Title Genetic diversity of brown trout (Salmo trutta L., 1758) of the Danube basin on the territory of Croatia : international dual doctorate Title (croatian) Genetička raznolikost potočne pastrve (Salmo trutta L., 1758) dunavskog slijeva na području Hrvatske : međunarodni dvojni doktorat znanosti Author Tamara Kanjuh Mentor Ana Marić Mentor Tea Tomljanović (mentor)Committee member Tea Tomljanović (član povjerenstva)Committee member Ivana Maguire (član povjerenstva)Committee member Lidija Svečnjak (član povjerenstva)Committee member Predrag Simonović Committee member Vera Nikolić Committee member Marija Smederevac-Lalić Granter University of Zagreb Defense date and country 2023, Croatia Scientific / art field, BIOTECHNICAL SCIENCES Universal decimal classificationUDC ) 575 - General genetics. General cytogenetics Abstract To study the complex relationships of genera and species within the family
Salmonidae, most research are based on molecular methods. However, morphometric
methods are an important part of research and in combination with molecular methods can
provide more complete results on the taxonomy, systematics and phylogeny of salmonid
species. Brown trout is certainly the most attractive among them, and previous studies has
shown that it represents a very variable species, both morphologically and genetically. This is
evidenced by the existence of eight phylogenetic lineages within this species: Danube (DA),
Atlantic (AT), Mediterranean (ME), marmoratus (MA), Adriatic (AD), Tigris, Duero and
Dades. An exceptional diversity of native geographically specific populations is found in the
Balkan Peninsula. Previous studies have shown that the uncontrolled introduction of nonnative lineages in this area has threatened the status of these populations. In this research, 15
populations in the Danube basin of the central-western and eastern part of Croatia were
analyzed. One of the analyzed populations was from the fish farm “Vrabac”. To determine the
population structure of brown trout, as well as the degree of introgression of non-native
genetic material, three molecular markers were used: the control region of mitochondrial
DNA, the locus of the nuclear gene L-lactate dehydrogenase and eight microsatellite loci.
Additionally, the method of geometric morphometry was used to determine variations in body
shape between native and introduced lineages, and their hybrids. Two phylogenetic lineages
(DA and AT) and a total of four haplotypes (Da1, Da2, Da22 and At1) were identified in the
analyzed populations. Among the haplotypes, only Da1 is defined as native. The biggest
threat to the indigenous stock is represented by the introduced individuals of the AT lineage,
and the hybridization between AT and DA individuals that was established in all analyzed
natural watercourses. The presence of non-native individuals most likely originates from
imported, farmed and uniform populations of brown trout. As a possible confirmation of this
conclusion are the results of geometric morphometry that showed the least variation in body
shape in Atlantic brown trout individuals from the “Vrabac” fish farm and those found in
natural watercourses.
Abstract (croatian) Potočna pastrmka predstavlja izuzetno morfološki i genetički varijabilnu vrstu čiji se
taksonomski status često menjao. Danas je poznato osam filogenetskih linija koje su
definisane kao kompleks vrste Salmo cf. trutta – dunavska (DA), atlantska (AT),
mediteranska (ME), marmoratus (MA), jadranska (AD), Tigris, Duero i Dades. Zapadni
Balkan je oblast koju odlikuje najveći fenotipski i genotipski diverzitet pastrmskih populacija,
a veliki deo unutrašnje teritorije pripada crnomorskom slivu u kojem je nativan dunavski Da1
haplotip. Brojna istraživanja populacija potočne pastrmke na ovom prostoru pokazala su da je
njihov genetički diverzitet narušen introdukcijom alohtone atlantske filogenetske linije, ali i
nenativnih dunavskih haplotipova. Uzgoj alohtonih linija i poribljavanje ribolovno atraktivnih
reka na Zapadnom Balkanu ima dugu istoriju. Ispitivanje genetičke strukture gajenih
populacija nije zakonski regulisano, iako su ove populacije najčešće jedini dostupni materijal
za poribljavanje. Reke dunavskog sliva u Hrvatskoj slabo su istražene s aspekta genetičkog
diverziteta populacija potočne pastrmke i zato je cilj ovog istraživanja bio ispitivanje
genetičke strukture populacija, njihovog statusa i uticaja alohtonih linija na njihov opstanak.
Analizirano je 15 populacija u dunavskom slivu centralno-zapadnog i istočnog dela
Hrvatske. Molekularni markeri korišćeni u ovom istraživanju bili su: kontrolni region
mitohodrijske DNK, lokus jedarnog gena L-laktat dehidrogenaze i osam mikrosatelitskih
lokusa. Amplifikacija kontrolnog regiona urađena je upotrebom odgovarajućih prajmera, a
dobijene sekvence upoređene su sa poznatim sekvencama iz prethodnih istraživanja na
drugim područjima. Restrikcionom analizom sekvenciranog lokusa L-laktat dehidrogenaze
procenjeno je ukrštanje između različitih filogenetskih linija. Analizom osam mikrosatelitksih
lokusa utvrđena je struktura populacija potočne pastrmke, kao i stepen introgresije alohtonog
genetičkog materijala u autohotni. Morfometrijske analize urađene su metodom geometrijske
morfometrije kako bi se utvrdile varijacije u obliku tela između autohtonih i alohtonih linija,
ali i njihovih hibrida.
Sekvenciranjem je identifikovano četiri haplotipova, od kojih tri pripadaju dunavskoj,
a jedan atlantskoj filogenetskoj liniji. Samo jedan haplotip (Da1) smatra se autohtonim za
istraženo područje. Dva haplotipa opisana su prvi put – Da1f na lokalitetu Jankovac-potok i
Da1g u reci Toplica. Ostali haplotipovi potočne pastrmke (Da2, Da22 i At1) najverovatnije su
dospeli u prirodne vodotokove nekontrolisanim poribljavanjem iz ribnjačkih populacija.
Hibridi dunavske i atlantske filogenetske linije identifikovani su u svim istraženim rekama,
osim u ribnjaku „Vrabac” gde su sve jedinke „čiste” atlantske. Analizom mikrosatelitskih
lokusa utvrđena je velika izmešanost među populacijama, potvrđujući dugu istoriju
introdukcije nenativnim genetičkim materijalom, koji najverovatnije potiče iz uvezenih i
gajenih jedinki atlantske filogenetske linije. Potencijalna potvrda o poreklu atlantskih
pastrmki predstavljena je dodatnim morfometrijskim analizama, koje su Takođe je utvrđena
jasna diferencijacija u obliku tela između jedinki atlantske linije s jedne strane i dunavske
linije i hibrida s druge strane. Najveće razlike uočene su u visini tela, dužini glave i veličini
očiju. Morfološke razlike između dunavke linije i hibrida nisu bile statistički značajne.
Rezultati ovog istraživanja pokazali su da su autohtone populacije potočne pastrmke u
rekama dunavskog sliva na području Hvatske ugrožene. Glavni razlog je nekontrolisano
poribljavanje neadekvatnim materijalom, koji je dostupan u ribnjacima i čine ga uglavnom
uvezene pastrmke atlantske filogenetske linije. Poznavanje strukture divljih i gajenih
populacija od izuzetnog je značaja za predlaganje i implementaciju konzervacionih mera,
kako bi se sprečilo dalje nestajanje jedinstvenog autohtonog genofonda potočne pastrmke.
Keywords
control region
microsatellites
genetic diversity
stocking
Croatia
conservation
Keywords (english)
kontrolna regija
mikrosateliti
genetska raznolikost
poribljavanje
Hrvatska
konzervacija
Language english URN:NBN urn:nbn:hr:204:499882 Promotion 2023 Study programme Title: Agricultural Sciences Catalog URL http://194.152.210.24/cgi-bin/wero.cgi?q=580945003203 Type of resource Text File origin Born digital Access conditions Open access Terms of use Created on 2023-06-27 07:00:04
