is Íslenska en English

Lokaverkefni (Doktors)

Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Doktorsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/22953

Titill: 
  • Titill er á ensku Population genetic structure in gadoid fish with focus on Atlantic cod Gadus morhua
Námsstig: 
  • Doktors
Leiðbeinandi: 
Efnisorð: 
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    In the present study genetic variation and population genetic structure in spawning Atlantic cod, Gadus morhua, around Iceland was examined. Earlier research on population genetic structure in cod has not been conclusive and the use of different molecular methods have shown different patterns. It is important to determine why different methods show different patterns in order to describe the population genetic structure in cod. In the present study both microsatellite DNA variation and mitochondrial DNA sequence variation were estimated. Both methods have commonly been used in population genetic studies in cod.
    Findings of microsatellite DNA variation analysis showed a genetic difference between cod from the waters south and north of Iceland. However, analysis of the observed difference suggest that it can be explained by natural selection affecting genetic variation at a single microsatellite loci (Gmo34). When disregarding this locus from the analysis no genetic difference was observed. Small but significant genetic difference was found among Atlantic cod sampled at different depths off the south coast of Iceland, indicating that different populations of Atlantic cod may be found at different depths. Analysis of mtDNA sequence variation showed no overall genetic difference among different geographic areas around Iceland. Analysis of temporal mtDNA sequence variation showed rapid changes in allele frequencies, particularly in cod from NE-Iceland, suggesting that the mtDNA sequence variation can be useful for detecting recent population divergence. Thus, the findings of the present study do not suggest that cod around Iceland is geographically divided into distinct historical populations as has been suggested in some earlier studies. On the contrary the findings suggest high levels of gene flow in Atlantic cod around Iceland.
    Genetic variation and population genetic structure across the North Atlantic ocean was also examined in saithe Pollachius virens, haddock Melanogrammus aeglefinus and whiting Merlangius merlangus using mtDNA sequence variation at the cytochrome c oxidase subunit I locus. The results showed limited trans-Atlantic genetic structure for all the species indicating high levels of gene flow or insufficient time for genetic differentiation to have become established. The observed genetic sequence variation for saithe and haddock suggest sex-biased migration pattern. The results indicate that females may be more philopatric and males more migratory. Such behaviour has rarely been described for marine fish and is worth further research.
    The observed mitochondrial sequence variation for all the studied species indicate sudden population expansion, reflected in high number of singletons and a shallow genealogy. However, the estimated timing of expansion varies among the examined species, suggesting that the biological, historical or analytical factors resulting in the observed pattern may differ among the species.

  • -----------------------------------------------------
    Meginviðfangsefni þessa verkefnis var rannsókn á erfðabreytileika og stofngerð þorsks, Gadus morhua, umhverfis Ísland. Niðurstöður eldri rannsókna á stofngerð þorsks hafa ekki verið samhljóma, en mismunandi greiningaraðferðir hafa sýnt ólíkar niðurstöður. Mikilvægt er að leita skýringa á breytilegum og misvísandi niðurstöðum til þess að skýra betur stofngerð þorsks. Stofngerð þorsks var rannsökuð með greiningu á örtunglabreytileika og einnig kirnabeytileika í hvatberaerfðaefni, en báðar þessar aðferðir hafa mikið verið notaðar við greiningu á stofngerð þorsks.
    Niðurstöður rannsóknar á örtunglabreytileika sýna erfðafræðilegan mun á milli þorsks frá hafsvæðum norður og suður af Íslandi, líkt og fyrri rannsókn sýndi einnig. Greining sýnir að sá munur er líklega til kominn vegna áhrifa náttúrulegs vals á eitt örtungl (Gmo34). Þegar sá lókus er fjarlægður úr greiningu kemur enginn erfðamunur fram fyrir þorsk frá mismunandi hafsvæðum. Lítill, en marktækur, erfðafræðilegur munur greindist milli þorsks af mismunandi dýpi við suðurströnd Íslands, sem getur bent til þess að þorskur aðgreinist í mismunandi stofna eftir dýpi. Niðurstaða greiningar á kirnabreytileika í hvatberaerfðaefni sýnir engan heildarmun milli hafsvæða umhverfis Ísland. Breytileiki í tíma var greindur með samanburði milli kynslóða fyrir þorsk umhverfis Ísland. Örar breytingar á tíðni setgerða milli kynslóða, sérstaklega fyrir þorsk frá hafsvæðum norðaustur af Íslandi, benda til þess að hvatberaerfðaefni henti vel til að greina mun milli nýlega aðskildra hópa. Því styðja niðurstöður ekki að þorskur umhverfis Ísland skiptist í æxlunarlega aðskilda stofna eftir hafsvæðum eins og sumar eldri rannsóknir hafa bent til. Þvert á móti benda niðurstöður rannsóknarinnar til mikils genaflæðis milli hafsvæða umhverfis Ísland.
    Í verkefninu var erfðabreytileiki og stofngerð ufsa, Pollachius virens, ýsu Melanogrammus aeglefinus og lýsu Merlangius merlangus í Norður Atlantshafi einnig rannsökuð, með því að meta kirnabreytileika hvatberaerfðaefnis fyrir cytochrome c oxidase subunit I lókusinn. Niðurstöður sýna afar lítinn erfðamun milli heimshluta fyrir þessar tegundir sem bendir til mikils fars (genaflæðis) eða þess að of skammur tími sé liðinn frá aðskilnaði mögulegra hópa til að greinanlegur erfðamunur hafi myndast. Rannsókn á kirnabreytileikanum fyrir ufsa og ýsu bendir til þess að far kunni að vera ólíkt milli kynja. Hængar kunni að fara víðar en að hrygnur haldi frekar kyrru fyrir. Slíku atferli hefur sjaldan verið lýst fyrir sjávarfiska og gefur þessi vísbending tilefni til frekari rannsókna.
    Greining á kirnabreytileika fyrir allar tegundirnar sem rannsakaðar voru sýna merki um skyndilega stofnstærðaraukningu, sem kemur fram í hárri tíðni sjaldgæfra setgerða og grunnu ættartré. Mat á tímasetningu stofnstærðaraukningar er breytilegt milli tegunda sem bendir til þess að mismunandi líffræðilegar, sögulegar eða aðferðafræðilegar ástæður séu fyrir séðu mynstri.

Samþykkt: 
  • 18.9.2015
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/22953


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
gmePHDthesis2015_140915.pdf2.81 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna