Husdyr- og akvakulturvitenskap
Doktorgrad i teori omkring evolusjonær utvikling av filetfarge på laksefisk
Sissel Jentoft
I sitt doktorgradsarbeid har stipendiat Hannah Rajasingh benyttet ulike metoder for å avdekke de evolusjonære sidene ved det biologiske fenomenet som filetfarge på laksefisk er. Arbeidet har vist at en ved hjelp av teoretisk tilnærmning og matematisk modellering kan avdekke nye aspekter ved komplekse biologiske fenomener.
Pigmentering av muskelvev ved hjelp av karotenoider er et biologisk fenomen som er unikt for flere av laksefiskene. Filetfarge er en svært viktig fenotypisk egenskap for akvakulturindustrien og har derfor ut fra dette perspektivet blitt underlagt omfattende studier.
Men lite er gjort med hensyn på de evolusjonære årsakene til tilstedeværelse og opprettholdelse av dette fenomenet, de biologiske mekanismer som kontrollerer pigmentopptak i muskelvev, og de genetiske og ikke-genetiske variasjonene som ligger til grunn for denne fenotypen.
Teoretiske metoder I denne avhandlingen er det brukt ulike teoretiske metoder for å avdekke viktige aspekter ved dette komplekse biologiske fenomenet. Livshistorietenkning, matematisk modellering, og metodikk knyttet til å forstå genotype-fenotype relasjoner er blitt koblet for å forstå fenomenet ut fra biologiske prinsipper og mekanismer.
Utviklingen av fenomenet muskelpigmentering I paper I har vi presentert et mulig evolusjonært scenario som tar sikte på å forklare den observerte pigmenteringen i muskelvevet hos laks. Vi foreslår et tre-lags seleksjonsregime som vi mener forårsaket både etablering og videre opprettholdelse av denne fenotypen. De biologiske prosessene rundt opptak og transport av karotenoider ble videre studert ved hjelp av en dynamisk matematisk modell (paper II). Ordinære differensiallikninger ble brukt for å modellere fettsyrebasert transport av karotenoider, og sensitivitetsstudier av modellens parametere avslørte at raten for opptak inn i muskelvevet sammen med opptak via tarmepitelet hadde størst påvirkning på faktiske pigmentkonsentrasjoner i muskelvev.
I paper III ble den dynamiske modellen testet med hensyn på dens biologiske forklaringsevne opp mot populasjonsdata. Modellen forutsier at det skal være en ikke-lineær sammenheng mellom fiskevekt og pigmentkonsentrasjoner i muskelvev, og at karotenoidopptaket over muskelmembranen er sterkt assosiert med genetisk variasjon. Disse prediksjonene ble begge validert ved analyser av empiriske data. I paper IV ble den dynamiske modellen kombinert med genetisk modelltenkning for å se på genotype-fenotype relasjonen. Denne kombinasjonen gjorde det mulig å finne en ny genetisk modell som kan forklare ikke forstått muskelpigmenteringsfenomener i Stillehavslaks, i tillegg til å forklare de biologiske mekanismene mer utfyllende.
Stipendiat Hannah Rajasingh er 27 år og fra India. I 2003 avla hun MSc graden innen bioinformatikk ved Chalmers University of Technology, Gøteborg.
Professor dr. Stig Omholt, CIGENE /IHA har vært veileder for Hannah Rajasingh. Assisterende veileder har vært professor dr. Erik Plahte, CIGENE /IKBM. Norges forskningsråd har finansiert doktorgradsarbeidet.
Disputasen finner sted mandag 10. desember kl 12.15 i auditorium H185 ved Institutt for husdyr- og akvakulturvitenskap, UMB
Oppdatert: 02.03.09
Utskriftsvennlig versjon
Del med en venn: