältyvät lähtötilanteessa, on tärkeää saada arvio aste samankaltaisuus tuntemattoman näytteen (t) ja jokaisen perustason näyte. Tämä saavutetaan syrjäytymistä, ja kunkin yksittäisen verrataan kunkin perustason näyte, ja todennäköisyys, jotka kuuluvat (tai oikeammin, todennäköisyys, joka ei kuulu) lasketaan. Erityisissä tilanne täällä, hylkäämistä kaikilta lähtötasosta näytteistä viittaisi siihen, että saalis on peräisin lähteestä ei otokseen.

Toinen tapa määritellä saalis oli laskea sekoittumisen (kutsutaan myös Bayes ryhmäanalyysi) käyttäen ohjelman rakenne 2.2 [50], [51]. Yksittäiset sekoittumisen voidaan tunnistaa ja tehtävän yksittäisten kalojen geneettiseen klustereita (ts populaatiot tai geneettinen ryhmiä) ilman "etukäteen" koskien väestön tai sijainti, josta kukin yksittäinen näyte on peräisin. Tämä sallii, esimerkiksi, tunnistaa henkilöt, jotka ovat seka perinnölliset ja yksilöiden tunnistamisessa kun sekoittaa näytteitä pääasiassa muiden geneettisten ryhmien. Ohjelmaa ajettiin käyttäen seoksena mallia vastaaviin alleeli taajuuksilla ja ei ole aiempaa. Toimii koostui burn-in 250 000 MCMC vaiheet, jota seuraa 250 000 ohjeita. Ohjelma ajettiin kaikki näytteet yksityiskohtaisia ​​mukana, määrä populaatioiden välissä k
= 1-8 3 kulkee kohti k
. Todennäköisyys tietojen piirrettiin, ja sopivin k
määritettiin kohdassa, jossa kulmakerroin saavutti tasanteen [50].

Tulokset

Huolimatta osittain pilkottu (Fig. 1), mikrosatelliittimarkkereita DNA onnistuneesti saatu kaikista 36 saalis näytteet turskan vatsat, ja yhden vankikarkuri jää seurannassa net ulkopuolelle sijoitettujen paikallisen maatilan. Vaikka jotkut markkereita ei sijoitettiin joissakin DNA isolations, kun yhdistetään tietoja molemmista isolaateista (kun rajat tarkkailun validoimiseksi genotyypityksen johdonmukaisuus), vain kaksi genotyyppiä puuttuivat yhteensä 629 potentiaalisen genotyyppien varten 37 kalan analysoitiin 17 microsatellite loci (ts > 99% genotyypityksen peitto). Tämä antoi sekä vakuuttavaa näyttöä siitä, että saalis oli todellakin merilohen ja sallitut seuraava askel niiden tunnistamisen avulla populaatiogenetiikan tilastollista lähestymistapaa.

Yhteenvetotilasto yhdistetyn näytteen saaliin (joka sisälsi yhden vankikarkuri kaapattu net), näytteitä paikallisen maatilan ja joesta osoittaa useita suuntauksia (taulukko 1). Kaikki näytteet tilalta näkyy vähemmän geneettistä monimuotoisuutta kuin näyte joesta, mitattuna joko kokonaismäärä alleeleja, tai alleelinen rikkaus kiertämiseksi ongelmat ottaa eri määrä yksilöitä, jotka edustavat kunkin näytteen. Alempi vaihtelu polymorfisten geneettiset markkerit on tyypillistä maatilojen näytteitä verrattuna villin näytteitä [52], [53], ja liittyy siihen, että kalat näytteet yhdessä häkissä on usein rajallinen joukko vanhempia [54]. Lähes kaikki näytteet in HWE kuitenkin LD havaittiin molemmissa näytteessä Farm 1C, ja näyte saaliskala. Ne
oli hyvin alhainen näytteessä saaliin ja kaksi näytettä maatiloilta. Sen sijaan Ne
oli paljon korkeampi otokseen luonnonvaraisen lohen ja maatilan näyte 1B. Kaikkien näiden yhteenvetotilastoja, saaliin muistutti tilan näytteet hyvin voimakkaasti, varsinkin 1C, kun taas ne näkyvät hyvin erilaisia ​​parametrejä villi näyte.

F _{ST on keskimäärin mittaus geneettistä samankaltaisuutta ryhmien näytteiden tai väestölle. Kollektiivisestikaan saalis oli geneettisesti voimakkaasti selvä villi lohi, ja marginaalisesti eri näytteisiin maatilan 1A ja 1B (taulukko 2). Nämä saalis olivat geneettisesti samankaltaisia ​​tilalla näyte 1C. Kaikki tilalla näytteet olivat geneettisesti erilaista villi näyte, joka tukee havaintoja tilastotiivistelmät esitetyn mukaisesti.}

Self-tehtävän simulaatiot myös näytteet tilalta ja villi väestö osoitti, että kaiken kaikkiaan 70% kalan tässä näytesarja olisi oikein näytteelle määrittyy, josta ne ovat peräisin. Miss-toimeksianto johtui lähes yksinomaan tuotantoeläinten kalan väärin sijoitettu vaihtoehtona maatilan näyte, joka heijastaa päällekkäisten geneettinen profiili näiden häkeissä. Mikään viljellyn kalan virheellisesti määritetty villi väestö, ja vain 3 101 villin lohen virheellisesti osoitettu jollekin viljellyn näytteistä (kaikki jaettiin Farm 1B). Niinpä nämä simulaatiot osoittavat lähes täydellinen potentiaalia selville onko saalista ovat todennäköisemmin peräisin tämän paikallisen maatilan (ja siten ihmisen aiheuttama tapahtuma) tai paikallinen villi väestö (ja siten epätavallinen luonnollinen tapahtuma).

Suora luovutus (mikä asettaa tuntemattoman näytteen, joka on tässä tapauksessa oli 36 saalista ja yksi lohi vankikarkuri jää nettomääräisesti tilan ulkopuolella, tulee geneettisesti muistuttaa eniten perustason näyte) sijoitetaan kaikki saaliin ja yhden vankikarkuri osaksi maatilan näytteitä, eikä kukaan luontoon näyte (Fig. 2). Syrjäytyminen testit tukevat tätä, mikä osoittaa, että suurin osa saalista ja yhden vankikarkuri voitaisiin lopullisesti jättää otoksen luonnonvaraisen lohen, kun vain 1 saalista näyte voidaan jättää kaikista viljellyn näytteet (ja tässä tapauksessa luonnossa näyte myös ).

tunnistaminen saaliin ja yhden vankikarkuri suoritettiin myös käyttämällä seoksena analyysi ohjelmassa Structure (Fig. 3). Tämä ohjelma ei ota huomioon mitään "prioritodennäköisyydet" näytteitä ja kukin voi edustaa sekoitus geneettisten ryhmien tai klustereita. Todennäköisyys tietojen piirrettiin, ja sopivin klusterien lukumäärä k
, määritettiin 4 (kohdassa, jossa kaltevuus saavutti tasanteen) [50]. Vahvistaminen tulokset muista tilastollisten testien esitetty edellä, sekoitettuna analyysi osoitti, että oli suuri geneettinen ero viljellyn lohen ja luonnon lohen tässä tietojoukon, ja tärkeintä, että kaikki saaliin, mukaan lukien yksi lohi vankikarkuri, olivat tiiviisti geneettisen klustereita edustettuna lohta paikallisen Norja maatilan, eikä paikallinen villi väestö. Tiedot muut numerot klustereiden (eli k
välissä 2-8) antoivat identtiset tulokset (data ei esitetä).

Reaaliaikainen PCR-analyysit (PRV-ST määritys) havaittu PRV virus RNA 22 37 saalista näytteitä. Positiiviset näytteet oli 21 saalis kohteita turskaa vatsat ja yhden lohen jää seurannassa net ulkopuolelle sijoitettujen Norja tilalla. C _{T-arvot vaihtelivat 27,8-35,3 (keskiarvo 33,0).}

Keskustelu

Molecular-geneettisen työkaluja tunnistaa vesiviljelylaitokseen ja joissakin tapauksissa jopa erityisiä häkin alkuperän Atlantic lohi [23], [24], turska [55], [56] ja kirjolohen [57] päässeiden on kehitetty. Kuitenkin tässä tutkimuksessa edustaa uutta soveltaminen molekyylitason geneettisten menetelmien jotta hallintoviranomaisten mahdollisuuden seurata kaupallisen vesiviljelyn ja sen vuorovaikutus luontoon. Lisäksi tämä tutkimus tarjoaa uusia näkökulmia vuorovaikutukset kesyjä ja luonnonvaraisia ​​kaloja.

neljä pääasiallista voi päätellä näiden analyysien: 1. Osittain pilkottu ja morfologisesti vaikea tunnistaa saalis paljastui olevan Atlantin lohi, 2. Perustuen useiden riippumattomien geneettisten tekijöiden, nämä lohi saalis todettiin viljellyn eikä paikallisesta luonnosta väestö, mikä osoittaa, että tämä on ihmisen aiheuttama, toisin kuin luonnonilmiöitä, 3. huolimatta osittainen ruoansulatusta, suurin osa saalista , mukaan lukien yhden vankikarkuri kuljetti havaittavia määriä PRV. PRV liittyy tautiin HSMI [32], [33]. Tämä sairaus oli aiheuttanut merkittävää kuolleisuutta lohen paikallisen maatilan välittömässä ajanjaksoina ennen saaliin ollessa jää luonnossa turska, 4. geneettinen profiili lohen saalista, ja yhden vankikarkuri, voimakkaasti Hyväksytty geneettinen profiilia kalat paikallisen maatilan. Vaikka geneettinen samankaltaisuus ei ole yksiselitteinen osoitus alkuperästä [23], kun otetaan huomioon lähin vaihtoehtoinen tilalla että nämä henkilöt voisivat teoriassa peräisin sijaitsi yli 100 kilometrin päässä toisessa vuono, nämä analyysit edellyttäen NDF riittävästi "aihetodisteita" aloittaa tutkimus omistavan yhtiön tämä kaupallinen vesiviljelylaitoksella perusteella mahdollisten mis-johdon.

lohen maatilan tutkimusalueella oli diagnosoitu HSMI vain viikkoa ennen ulkonäköä viljellyn lohen vatsassa paikallisen turska. Siksi saalis uudelleenpyydetyistä turskaa mahat tutkittiin läsnäolon PRV, vaikka virus saattaa laskea taudin puhkeamisen jälkeen [58]. Vaikka osittainen digestio saalista, ja se, että vain lihaksen näytteet olivat saatavilla, PRV-virus oli vielä havaittu. Kuitenkin, perustuen analyysien täällä, se ei ole mahdollista yksiselitteisesti ratkaista, miten PRV tartunnan viljellyn lohen tuli luonnonympäristöön. Niitä voitaisiin sairastuneelle kuolleiden kalojen talletetaan mereen (joka olisi laiton käytäntö Norjassa) ja sen jälkeen nautittavaksi turskan merestä-vuode tai ne olivat päässeiden edelsi niiden mukaisesti turska. Koska tilalla oli kokenut merkittäviä kuolleisuutta kalan (55000) kautta HMSI vuosina juuri ennen lohen jää turskan vatsat, osoittavat, että entinen selitys on todennäköisin.

Riippumaton miten kalan tuli luonnonympäristöön, tämä tutkimus osoittaa trofia lähetyksen mekanismina vuorovaikutuksen lohenkasvatus ja luonnonvaraisia ​​kantoja. Vaikka Atlantin turska on dokumentoitu pyydystävän kun villi merilohen smoltteja siirtyessä makean veden mereen [27], [28], lohi ei yleensä jo ennen kun turska aikaan vuodesta, jonka nykyinen tutkimus tehtiin [25 ], [26]. Lisäksi tietojemme mukaan tämä tutkimus on ensimmäinen dokumentointi turska ravinnoksi merilohen Yhdeltä kalanviljelylaitokselta. Siten on mahdollista, että turska tutkittu täällä, ja jotka muodostavat osan väestöstä tutkimusalueella tähän aikaan vuodesta, ovat altistuneet PRV. Kyky PRV viruksen lähetettävän uusia isännät kautta nauttimisen sairastuneiden saalis on tällä hetkellä tuntematon, sillä on alttius Atlantin turska virukselle. Kuitenkin, PRV ei ole havaittu 78 turskaa eikä 850 muuta gadoids että äskettäin näytteet Norjassa ja seulottiin tämän viruksen [59]. Koska PRV infektiot ovat yleisiä luonnonvaraisen ja viljellyn lohen Norjassa, ja myös esiintyy villin taimenen ( Salmo trutta
L.) [34], on todennäköistä, että yhteinen PRV tyyppi on nimenomaan lohikalojen ja että turska ei ole altis.

analyysi eläimen vatsan sisältö tai ulosteista käyttämällä molekyyligenetiikan menetelmiä on laajasti sovellettu erilaisia ​​taksonien ja biologisten kysymykset [19], [60]. Nämä menetelmät tehty ensisijaisesti tunnistamaan saalis Kohteiden taksonominen luokittelu, usein lajeja, useimmiten mukana analyysi yhden tai pieni määrä geenejä jotta vaadittava taksonominen valmiudet mahdollisen saaliin lajin osalta [17], [18], [20]. Viime aikoina kehitys seuraavan sukupolven sekvensointi sallinut voimakas lisäyksiä näitä lähestymistapoja, mikä johtaa siihen, mitä kutsutaan kuin DNA metabarcoding [61]. Vaikka tässä tutkimuksessa ei merkitse teknistä kehitystä tällaisia ​​molekyyligenetiikan menetelmiä, soveltaminen mikrosatelliittimerkkien DNA-analyyseissä ruokavaliosta analyysi todistettava henkilöllisyytensä pidemmälle taksonominen luokittelu on uusi. Täällä oli mahdollista paitsi osoittaa, että saalis oli Atlantin lohi, mutta todennäköisin lähde oli paikallisen maatilan eikä paikallinen villi lohi väestö. Lopuksi oli myös mahdollista osoittaa, että saalis suorittaa virus, joka on liittynyt sairaus, joka aiheuttaa merkittävää kuolleisuutta viljellyn lohen. Siksi tämä tutkimus edustaa laajentaminen biologisen kysymyksiä, joita voidaan käsitellä kautta molekyyli- geneettinen analyysi mahan sisällön. Muita esimerkkejä ruokavalio analyysi laajempia lajeja tunnisteiden sisältää analyysin perhetaso osoittamaan filial kannibalismia luonnossa [21], ja saalistusta kuolleisuus merilohen viljeltyä, hybridi- ja villi sukulaisuuden luonnollisessa vesistön (Skaalan julkaisematon). Myös tunnistaminen saalis kohteita henkilökohtaisella tasolla on tehty, jossa mikrosatelliittimarkkereita analyysi ruokavalion Grönlannista haiden ( somniosus microcephalus
), yhdessä etsimään DNA rekisterin kaikille lahtivalaiden ( Balaenoptera acutorostrata
) jää alle kaupallinen sato Norjassa [62] sallitaan yhdistävät valaan ja hain kaappaa sekä aikaa ja tilaa ymmärtää sekä niiden liikkumista ja ruokavalio tottumukset [22].

yli vuosikymmenen, vuotuinen raportoitu pakenemismahdollisuutta lohta Norja kalanviljelylaitosten on ollut kymmeniä tai satoja tuhansia [1]. Tämä on todennäköisesti aliarvioitu takia pienemmiksi, ja vuosina 1998-2004, on arvioitu, että keskimääräinen vuotuinen määrä päässeiden oli 2,4 miljoonaa [2], joka on suurempi kuin vuotuinen määrä villin lohen paluu Norja rantaviivaa toistaa saman ajanjakson aikana. Vaikka huomio ympäröivä vaikutus päässeiden on ensisijaisesti annettava niille elossa vastakohtana kuollut [7], [9], [63], esillä oleva tutkimus osoittaa, että virus-tartunnan viljeltyjen kalojen voidaan päästää ympäristöön yhdellä menetelmällä tai toiseen. Analyysit tässä tapauksessa korostuu mahdollisuus tunnistaa ja seurata tällaisia ​​tapahtumia. Koska suuruus päästä mereen kalankasvatuslaitosta, tämä on yksi merkittävimmistä ihmisen aiheuttama valloitusten natiivien populaatioiden jonka laji, joka on kohdistettu valintajalostuksen. Näin ollen tilanne on tarkkailtava paitsi ekologinen [6] ja geneettinen [7] - [12] vuorovaikutusta, mutta myös sairaus vuorovaikutusta.

Kiitokset

Tor Arne Helle, ja muut

• PLoS ONE: Seerumin Apolipoproteiinit C-I ja C-III pelkistetään Mahasyöpä Potilaat: Tulokset MALDI-Based peptidomin ja Immuno-Based Kliiniset määritykset
• Vatsavaivat korjaustoimenpiteitä