Ανάπτυξη και έλεγχος μεθοδολογιών για γονιδιωματικές αναλύσεις άγριων και καλλιεργούμενων πληθυσμών τσιπούρας (Sparus aurata)
Authors: Γκαγκαβούζης Κωνσταντίνος 
Published: September 2021

Η τσιπούρα (Sparus aurata) είναι ένα από τα πλέον σημαντικά εμπορικά είδη και αντικείμενο εντατικής καλλιέργειας στην Ελλάδα. Οι καλλιεργούμενοι πληθυσμοί μπορεί να διαφέρουν σημαντικά γενετικά από τους τοπικούς φυσικούς πληθυσμούς, λόγω των μεθόδων εκτροφής. Επιπρόσθετα, η προέλευση των γεννητόρων συνήθως είναι διαφορετική από τον τόπο εκτροφής ενώ τα προγράμματα επιλογής ενισχύουν τις γενετικές διαφορές με τους τοπικούς πληθυσμούς. Η μεγάλη εμπορική αξία του είδους και η αειφορική διαχείριση των πληθυσμών καθιστούν αναγκαία τη μελέτη της πληθυσμιακής δομής του είδους και την ανάπτυξη εργαλείων ιχνηλασιμότητας, για τη διασφάλιση των προμηθευτών, του καταναλωτή αλλά και της γενετικής ποικιλομορφίας τους είδους. Στη διδακτορική αυτή διατριβή, μελετήθηκε η πληθυσμιακή δομή φυσικών και καλλιεργούμενων πληθυσμών τσιπούρας στα ελληνικά ύδατα, χρησιμοποιώντας ως γενετικούς μάρτυρες το μικροδορυφορικό DNA αλλά και απλούς νουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς (SNPs). Επίσης, αναπτύχθηκε ένα μοριακό εργαλείο ιχνηλασιμότητας σε επίπεδο ατόμου. Αρχικά, αναλύθηκαν 662 φυσικά άτομα τσιπούρας από το Αιγαίο και το Ιόνιο πέλαγος με τη χρήση 20 μικροδορυφορικών τόπων από εκφραζόμενες περιοχές του DNA και 7 ουδέτερων τόπων. Βρέθηκε χαμηλή γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των φυσικών πληθυσμών με συνολική FST 0,002 (P≤0,05). Η ανάλυση των εποχιακών επαναδειγματοληψιών έδειξε γενετική σταθερότητα των πληθυσμών σε βάθος χρόνου, παρά τις καταγεγραμμένες διαφυγές καλλιεργούμενων ατόμων στο φυσικό περιβάλλον. Στη συνέχεια, για την περαιτέρω εμβάθυνση στη μελέτη της πληθυσμιακής διαφοροποίησης, αναλύθηκαν 5 καλλιεργούμενοι και 9 φυσικοί πληθυσμοί (878 άτομα), με τη χρήση 1.173 SNPs που προέκυψαν από NGS. Με τη μεγαλύτερη αναλυτική ισχύ των SNPs, εντοπίστηκε σαφέστερη γενετική διαφοροποίηση μεταξύ των φυσικών πληθυσμών του Αιγαίου και του Ιονίου πελάγους (FST <0,01, P≤0,05) αλλά και σημαντική γενετική διαφοροποίηση μεταξύ φυσικών και καλλιεργούμενων πληθυσμών (FST μέχρι και 0.055, P≤0,05). Οι καλλιεργούμενοι πληθυσμοί ομαδοποιήθηκαν γενετικά σε δύο ομάδες, με έναν πληθυσμό να διαφοροποιείται από τις δύο ομάδες (FST μέχρι και 0,05, P≤0,05). Σε ευρωπαϊκό επίπεδο, οι φυσικοί πληθυσμοί του Αιγαίου και του Ιονίου διαφοροποιούνται σημαντικά από τους πληθυσμούς του Ατλαντικού αλλά και της Δυτικής Μεσογείου. Επιπρόσθετα, βάσει της έντονης γενετικής διαφοροποίησης μεταξύ φυσικών και καλλιεργούμενων πληθυσμών, κατασκευάστηκε και σχεδιάστηκε η επικύρωση, ενός αξιόπιστου πάνελ με 15 SNPs για την ανάθεση ατόμων τσιπούρας στον πληθυσμό προέλευσης (φυσικά/καλλιεργούμενα). Τα επιλεγμένα SNPs είναι τα πλέον πληροφοριακά για αυτή τη διάκριση και προσφέρουν αξιοπιστία και χαμηλό κόστος γενοτύπησης. Το πάνελ παρουσιάζει υψηλή ακρίβεια, με το ποσοστό επιτυχούς ανάθεσης να ανέρχεται σε 85-100% για την διάκριση φυσικών και καλλιεργούμενων ατόμων. Ο σχεδιασμός επικύρωσης εστιάστηκε στον έλεγχο της σταθερότητας, της πιστότητας, της ευαισθησίας και της επαναληψιμότητας του πάνελ, ώστε να μπορεί το εργαλείο να χρησιμοποιηθεί με αξιοπιστία από τον τελικό χρήστη. Το επικυρωμένο εργαλείο εφαρμόστηκε σε μια μελέτη περίπτωσης για τον προσδιορισμό του πληθυσμού προέλευσης, φυσικών και καλλιεργούμενων ατόμων από την ελληνική αγορά. Κατά τη μελέτη περίπτωσης εντοπίστηκαν κάποιες περιπτώσεις απόπειρας εξαπάτησης ή/και διαφυγόντων καλλιεργούμενων ατόμων τσιπούρας. Τα αποτελέσματα της διδακτορικής διατριβής αποτελούν μια πολύτιμη βάση αναφοράς και εργαλείο για προγράμματα διαχείρισης πληθυσμών τσιπούρας αλλά και άλλων καλλιεργούμενων ειδών με πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ φυσικών και καλλιεργούμενων ατόμων. Οι διαχειριστικές προτάσεις που παρατίθενται συμβάλλουν στην αειφορική διαχείριση των πληθυσμών του είδους.