Az intenzív tartás körülmények szelekciós hatásának vizsgálata süllő populációkban
Title in English
Study on the selective effects of intensive culture environment on different pikeperch stocks
Keywords in Hungarian
süllő, viselkedés, genetikai változatosság
Keywords in English
pikeperch, behaviour, genetic variability
Discipline
Behavioural neuroscience (e.g. sleep, consciousness, handedness) (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Ortelius classification: Animal ethology
Molecular genetics, reverse genetics and RNAi (Council of Medical and Biological Sciences)
40 %
Ortelius classification: Ecological genetics
Panel
Plant and animal breeding
Department or equivalent
Környezettudományi és Természetvédelmi Intézet (Kaposvár University)
Participants
Lehoczky, István Zsolnai, Attila
Starting date
2015-01-01
Closing date
2017-12-31
Funding (in million HUF)
25.150
FTE (full time equivalent)
2.50
state
closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára. Kutatásunkban a fogassüllő (Sander lucioperca L.) viselkedésének alakulását és az azok közti korrelációk alapján megállapított „személyiség típusok” adaptációs tulajdonságát, illetve azok genetikai hátterét tervezzük vizsgálni. Ez magába foglalja a táplálkozási (zsákmányszerzési) viselkedés és az állati személyiség jegyek (felfedező viselkedés, stressztolerancia, aktivitás) közti kapcsolatok vizsgálatát intenzív nevelési körülmények mellett, élő és élettelen táplálék alkalmazásával. Ezen felül molekuláris genetikai módszerekkel (mikroszatellit vizsgálat, „kandidáns” gének vizsgálata) megpróbáljuk felderíteni, hogy a szaporítás és a viselkedés alapján végzett szelekció milyen változással jár az állomány genetikai összetételében.
Mi a kutatás alapkérdése? Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek. Vizsgálatunk alaphipotézise, hogy a pelletált takarmányra való átszokás (tanulási folyamat) összefüggésben van az egyedek felfedező viselkedésével és aktivitásával, stresszérzékenységével és az ezek által együttesen kialakuló személyiségtípussal, és az eltérő személyiségtípusok intenzív viszonyok közt eltérő termelésre képesek valamint a pelletált takarmány felvételéhez eltérő módon alkalmazkodott egyedeknél az élő haltáplálék elejtésének képessége is eltérően alakul. Feltételezzük továbbá, hogy a viselkedés alapján a „kiugró” egyedek tenyészállományba való kiválogatása, a mesterséges (hormon indukált) szaporítási módszerrel párosulva, az intenzíven nevelt állományok genetikai szerkezetére szelekciós hatásként lépnek fel, és ez molekuláris genetikai módszerekkel (mikroszatellit vizsgálat és más fajoknál már leírt „kandidáns” gének esetleges polimorfizmusával) leírható illetve az eltérő személyiség típusok könnyen jellemezhetővé válnak.
Mi a kutatás jelentősége? Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának! A táplálkozási viselkedés és a felfedező viselkedés, valamint stressz érzékenység együttes kezelésével (annak fenotípusos és genotípusos alakulásának együttes vizsgálatával) ismereteket kaphatunk a viselkedés adaptív jellegéről, az intenzív nevelés alatt kialakított mesterséges környezetben is. Ez egyfelől az állatjóléti szempontoknak való jobb megfelelést is segít kialakítani, másrészről lehetőséget biztosít a faj későbbi domesztikációja során hatékony szelekciós eljárások kidolgozására is.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára. A süllő intenzív termeléséhez a természetben élő prédát (halat) fogyasztó faj természetes táplálkozási viselkedését egy tanult magatartásra (táp fogyasztása) kell megváltoztassuk. Erre azonban nem minden egyed alkalmas így az átszoktatás során jelentős kiesések adódnak. Korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az állatoknál (az emberhez hasonlóan) a viselkedés formák együttes megjelenése „személyiséget” alakít ki, mely eltérő környezetben eltérően reagál a hatásokra. Kutatásunkban a süllő személyiség típusát (táplálkozási, felfedező viselkedés és stressztolerancia) meghatározva vizsgáljuk annak hatását az egyedek termelési tulajdonságaira (növekedés, takarmány fogyasztás, stb.). Ezen felül molekuláris genetikai módszerekkel megpróbáljuk felderíteni, hogy a szaporítás és a viselkedés alapján végzett szelekció (csak az intenzív termeléshez jól alkalmazkodó egyedek kiválogatása anyaállománynak) milyen változással jár az állomány genetikai összetételében, illetve a viselkedés tesztelése nélkül, genetikai vizsgálatokkal a személyiség típus jelezhető e.
Summary
Summary of the research and its aims for experts Describe the major aims of the research for experts. Recent project aims to investigate the alterations in the behaviour forms, adaptive characteristics and genetic background of their correlations (called “personality types”) in pikeperch Sander lucioperca. This includes the examination of correlation between feeding (foraging) behaviour and animal personality traits (exploratory behaviour, stress tolerance, activity) under intensive conditions using live and pelleted food. Furthermore, the effect of a behaviour-based selection coupled with the hormone induced propagation will be explored on the genetic composition of the intensively cultured pikeperch stock with molecular genetic methods (microsatellite analysis and detection of “candidate genes”).
What is the major research question? Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments. The main hypothesis of the project is that transition top pelleted food (learning process) is correlated to exploratory behaviour, activity and stress tolerance; practically to the personality type of the individuals. It is also presumed, that different personality types provide variant production under intensive culture conditions. Moreover, the individuals adapted to the pelleted food differently have variable ability to forage on live prey. It is also hypothesised that artificial propagation (due to the selection of “superior” individuals as brood stock) and intensive production (due to the behaviour) could act as selection factors and alter the genetic structure of the intensively reared stock selection based on the behaviour (personality type) could be detected with molecular genetic tools as microsatellite analysis or with possible polymorphism in “candidate genes” described in other species.
What is the significance of the research? Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field. Basic information on the adaptiveness of the behaviour could be obtained by the simultaneous examination of foraging, explorative behaviour and stress tolerance (both on genetic and on phenotypic level) under in intensive culture conditions. This helps to elaborate better respondence to the animal welfare directions and on other hand it provides a possibility to elaborate effective selection methods during the future domestication of this species.
Summary and aims of the research for the public Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others. The natural behaviour of the pikeperch foraging on live prey fish has to be altered to an experienced behaviour (pellet feeding) for the intensive production. However, not all of the individuals are able to maintain this process resulting significant losses during the transition. Former investigations demonstrated that the correlations of behaviour forms evolve an animal “personality” (similarly to the human), which has varying reaction under different conditions. The effect of personality type of pikeperch (determined as a correlation of foraging, explorative behaviours and stress tolerance) will be explored on the production traits of the individuals in the recent project. Additionally, it will be tested by molecular genetic tools, what kind of changes could be appeared in the genetic structure of the stock due to a behaviour based selection coupled with hormone induced propagation (sorting only the individuals adapted to the intensive conditions well), and whether the personality type of the individual could be indicated without the testing of the behaviour.
Final report
Results in Hungarian
Kutatásunkban a fogassüllő viselkedésének alakulását és az azok közti korrelációk alapján megállapított „személyiség típusok” adaptációs tulajdonságát, illetve azok genetikai hátterét vizsgáltuk. Ez magába foglalja a táplálkozási (zsákmányszerzési) viselkedés és az állati személyiség jegyek (felfedező viselkedés, stressztolerancia) közti kapcsolatok vizsgálatát intenzív nevelési körülmények mellett, élő és élettelen táplálék alkalmazásával. Ezen felül molekuláris genetikai módszerekkel (mikroszatellit vizsgálat, „kandidáns” gének vizsgálata transzkriptom analízissel) megpróbáltuk felderíteni, hogy a szaporítás és a viselkedés alapján végzett szelekció milyen változással jár az állomány genetikai összetételében.
Eredményeink alapján a pelletált takarmányra szoktatás az összes fenti tulajdonságot befolyásolja. Az intenzíven nevelt állományba spontán módon szelektálódnak ki a kevésbé exploráló és stresszérzékenyebb egyedek, a tápra szoktatás eredményeképpen, és ez genetikai szelekcióban is megnyilvánul. A hormonindukált szaporítás még tavi kultúrában is jelentős hatással van a populáció struktúrára és a genetikai diverzitást csökkenti. Az intenzíven nevelt egyedeknél alacsonyabb a késztetés az élő préda elejtésére, és minimum 3-5 sikeres zsákmányszerzés szükséges a technikájuk tökéletesítéséhez. A tápra szoktatás szuboptimális körülményeket eredményez, mely megnöveli a fertőzések esélyét, és ezáltal az immunrendszer igénybevételével valószínűleg újabb szelekciós faktorként hat.
Results in English
Recent project aims to investigate the alterations in the behaviour forms, adaptive characteristics and genetic background of their correlations (called “personality types”) in pikeperch Sander lucioperca. This includes the examination of correlation between feeding (foraging) behaviour and animal personality traits (exploratory behaviour, stress tolerance) under intensive conditions using live and pelleted food. Furthermore, the effect of a behaviour-based selection coupled with the hormone induced propagation was explored on the genetic structure of pikeperch with molecular genetic methods (microsatellite analysis and detection of “candidate genes” by transcriptome analysis).
Our results indicate that weaning to pelleted food modifies all examined aspects. The intensively reared stock will be selected for stress sensitive less explorative individuals. This selection happens spontaneously due to the weaning process and results in genetic selection too. Also hormone induced propagation even under pond conditions has significant effect on the population structure and lowers genetic diversity. The intensively reared individuals have low motivation on foraging on live prey, and they need minimum three to five successful foraging to improve their technique. Weaning to pelleted food generates suboptimal conditions which raise the risk of infections. This generates an increase in the immune response and possibly acts as another selection factor during the intensive rearing.
Csuvár A., Benedek I., Molnár M., Molnár T.: A süllő tápra szoktathatósága, valamint termelési paraméterei közti összefüggés vizsgálata., XXXIX. Halászati Tudományos Tanácskozás NAIK Halászati Kutatóintézete, Szarvas, 2015. május 20-21 p. 10, 2015
Csuvár A., Benedek I., Molnár M., Molnár T: A süllő személyiség típusa és táplálkozási viselkedése közti összefüggések vizsgálata, XXXIX. Halászati Tudományos Tanácskozás NAIK Halászati Kutatóintézete, Szarvas, 2015. május 20-21 p. 47, 2015
Csuvár A., Kabai P., Benedek I., Molnár M., Molnár T.: A süllő tápra szoktathatósága, valamint a felfedező viselkedése közti összefüggés vizsgálata., Magyar Etológiai Társaság XVII. Konferenciája, Dobogókő, 2015 November 27-29. p.15., 2015
Benedek I: A süllő (Sander lucioperca L.) populációgenetikai vizsgálata, Diplomadolgozat, Mezőgazdasági Biotechnológus Msc., SZIE MKK, Gödöllő p 43., 2015
Csuvár A., Benedek I., Molnár M., Ardó L. Molnár T: A süllő és stresszérzékenysége, valamint termelési paraméterei közti összefüggés vizsgálata, XL. Halászati Tudományos Tanácskozás NAIK Halászati Kutatóintézete, Szarvas 2016. június 15-16, 2016
Csuvár A., Benedek I., Molnár M., Ardó L. Molnár T.: A süllő személyiség típusa, tápra szoktathatósága és stresszérzékenysége közti összefüggések vizsgálata, XL. Halászati Tudományos Tanácskozás NAIK Halászati Kutatóintézete, Szarvas, 2016. június 15-16, 2016
Molnar T, Csuvar A, Benedek I, Molnar M., Kabai P.: Domestication affects exploratory behaviour of pikeperch (Sander lucioperca L.) during the transition to pelleted food, Plos One (közlésre elküldve), 2018
Csuvár A., Benedek I., Molnár M., Molnár T.: A süllő tápra szoktathatósága és élő zsákmány szerzési képessége közti összefüggések vizsgálata, XLI. Halászati Tudományos Tanácskozás, NAIK Halászati Kutatóintézete, Szarvas, 2017 június 14-15., 2017
