Reprodukční a genetické postupy pro uchování biodiverzity ryb a akvakulturu  

VP1

Vedoucí výzkumného programu (VP): prof. Ing. Martin Flajšhans, Dr.rer.agr.

Řešitelský tým VP 1 je složen z vybraných pracovníků šesti vědeckých laboratoří FROV JU, konkrétně Laboratoře molekulární, buněčné a kvantitativní genetiky, Laboratoře fyziologie reprodukce, Laboratoře zárodečných buněk, Laboratoře intenzivní akvakultury a Laboratoře metabolismu lipidů. Provozní zázemí tvoří obě fakultní pracoviště, Genetické rybářské centrum a Experimentální rybochovné pracoviště a pokusnictví.
Bondarenko Olga
Boryshpolets Serhii
Dadras Asyabar Hadiseh
Dzyuba Borys
Dzyuba Viktoriya
Flajšhans Martin
Franěk Roman
Fučíková Michaela
Gazo Ievgeniia
Gela David
Güralp Hilal
Herrera Rodríguez Francisco Fabio
Hubálek Martin
Cheng Yu
Kahanec Martin
Kašpar Vojtěch
Kholodnyy Vitaliy
Kocour Martin
Kolešová Anna
Kvapil Daniel
Lebeda Ievgen
Linhart Otomar
Nayak Rigolin
Palíšek Ondřej
Pečená Marie
Plička Vítězslav
Prášková Eva
Prchal Martin
Pšenička Martin
Rahi Deepali
Rodina Marek
Rodríguez Illamola Arnau
Samková Ivana
Shah Mujahid Ali
Tichopád Tomáš
Tučková Vladimíra
Veselá Jana
Vojík Lukáš
Xie Xuan
Zeman Michal
Zhao Jinfeng
Sotnikov Anatolii
Jírovec Matěj

 Úvod

Současná reprodukční fyziologie a genetika ryb jsou moderní vědní disciplíny, všestranně použitelné k ochraně biologické rozmanitosti, přes ochranu vodních genetických zdrojů, až po produkci jednotlivých komodit akvakultury. Společným klíčem k nim je reprodukční úspěch, založený na produkci fyziologicky a geneticky kvalitních gamet a jejich interakcích jak navzájem, tak s vnějším prostředím. Znalost těchto interakcí u chrupavčitých i kostnatých ryb vystupuje do popředí současného vědeckého zájmu, stejně jako objasňování příčin a důsledků poruch gametogeneze, včetně dopadů na generace potomstva a jejich reprodukční zdatnosti. Moderním trendem ochrany biologické rozmanitosti je také vývoj a vytváření genobank živých organismů a jejich kryokonzervovaných gamet, ale rovněž bank umožňujících mezinárodní výměnu a přenos DNA, tedy bank tkání, embryí a zárodečných kmenových buněk. Právě ve vývoji bioinženýrství zárodečných kmenových buněk jeseterů patří tým FROV JU ke světově významným vědeckým skupinám a tento směr chceme dále rozvíjet a vyvinout metody přenosu zárodečných buněk s aplikací na ohrožené nebo hospodářsky významné druhy. Na využití principů molekulární biologie rovněž staví soudobá koncepce šlechtitelské práce v akvakultuře, například v možnosti využívání selekce podle genetických markerů s vazbou na požadované vlastnosti (MAS – Marker Assisted Selection), hledání lokusů s vazbou na kvantitativní znaky, uplatnění metod nepřímé selekce neinvazivní metodou a mapování genetické struktury populací za účelem vyhledávání vhodných rodičovských linií pro tvorbu hybridů. Na základě vědeckého výzkumu a pilotního ověření chceme zjištěné informace přenášet efektivně do výrobní sféry.  

Vize

Vizí výzkumného programu je uchování biodiverzity a rozvoj konkurenceschopné sladkovodní akvakultury využitím multidisciplinárního přístupu na základě syntézy poznatků dosavadních vědeckovýzkumných směrů rozvíjených na jednotlivých pracovištích centra. Jedná se o rozvoj reprodukční fyziologie a technologie, molekulární, buněčné, kvantitativní a konzervační genetiky jednotlivých druhů nebo vyšších taxonů, o rozvoj reprodukčních technologií a bioinženýrství zárodečných kmenových buněk, o jejich zdokonalování pomocí nových přístupů a vývojem nových metod.

Cíle výzkumného programu

Hlavním cílem VP je zajistit udržení a rozvoj excelence výzkumu a transferu vědomostí v oblastech genetiky ryb, reprodukční fyziologie a biotechnologie do praxe za účelem udržení biodiverzity ryb, vytváření mezinárodně uznávané genobanky a zlepšení konkurenceschopnosti evropské akvakultury s významným podílem ČR. Z něho se vymezilo pět oblastí excelentního výzkumu reprodukčních a genetických postupů, které považujeme za klíčové pro udržení biodiverzity ryb a pro rozvoj české a evropské akvakultury a to výzkum rybích gamet a jejich interakcí v oplozovacím procesu; studium poruch gametogeneze, biologie takto vzniklých polyploidních organismů a optimalizace biotechnologie reprodukce; optimalizace technik a protokolů pro mezinárodní genobanku; bioinženýrství zárodečných kmenových buněk a uplatnění principů molekulární biologie ve šlechtění ryb. Integrální součástí jednotlivých dílčích cílů bude správa a vytěžování dat.

Výsledky

Náš tým svou prací na chrupavčitých rybách přispěl k publikování poznatků základního výzkumu formování hlavy u obratlovců v prestižním vědeckém časopise Nature. K udržení biodiverzity ryb rovněž přispěl objevem unikátního způsobu dozrávání spermií jeseterů, jež otevřel další možnosti konzervace spermatu a reprodukce. Odhalením specifických znaků v genomu vyzy velké a jesetera malého byla vytvořena jednoduchá metoda identifikace čistých druhů a kříženců, která spolehlivě funguje i pro určení druhového původu kaviáru. Současná živá genová banka jeseterovitých ryb zahrnuje již 11 druhů – vyzu velkou, jesetera malého, j. sibiřského, j. ruského, j. hladkého, j. hvězdnatého, j. jaderského, j. krátkorypého, j. bílého, j. atlantského a veslonosa amerického. Od uznání Amurského lysce na konci roku 2014 Genetické rybářské centrum vyprodukovalo více než 75 mil. ks plůdku F1 hybridů s tímto plemenem pro české a polské rybářství. Jde tak o dobrý příklad bezprostředního přenosu VaV výsledku do praxe.