A PONTY (Cyprinus Carpio L.) PIKKELYMINTÁZAT ÖRÖKLŐDÉSI MODELLJÉNEK REVÍZIÓJA

PANNON EGYETEM

GEORGIKON KAR

KESZTHELY

Állattudományi és Állattenyésztéstani Tanszék

DOKTORI (Ph.D.) ÉRTEKEZÉS

Állat- és Agrárkörnyezet-tudományi Doktori Iskola

Iskolavezető: Dr. Anda Angéla, D.Sc.

(Jogelőd: Állattenyésztési Tudományok Doktori Iskola

Iskolavezető: Dr. Szabó Ferenc D.Sc.)

A PONTY (Cyprinus carpio L.) PIKKELYMINTÁZAT ÖRÖKLŐDÉSI MODELLJÉNEK REVÍZIÓJA

Témavezetők:

Dr. habil. Bercsényi Miklós egyetemi tanár

Dr. Nagy Szabolcs egyetemi docens

Társkonzulens: Dr. Orbán László

Készítette:

Cserveni-Szücs Réka

Keszthely

2013

A PONTY (Cyprinus carpio L.) PIKKELYMINTÁZAT ÖRÖKLŐDÉSI MODELLJÉNEK REVÍZIÓJA

Értekezés doktori (PhD) fokozat elnyerése érdekében

Írta:

Cserveni-Szücs Réka

Készült a Pannon Egyetem Georgikon Kar

Állat-és Agrárkörnyezet-tudományi Doktori Iskolája Keretében

Témavezetők: Dr. habil. Bercsényi Miklós egyetemi tanár

Dr. Nagy Szabolcs, egyetemi docens

Elfogadásra javaslom (igen / nem) …………………………... (aláírás) Elfogadásra javaslom (igen / nem) …………………………... (aláírás)

A jelölt a doktori szigorlaton ...... %-ot ért el,

Az értekezést bírálóként elfogadásra javaslom:

Bíráló neve: …...... …...... igen /nem ………………………. (aláírás)

Bíráló neve: …...... …...... ) igen /nem ………………………. (aláírás)

***Bíráló neve: …...... …...... ) igen /nem ………………………. (aláírás)

A jelölt az értekezés nyilvános vitáján …...... %-ot ért el.

Veszprém/Keszthely, …………………………. a Bíráló Bizottság elnöke

A doktori (PhD) oklevél minősítése…...... ………………………… Az EDHT elnöke

Tartalomjegyzék

Rövidítések jegyzéke ...... 6 Kivonat ...... 7 Abstract ...... 9 Auszug ...... 10 1. Bevezetés és célkitűzések ...... 12 2. Irodalmi áttekintés ...... 15 2.1. A ponty rendszertana ...... 16 2.2. A ponty morfológiája /felépítése ...... 18 2.3. A ponty eredete /elterjedése ...... 20 2.4. Nemesített és vad ponty változatok ...... 25 2.4.1. Tájfajták és hibridek kialakulása Magyarországon ...... 26 2.4.2. Tájfajták és tenyésztett változatok pikkelyezettsége ...... 27 2.5. A ponty evolúciós ugrása – a tetraploid állapot és az ebből adódó lehetőségek .. 28 2.5.1. Egy család- 3 különböző genom méret ...... 28 2.5.2. Genom duplikáció a csontos halakban ...... 29 2.6. Kültakaró és fenotípus ...... 31 2.6.1. A pikkely és eredete: ...... 33 2.7. A garatfog ...... 35 2.8. A kopoltyú és részei ...... 36 2.9. A ponty pikkelymintázatának genetikája anno: ...... 37 2.10. Az „s” gén azonosítása ...... 41 2.11. A pikkelyezettség kutatásakor eddig vizsgált és az N gén megtalálása szempontjából is jelentősebb szignál transzdukciós kaszkádok ismertetése ...... 43 2.11.1. Fibroblaszt növekedési faktor transzdukciós kaszkád ...... 44 2.11.2. Az ’ectodysplasin’ anyagcsereútvonal ...... 49 2.11.3. Egyéb, szóba kerülhető kaszkádok ...... 51 3. Anyag és módszer ...... 52 3.1. Az anyapontyok kiválasztása, keresztezésük ...... 52 3.1.1. Magyarországi keresztezések ...... 52 3.1.2. Szingapúri keresztezések: ...... 56 3.2. Az ikra felragasztása, termékenyülés számolása: ...... 58

3.3. A kísérleti halak nevelése: ...... 59 3.4. A fenotípus kiértékeléséhez szükséges egységes rendszer kialakítása ...... 60 3.5. Kopoltyúfésűk tüskéinek számolása, az úszók szemrevételezése ...... 62 3.6. Garatfog kiszedése, tisztítása ...... 63 3.7. Eltérő pikkelyezettségű ponty változatok keresztezéséből származó utódnemzedék növekedésének vizsgálata zárt tartásban ...... 64 3.8. Úszóminta gyűjtése és a nukleinsavak izolálása genotipizáláshoz, szekvenáláshoz ...... 65 3.9. Szekvenálás és a jelölt gének cDNS-ének összehasonlító vizsgálata ...... 66 3.10. Az alkalmazott statisztikai eljárások és programok ...... 66 4. Eredmények és értékelés ...... 67 4.1. A keresztezések eredményei Magyarországon: ...... 67 4.2. A pikkelyezettséggel összefüggő más paraméterek, szervek vizsgálati eredményei ...... 70 4.2.1. Az úszók, a kopoltyúk, valamint a garatfogak szerkezete ...... 70 4.2.2. Eltérő pikkelyzettségű ponty változatok keresztezéséből származó utódnemzedék növekedésének kiértékelése ...... 72 4.3. A szingapúri keresztezések kiértékelése ...... 73 4.4. A Magyarországon és Szingapúrban elvégzett 19 keresztezés ...... 75 4.5. Eltérés a Magyarországon és Szingapúrban végzett keresztezések bőrpontyainál: ...... 76 5. Kiegészítő vizsgálatok ...... 78 5.1. Genetikai vizsgálatok Szingapúrban ...... 78 A ponty fgfr újabb paralógjainak felfedezése ...... 80 5.2. Magyarországi kiegészítő vizsgálatok ...... 80 5.2.1. A különböző fenotípusú pontyok pikkelyeinek alaktani vizsgálata ...... 80 5.2.2. „Karcolásos kísérlet” ...... 81 6. Következtetések és Javaslatok ...... 83 7. Összefoglalás ...... 88 Irodalomjegyzék ...... 90 Tézispontok ...... 108 Thesis Points ...... 109 Köszönetnyilvánítás ...... 110 Tudományos közlemények jegyzéke ...... 111 Melléklet ...... 114

Rövidítések jegyzéke

DAG: diacilglicerol

DDC: (Duplication- Degeneration- Complementation) duplikáció-degeneráció-komplementáció modell EDA: ectodysplasin-A EDAR: ectodysplasin-A receptor EDARADD: EDAR-(associated death domain) kapcsolódó haláldomén FCR: takarmányhasznosítási érték FGF: Fibroblast growth factor: Fibroblast növekedési faktor Fgfr1: Fibroblast growth factor receptor 1: Fibroblast növekedési faktor receptor 1 HAKI: Haltenyésztési Kutató Intézet (Szarvas) Ic: (incomplete scaled) nem teljesen pikkelyes IKK: IkappaB kináz (IKK)

IP3: inozitol 1,4,5-trisfoszfát Ir: (irregular) szabálytalan Li: (linear) oldalvonalsoros, keretes m: metacentrikus Mi: (mirror) tükrös mRNS: hírvívő (messenger) RNS mtDNS: mitokondriális DNS NF: kromoszómakarok száma NF-κB: aktivált B-sejtek nukleáris kappa-könnyűlánc-fokozó faktor Nu: (nude) bőr PIT (passive integrated transponder) tag PIP2: foszfoinozitol 4,5-biszfoszfát R3: hal specifikus genom duplikáció Sc: (scaled) pikkelyes SGR: specifikus növekedési ráta sm: szubmetacentrikus

SMMCI: (Solitary median maxillary central incisor syndrome): egy multiplex középvonalbeli rendellenesség, melyre egy, a maxillaris ív közepén lévő metszőfog utal. st: szubtelocentrikus t: telocentrikus TRAF6: TNF receptorhoz kapcsolt 6. faktor

Kivonat

A ponty (Cyprinus carpio L.) pikkelymintázat öröklődési modelljének revíziója.

Jelen értekezésben a szerző a gazdaságilag jelentős, Földünkön legszélesebb körben elterjedt édesvízi halfaj, a ponty (Cyprinus carpio L.) fenotípusos megjelenésének miértjeire, a pikkelyzet alakulásának genetikájára keresi a választ. Párhuzamot von más gerincesekben ugyanezen gének mutációi okozta rendellenességekkel, felhívva ezzel a figyelmet ezen gének fejlődésbiológiai jelentőségére is. A közel 80 éve Kirpichnikov és Balkashina által előjelzett két gén (s és N) megismeréséhez jelen értekezés is hozzájárul. Indukált mutációval (forward genetic screening) létrehozott tükrös zebradánió (spigeldanio) segítségével egy német- amerikai -magyar kutatócsoport pontyban is azonosította a részleges pikkelyhiányért felelős „s” gént. A mostani tanulmány főként a másik, teljes pikkelyvesztésért felelős gén, az „N” gén megtalálására tett kísérleteket írja le. A szerző és munkatársai különböző fenotípusú pontyokat kereszteztek, majd vizsgálták az F1 és F2 nemzedék fenotípusos megoszlását, ennek genetikai hátterét. A kísérleteket Magyarországon és Szingapúrban párhuzamosan végezték, összesen több, mint 30 keresztezést hajtottak végre. A vizsgálatok kiterjedtek a pikkelyméretek, úszósugarak/ úszódeformitások, garatfogak, kopoltyútüskék, és egyes termelési paraméterek vizsgálatára is. A kísérletek közben derült fény az ázsiai és európai pontyfajtákban eltérő súlyosságú genetikai deformitást okozó, teljes pikkelyhiányért felelős feltételezett „N”gén különbözőségeire is.

A kutatás céljai az alábbiak voltak:

 Nemzetközi csoportokkal együttműködve felülvizsgáljuk és pontosítsuk a ponty pikkelymintázatának genetikájáról alkotott képet, és ha lehet, olyan új modellt alkossunk, amelyik a régihez képest jobban leírja a sokféle fenotípus megjelenését, és a korábbi modellben várt letalitások elmaradását.  Nemzetközi csoportokkal együttműködve kísérletet tegyünk a pikkelymintázatért felelős másik gén (az „N” gén) felkutatására.

 Összefüggést keressünk a pikkelymintázat és más jellemzők, mint pl. a garatfogak, a kopoltyúfésű tüskéi vagy az úszók alakulása között.  Megvizsgáljuk a megszokottól eltérő (oldalvonalsoros, bőrponty) hazai pontyok tenyésztésének jogosultságát a növekedési, vagy megmaradási mutatók tekintetében.

A kutatás eredményeit az alábbiakban lehet összefoglalni:

 Kirpichnikov modelljének újragondolása- a fenotípusos besorolás kibővítése.  Különbségek kimutatása az ázsiai és európai keresztezéseknél (erősebb – gyengébb N allél) - az úszók deformitása, garatfogak számának csökkenése átmenetet mutat.  Egy új fgfr1 paralóg, az fgfr1b teljes transzkriptumának izolálása  Javaslat egy új öröklődési modellre

Abstract

Re-visiting the inheritance of scale pattern of common carp (Cyprinus carpio L.).

In this thesis the author deals with the genetics of the scale pattern inheritance of the common carp. The carp is one of the world's most important species of freshwater fish farming. It has a long history of domestication. Numerous breeding lines and shapes have derived from its wild form. The author is re-visiting the original model of Kirpichnikov, that proposed four major scale pattern types connected to the genetics of common carp scale pattern inheritance and two genes (s and N) regulating scale coverage in cyprinids. The author’s research group generated a large number of crosses between different carp phenotypes involving loss-of- scale mutants of European and Asian origin and worked out a new model for the objective classifying the phenotypes of F1; F2 offspring generations. In this thesis, the author describes the ratio of scale pattern phenotypes in offspring groups. The experiments show that varieties of the so-called scattered phenotype with a larger number of non-overlapping scales often appear in offspring. Therefore, they divided the scattered type into three sub- types: irregular, incomplete scaled and classical mirror. They also analyzed the survival rates of offspring groups potentially inheriting two N alleles and found distinct differences between Asian and European crosses, indicative of the presence of a strong N allele with homozygous lethality in the former and a weaker, non-lethal one in the latter. Crosses were performed paralelly in Hungary and in Singapore. The current study describes the first steps of our continuing search towards the identification of the second gene (The “s” gene was found to be a paralog of fibroblast growth factor receptor 1, fgfr1a1.), called “N”. Important result in it, that in Singapore the research group isolated and structurally characterized a hitherto missing member of the Fgfr1 receptor family, fgfr1b, and showed that its sequence has not been mutated in nude individuals in comparison to mirrors. The research group proposes a new model that could explain the ‘deviating phenotypes’ observed in some of the crosses described above, and proposes that the new sub-types of scattered were formed due to increased levels of Fgf signals compared to mirrors and especially nudes, either due to an additional mutation in one of the FGF signaling pathway genes or, that in an upstream pathway, it functionally connected the Fgf signaling.

Auszug

Die Revision der Vererbungsmodell der Schuppenverbreitung des Karpfens (Cyprinus carpio L.).

Die Autorin befasst sich in ihrer Arbeit mit der Genetik der Schuppigkeit des Karpfens. Der Karpfen gehört zu den weltweit bedeutendsten Arten der Süsswasserfischzucht. Er weist eine lange Geschichte der Domestikation auf, wobei zahlreiche Linien und Zuchtformen von seiner Wildform abgeleitet wurden. In diese Thesis revidiert die Autorin das ursprüngliche Model von Kirpichnikov welches auf vier Haupttypen, die auf der vererbten Genetik des einfach schuppigen Karpfens und 2 Genen (s und N), die die Schuppigkeit in der Abdeckung der Cyprinidis reguliert, basiert. Die Forschungsgruppe der Autorin generierte eine lange Nummer von Kreuzung zwischen den verschiedenen Phänotypen des Karpfens unter Einbeziehung des Verlusts von Schuppenmutationen in Europa und Asien und hat so ein neues Modell für die objektive Klassifizierung des Phänotyps F1 und F2 ausgearbeitet. In dieser Arbeit beschreibt die Autorin das Verhältnis von Schuppenmuster- Phänotypen von Nachwuchsgruppen. Die Experimente zeigten, dass Abarten des sogenannten gesplitterten Phänotyps mit einer grossen Anzahl nicht überlappender Schuppen öfters in den Nachkommen auftreten. Daher sind die Schuppen in drei Subspezies geteilt: Irregular, Inkomplet und Klassisch gespiegelt. Weiters wurden auch die Überlebensraten der Nachkommenschaft von potentieller Vererbt zweier N Allel analysiert und entfernte Unterschiede zwischen Europäischer und Asiatischen Kreuzungen gefunden. Dabei wurden Hinweise auf eine Präsenz eines starken N Allel mit einer homozygoten Letalität im Asiatischen Raum, und eines schwächeren-nicht tödlicheren im europäischen Raum gefunden. Die Kreuzungsversuche wurden parallel in Ungarn und Singapur unternommen. Die aktuelle Studie beschreibt die ersten Schritte unserer fortlaufenden Untersuchung zur Identifikation des zweiten Genes genannt „N“ (das „s“ Gen wurde gefunden zum Paralog des Fibroblast Wachstum Rezeptorfaktor 1, fgfr1a1.). Das bedeutendste Resultat ist, dass die Untersuchungsgruppe in Singapur das bis dahin fehlende Glied des Fgfr1 Rezeptorfamilie, fgfr1b isoliert und strukturell charakterisiert hat, und gezeigt hat, das die Sequenz nicht in den ungeschuppten in Unterschied zur gespiegelten mutiert ist. Die Untersuchungsgruppe schlägt ein neues Modell vor, welches die abweichenden

Phänotypen erklären würde, und legt dar, dass die neuen geschuppten Unterarten infolge einer zusätzlichen erhöhten Stufe von Fgf Signalen entstanden sind in Vergleich zu den gespiegelten und speziell den ungeschuppten.

1. Bevezetés és célkitűzések

A pontyfélék (Cyprinidae) családja a legnagyobb édesvízi halcsalád. Számos étkezési, akvarisztikai, vagy kutatási szempontból fontos fajuk ismert. Különösen gyakran találkozhatunk az ebbe a családba tartozó ponttyal (Cyprinus carpio), annak díszváltozatával a koi ponttyal, az aranyhallal (Carassius auratus), és a zebradánióval (Danio rerio) (Nelson 2006) (1.ábra). A ponty földünkön legszélesebb körben elterjedt, étkezési szempontból jelentős édesvízi halfaj (Nelson 1994), a zebradániót, egy közkedvelt akváriumi halat pedig előszeretettel használnak fejlődésbiológiai, genetikai, tumorbiológiai, viselkedésbiológiai, ökotoxikológiai kutatásokhoz (Csenki 2011).

1. ábra: A ponty és a zebradánió (Fotó: Merth János, Szücs Réka)

Míg a zebradánió a genetika és a molekuláris biológia egyik fő kísérleti állatává vált (Hill és mtsai., 2005), a ponty genetikájáról- lévén tetraploid faj- jóval kevesebbet tudunk. A legtöbb hal testét sűrű, részben átfedő pikkelysorok borítják. Ugyan, ezen pikkelyzet képződéséhez és növekedéséhez szükséges molekuláris folyamatokat már többször vizsgálták, a pikkelyzet mintázatát szabályzó genetikai mechanizmusokról meglehetősen keveset tudunk. Kutatásainkat is ennek jegyében és ennek a gazdaságilag jelentős halfajnak jobb megismerése érdekében, a pikkelyezettség és az ezzel kapcsolatos mennyiségi paraméterek öröklődésének vizsgálata céljából végeztük. Jóllehet Kirpichnikov és munkatársai már az 1930 – as években folytattak tavi kísérleteket a ponty pikkelymintázat öröklődésének megértésére, és megfigyeléseik alapján a pikkelyzet alakulására egy két gén - két allélos (N n; S s) rendszert írtak le (Kirpichnikov 1936), a gének csak napjainkban válnak ismertté. Kirpichnikov modelljét

12 a tankönyvek átvették és a halgenetikában ez lett a kétgénes öröklődés iskolapéldája (Purdom 1993., Tave 1993). Bár néhány keresztezést megismételtek és a kapott eredmények hasonlóak lettek az eredetiekhez (lásd pl.: Czucka 2002; Komen 1990b; Nicolescu 2004), ismereteink szerint ez idáig senki nem vizsgálta újra nagyobb számú, módszeresen kidolgozott keresztezésekkel ezt a kérdéskört. Kutatócsoportunkat két felismerés ösztönözte a modell felülvizsgálatára: 1., Kirpichnikovék rendszerében azok az egyedek, amelyekben az N allél homozigóta állapotban van, elpusztulnak. A bőrpontyok (ssNn) utódaiban pedig fenotípusos hasadásnak kell bekövetkeznie: 25% tükrös; 25% letális; 50% bőr fenotípus. Ezzel szemben egy magyarországi halfarmon az elvégzett bőr x bőr fenotípusú pontyok (2.ábra) keresztezésénél sem a Kirpichnikov modellje (Kirpichnikov 1981) szerint várt 25% letalitást, sem a „scattered”, tükrös fenotípust (Czucka 2002) nem tapasztalták.

2. ábra: A hajdúböszörményi bőrponty (Fotó: Szücs Réka)

2., Ezt követte a tükrös zebradánió felfedezése, és az ezen fenotípus kialakulásáért felelős,- Kirpichnikov és munkatársai (Kirpichnikov 1981; 1999; Kirpichnikov és Balkashina 1935; 1936) által megjósolt „s” gén, a fibroblaszt növekedési faktor egyes receptor gén (fgfr1) mutációjának felfedezése. Ennek a génnek zebradánióban két paralógja ismert: fgfr1a, fgfr1b; Pontyban eddig kettő: fgfr1a1, fgfr1a2 (Rohner és mtsai., 2009), de lévén tetraploid faj még további két paralóg jelenlétére számíthatunk. Kirpichnikov munkája felbecsülhetetlen, mára azonban világossá vált, hogy az akkoriban általa vázolt modellnél a valóság bonyolultabb. Az „s” gén azonosítására több mint hetven évet kellett várni. Ekkor egy német-magyar-szingapúri együttműködés révén derült ki, hogy a tükrös fenotípus kialakulását a fibroblaszt növekedési faktor egyes receptorának (Fgfr1) mutációja okozza. Rohner és munkatársai megállapították,

13 hogy a pontynál is a zebradánióban talált tükrös változattal homológ fibroblaszt növekedési faktor receptor génjének mutáns változata okozza a részleges pikkelyhiányt. 2009-ben felfedezésre került továbbá az is, hogy ezt a folyamatot két, egymással nem kapcsolt gén szabályozza (Rohner és mtsai., 2009). A dolgozatban a fenotípusos arányok pontosabb megértéséhez az elmúlt 5 év során elvégzett keresztezéseket, a pikkelyezettség kialakulásával kapcsolatba hozható elváltozásokat, a mutációja esetén a pontyfélék teljes pikkelyvesztését okozó „N” gén megtalálására tett lépéseket mutatjuk be magyarországi és szingapúri keresztezéseken keresztül. Munkánk során különböző pikkelymintázatú pontyokkal végeztünk keresztezéseket, fenotípusos megfigyeléseket, DNS mintát gyűjtöttünk, garatfogat vizsgáltunk, ezzel is segítve a genetikai háttér tisztázását és a nemzetközi kutatócsoport munkáját. Kirpichnikov modelljének nyomán az általa javasolt 4 fenotípusos változatot a pontosabb besorolások végett 6-ra bővítettük. A párhuzamos keresztezések folytán különbségeket találtunk az ázsiai és az európai keresztezéseknél az utódok túlélési rátájában, életképességükben is.

Mindezek ismeretében a főbb célkitűzéseink az alábbiak voltak:  nemzetközi csoportokkal együttműködve felülvizsgáljuk és pontosítsuk a ponty pikkelymintázatának genetikájáról alkotott képet, és ha lehet, olyan új modellt alkossunk, amelyik a régihez képes jobban leírja a sokféle fenotípus megjelenését, és a korábbi modellben várt letalitások elmaradását.  Nemzetközi csoportokkal együttműködve kísérletet tegyünk a pikkelymintázatért felelős másik gén (az „N” gén) felkutatására.  Összefüggést keressünk a pikkelymintázat és más jellemzők, mint pl. a garatfogak, a kopoltyúfésű tüskéi vagy az úszók alakulása között.  Megvizsgáljuk a megszokottól eltérő (oldalvonalsoros, bőrponty) hazai pontyok tenyésztésének jogosultságát a növekedési, vagy megmaradási mutatók tekintetében.

2. Irodalmi áttekintés

Napjainkban a ponty (Cyprinus carpio L.) a földünkön legszélesebb körben elterjedt édesvízi halfaj (Pintér 2002). Feltehetőleg a legismertebb csontos hal a világon. Ez háziasítása hosszú történelmének, továbbá a kontinensek közti terjedésének köszönhető, mely eredményeképp sok vad és tenyésztett (alfaj, fajta, törzs, vagy tájfajta) változat alakult ki (Komen 1990a). A legtöbb szakember egyetért abban, hogy a ponty Kelet-Ázsiából származik, és a miocén közepén vált el a Cyprininae alcsalád többi tagjától (Zardoya és Doadrio 1999). Legvalószínűbb, hogy Kínából származik és később került Európába (Froufe és mtsai., 2002), Észak- Amerikába (McCrimmon 1968) és más kontinensekre. Egyike az étkezési szempontból legfontosabb édesvízi halaknak (3. ábra). A pontyfélék a világ haltermelésének több mint 30%-át adják és a ponty a harmadik legfontosabb tenyészett halfaj, 3,4 millió tonna éves világtermeléssel közel 14%-a a világ összes édesvízi haltermelésének (Xu és mtsai, 2011).

3. ábra A világ pontytermelése (FAO Fishery Statistic nyomán) http://www.fao.org/fishery/species/2957/en

A pontyfélék szinte bárhol fellelhetőek a természetben az északi félteke mérsékelt égövi zónájában és a trópusi régiókban egyaránt. Többségük édesvízi, csak kis részük él a brakkvízi folyótorkolatok környékén (Howes 1991).

A Japánban kitenyészett és a világon, dekoratív színeiknek köszönhetően oly népszerű aranyat érő koi-pontyok (nishikigoi -"brocaded carp") a háziasított ponty díszváltozatai. Számos tanulmány jelent meg a ponty tenyésztéséről és genetikájáról is, például Horváth és Orbán (1995) tanulmánya a ponty genom és génmanipulációjáról; Balon (1995) írása a ponty eredetéről és háziasításáról; Nagy és mtsai (1981, 1984), Komen (1990a, 1990b) Bercsényi és mtsai. (1998), valamint Gomelsky (2003) áttekintése a ginogenezisről és az androgenezisről, az ivar szabályzásáról; Vandeputte (2003) összefoglalója a pontyok nemesítéséről. Sokak részletesen mutatják be a rokonságba tartozó más pontyféléket is (pl. Hulata 1995, 2001, Penman 2005).

2.1. A ponty rendszertana

Elnevezései (http://fishbase.org): latin: Cyprinus carpio carpio (Linnaeus, 1758) angol: common carp, carp, wild common carp német: r Karpfen, Karpe, Donaukarpfe, Schuppenkarpfen, Lederkarpfen, orosz: Сазан(=карп), Karp cseh: Kapr obecný, Kapr mahujský olasz: Carpa portugál: Carpa, Sarmão francia: Carpe, Carpeau, Carpe commune, Carpe cuir, Carpe miroir, Feuille, Karpenn magyar: ponty, potyka, pathal, pozsár, ivadék: babajkó (Pintér K., 2002) formák és változatok: tőpotyka, csupaszponty, királyponty, tükrös ponty, stb. (Herman, 1887).

A pontyfélék sugarasúszójú csontos halak: törzs: Gerinchúrosok - Chordata altörzs: Gerincesek – Vertebrata osztály: Sugarasúszójú halak – Actinopterygii (ray-finned fishes) divízió: Csontos halak – Teleostei rend: Ponty alakúak - Cypriniformes család: Pontyfélék – Cyprinidae nem: Cyprinus Linné, 1758 faj: ponty - Cyprinus carpio Linné, 1758 (http://www.fishwise.co.za)

A Cyprinidae család – Cyprinus genus rendszertani helye

A ponty alakúak rendjébe 6 (+2) család tartozik, köztük a pontyfélék családja (Cyprinidae).

A FishBase adatai alapján a pontyfélék családjába 210 nem és több mint 2000 faj tartozik (Froese és Pauly, 2012). ( http://fishbase.org)

o Rend Cypriniformes  Család Cyprinidae

Subfamily Cyprininae

. Genus Cyprinus (24 faj)  Cyprinus carpio carpio™ C. Linnaeus, 1758 - common carp  Cyprinus carpio haematopterus Martens, 1876

A Cyprinus nembe a jelenleg elfogadott rendszertan szerint 24 faj tartozik:

1. Cyprinus acutidorsalis 2. Cyprinus barbatus 3. Cyprinus carpio carpio Linnaeus, 1758 (Kottelat és Freyhof, 2007) 4. Cyprinus carpio haematopterus (Komen 1990. ) 5. Cyprinus centralus 6. Cyprinus chilia 7. Cyprinus dai 8. Cyprinus daliensis 9. Cyprinus exophthalmus 10. Cyprinus fuxianensis 11. Cyprinus hyperdorsalis 12. Cyprinus ilishaestomus 13. Cyprinus intha 14. Cyprinus longipectoralis 15. Cyprinus longzhouensis 16. Cyprinus megalophthalmus 17. Cyprinus micristius 18. Cyprinus multitaeniata 19. Cyprinus pellegrini 20. Cyprinus qionghaiensis 21. Cyprinus quidatensis 22. Cyprinus rubrofuscus 23. Cyprinus yilongensis 24. Cyprinus yunnanensis

2.2. A ponty morfológiája /felépítése

Testalakja örökletes alapon és környezeti tényezők hatására rendkívüli változékonyságot mutat, ami a vadpontyokra és háziasított pontyokra egyaránt jellemző. Testük szélességének, magasságának, hosszának jellemzésére, mérésére, a nemesítői munkák során is használatos mutatókat a 4. ábra szemlélteti. A pontyok testének tipikus jellemvonásai: a fog nélküli állkapocs, a garatban lévő garatfog, mely ideális határozó bélyeg, Weber-csontok jelenléte a gerincoszlop kezdeténél (Orban és Wu , 2008). A ponty hátúszójának első úszósugara a kemény csontú, kissé ívesen hajló, belső felületén fogazott bognártüske. A vizeinkben élő vadpontynak két formáját különböztetjük meg főként a profilindex és a fejindex eltérő értéke alapján: 1. nyurga ponty (Cyprinus carpio carpio m. hungaricus), 2. tőponty (Cyprinus carpio carpio m. acuminatus). A nyurga ponty teste nyújtott, hengeres, míg a tőponty egy magasabb hátú, rövidebb testű, oldalról viszonylag lapítottabb forma. A vadpontyok feje viszonylag nagy, szemük a testhez viszonyítva kicsi (Pintér 2002).

vadponty tógazdasági pontyfajta mutatók nyurga egyenes hirtelen tőponty ponty hátívű hátívű profilindex 3,5-4,5 2,8-3,5 2,6-3,0 2,0-2,6 keresztmetszetindex 1,4-1,8 1,5-2,0 1,5-1,8 1,8-2,2 fejindex 3,8-4,3 3,6-4,1 - - faroknyélindex 1,4-2,0 1,6-2,2 - -

4. ábra: A ponty jellemzésére használt mutatók és méretek. (Pintér 2002 .nyomán). fe: fejhossz, fn: faroknyélhossz, fsz: fejszélesség, th: testhosszúság, tm: testmagasság, tsz: testszélesség

Rendszertani bélyegek (Czuczka 2002 - Berinkei (1966) szerint):

 Úszósugárképlet: D (hátúszó) D: III (IV)/(15)16-21(22) A (farokalatti úszó) III 5 (6) P (mellúszó) I 16-18 C (farokúszó) II 8-9  Csigolyaszám: 34-39 (36-37 a fishbase.org szerint)

5-6 5-6  Pikkelyképlet: 33 ---- 40 vagy 32------41 (Harka Á. és Sallai Z. 2007). 5-6 5-6

 Kopoltyútüskék: 21 -29

 Garatfogképlet: 1.1.3 -3.1.1 = a fogak 3 sorban állnak, a belső sorban 3-3,

a többiben 1-1 fog5 van-6 vagy 1.2.35--3.2.6 1 (Harka és Sallai, 2007). 5-6 5-6  Haploid kromoszóma szám: 50 (n) (Berinkei 1966).

A száj végállású - csúcsba nyíló, harmonikaszerűen kitolható. A felső ajkán két rövidebb, a száj két szegleténél 1-1 hosszabb bajuszszál található. Orra hosszú, tompán lekerekített, homloka széles és erősen domború. A farokúszó nagy és erősen kivágott. Cycloid pikkelyei nagyok, vastagok. Testalkatához hasonlóan színe is rendkívül változatos, a kultúrváltozatok között gyakran akadnak albínó, fekete és aranysárga példányok, koi pontyoknál fehér, kék, piros, citromsárga, narancssárga színváltozatok is.

A „vad” színezetű egyed színezete Herman Ottó szerint: „Szín szerint a hát kékeszöld, a feketésbe húzó, az oldalak rezessárgák, néha sötétzöldesek; a hasfél fehéres; a pénzek feketés szegélyűek, mi bizonyos koczkás jellemet teremt; a hátsörényúszó szürkéssárgás, az úszószárnyak és a kormányúszók violás lehelletűek, az alsósörényúszó vörösesbe játszik, a szemcsillag aranyos. Ezek a színek azonban nem állandók s víz, táplálkozás, világosság hatása alatt sokszorosan változnak; a folyóban élő ponty sokkal világosabb, az álló, különösen mocsaras vizekben élő sötét színű, különösen oldalai sötéten aranyosak.” (Herman 1887)

Életterük az álló és lassú áramlású folyóvizek, holtágak. Kitűnően alkalmazkodtak a víz viszonylag magasabb sótartalmához is, de brakkvizekben nem szaporodnak. Hazánk természetes vizeiben az ikrások 3-4 év, a tejesek 2-3 év után válnak ivaréretté. Az ívás 18-22 °C-os vízben történik. Szaporodásuk 8-25 naponként megismétlődhet, ha az ívási környezet ismét kialakul. Ezért mérsékelt égövön április végétől augusztusig lehetséges ívásuk. Az ártéri területek füves rétjeit, a finom szálú hínárral dúsan benőtt, sekély vizű tórészeket választják ívóhelyként. Az ikrások testtömeg-kilogrammonként

150-200 ezer, 1-1,5 mm átmérőjű, szürkészöld színű ikrát raknak le. A lárvák 3-4 nap után kelnek ki, 6-7 mm hosszúak, ragasztómirigyük segítségével 4-5 napig függeszkednek a növényeken. Első táplálékként kerekesférgeket, planktonrákokat fogyasztanak, majd növekedésük során egyre inkább bentikus szervezetek képezik táplálékukat. A kifejlett egyedek mindenevők, ragadozó magatartásforma csak ritkán, főként fehérjehiányban szenvedő anyapontyoknál figyelhető meg (Györe 1995).

2.3. A ponty eredete /elterjedése

Napjainkban a ponty a földünkön legszélesebb körben elterjedt édesvízi halfaj. Európában és Ázsiában részben természetes terjedésének, részben az ember tudatos telepítő tevékenységének köszönheti (5. ábra), hogy a legészakibb területek kivételével gyakorlatilag mindenütt megtalálható az élőhelyi igényeinek megfelelő vizekben (Pintér 2002). A legtöbb szakember egyetért abban, hogy a ponty Kelet-Ázsiából származik, és a miocén közepén vált el a Cyprininae alcsalád más tagjaitól (Zardoya és Doadrio, 1999). Ennek ellenére számos különböző elmélet létezik a mai pontyfajták filogeográfiájára: Berg (1964) szerint a ponty eredetileg Eurázsia-szerte létezett, majd később keleti és nyugati populációkra oszlott a pleisztocén korban. Balon (1995) véleménye különböző, szerinte a ponty a Fekete, Kaszpi és Aral tengerekkel határos vízrendszerből származott és innen terjedt keletre és nyugatra. A fosszilis leletek hiányában kizárta előfordulását a jégkorszak előtti Európában. Két alfajt említ: C.c carpio és C.c. haematopterus – amelyek jellegzetesen különböznek morfológiailag, mint ahogy azt korábban Svetovidov (1933) leírta. További alfajok létezését megkérdőjelezték (Orban és Wu, 2008). Egyes szerzők, így Kirpichnikov (1967) szerint már a harmadkorban elterjedt volt az egész eurázsiai kontinens vizeiben, de a jégkorszak hatására az eredetileg egységes előfordulási terület keleti és nyugati részekre szakadhatott (Pintér 2002), amely aztán az alfajokat alkothatta (Komen 1990a).

5. ábra: A ponty eredeti, jegesedés utáni elterjedése/ és sikeres terjesztése (Komen 1990a).

Morfológiai különbségek alapján (Kirpichnikov 1967) négy (Pintér 2002 szerint öt) különböző alfajt (javasolt) írt le (6. ábra): - Európai- transzkaukázusi ponty (Cyprinus carpio carpio) - Közép- ázsiai ponty (C.c. aralensis) - Kelet- ázsiai ponty (C.c. haematopterus) - Dél- ázsiai ponty (C.c. viridiviolaceus) (- Az indonéziai ponty- tudományos név nélkül (Pintér, 2002).)

6. ábra: Kohlman és mtsai, 2005: A ponty alfajainak megoszlása Kirpichnikov szerint (1967), (a) Európai-transzkaukázusi ponty, C. carpio carpio; (b) Közép- ázsiai ponty, C. c. aralensis; (c) Kelet- ázsiai ponty, C. c. haematopterus; (d) Délkelt- ázsiai ponty, C. c. viridiviolaceus.

Később Kirpichnikov (1999) változtatva véleményét, Balonhoz hasonlóan 2 alfajt említ: C. carpio carpio (Európa; Kaukázus; Közép-Ázsia) és C.c. haematopterus (Kelet- Ázsia). Végül a genetikai vizsgálatok nyomán a klasszikus taxonómiával együtt

21 a jelenleg létező ponty-formákat három kategóriába sorolták: (1) Európai (Cyprinus carpio carpio), (2) Távol- Keleti (C. carpio haematopterus) és (3) Délkelet- Ázsiai (C. carpio viridiviolaceus) kategóriákba (7. ábra) (Kirpichnikov, 1999; Baruš és mtsai., 2002; Kohlman és mtsai., 2005).

Wu (1977) három alfajt ismert el különböző földrajzi elterjedésekkel: - C.c. carpio; - C.c. haematopterus; - C.c. rubrofuscus, amelyet az irodalomban C.c. viridiviolaceus-ként és C.c. nigroauratus-ként is említenek. A FishBase adatbázisa ezt a taxont morfológiai adatok alapján külön fajként (C. rubrofuscus), de molekuláris adatok alapján Orban és Wu (2008) alfajként említik. Wu szerint a C.c. carpio-nak volt a legszélesebb elterjedési köre a Dunától a Volgáig, néhány populációval kiegészítve Kínának a Xinjiang Ujgur autonóm területéről. A C.c. haematopterus a kínai Nanling Hegységtől északra eső területről származik, míg a C.c. rubrofuscus a Nanling Hegységtől délre lévő területről.

Ma a pontyokat molekuláris genetikai alapon legalább két alfajra osztják: az európai (C. c. carpio)-ra és az ázsiai (C. c. haematopterus)- ra. Ez mikroszatellitekkel és mitokondriális genetikai adatokkal jól alátámasztott (Vandeputte 2003; Kohlmann és mtsai., 2003, 2005a; Zhou és mtsai., 2003a, 2004; Brody és mtsai., 1979; Paaver 1983; Kohlmann és Kersten 1999; Gross és mtsai., 2002). Ezen kívül lehetséges egy harmadik alfaj (C. c. rubrofuscus vagy C. c. viridiviolaceus) létezése, de ez genetikai adatokkal nem megerősített (Kohlmann és mtsai., 2005b).

1. Európai alfaj Cyprinus c. carpio Távol- keleti alfaj Cyprinus c. haematopterus Délkelet- ázsiai alfaj Cyprinus c. viridivlaceus

7. ábra: Az eurázsiai vad ponty populációk elterjedése Kirpichnikov 1999 nyomán (Flajšhans és Hulata, 2006)

Korábban, a közép-ázsiai alfajt (C. c. aralensis) Kirpichnikov javasolta (Kirpichnikov 1967 ). Azonban a legújabb kutatások (Kohlmann és mtsai., 2003, 2005a; Memis és Kohlmann, 2006) azt mutatják, hogy az európai és közép-ázsiai pontyformák valóban nagyon szoros, közeli rokonságban állnak, genetikailag jórészt egyeznek. A szerzők következésképpen az európai és közép-ázsiai pontyot is a carpio alfajba sorolják. A mtDNS szekvenciák elemzése alapján, Froufe és munkatársai (2002) arra a következtetésre jutottak, hogy az európai pontyok valószínűleg Ázsiából kerültek be. A pontyváltozatok különböző hatások, mint pl. a földrajzi izoláció, mutációkhoz való adaptálódás, természetes,- és emberi szelekció kombinációjaként alakultak ki (Hulata 1995). A közép- és kelet- európai régióban több pontyváltozat található, ám annak ellenére, hogy kereskedelmi szempontból igen fontosak, eredetük és rokonsági viszonyaik nem tisztázottak, az állományok genetikai adatai hiányosak (Bártfai és mtsai., 2003). Az egyik, étkezési célból legrégebben háziasított faj a ponty. Egyike a kevés halnak, amely igazán háziasított állatnak mondható (Steffens 1980). Tenyésztésének történelme Kínában a Kr.e 5. évszázadnál korábbra, ősi kínai dokumentumok szerint a Kr.e –i 12. sz-ra nyúlik vissza (Balon 1995; 2004; Orban és Wu., 2008), bár háziasításuk csak jóval később kezdődött. A tavi haltenyészés Kínában a Shang dinasztia ideje alatt kezdődött Kr.e. 20. században. Fan Li könyve (Kr.e. 460- ban) az első írásos emlék a haltenyésztésről. A Han Dinasztia alatt (Kr. e. 206/202–Kr. u. 220) a pontytenyésztés virágzott. A pontyot elsődleges fajként nemcsak mesterséges kis tavakban, de természetes vizekben is tenyésztették. Az uralkodó nézet szerint (pl. Günther 1868; Chiba és mtsai., 1966; Vooren, 1972) az európai háziasított ponty elődje az ázsiai ponty volt, amelyet az ókori görögök és rómaiak idejében szállítottak Ázsiából Európába (Zhou és mtsai., 2003b). Más írások szerint: a ponty európai rasszai a dunai vad pontyoktól származnak. A legkorábbi háziasítási kísérletek az ókori Római Birodalom és a kereszténység európai elterjedésének idején történtek, és ettől a kortól kezdve jelentek meg a háziasított fajták más kontinenseken is (Flajšhans és Hulata, 2006; Horvath és mtsai., 1984; Balon, 2006). A legrégebbi írásos dokumentumok Európából a 6. századból valók, ahogy a Day idézetében (1880) Cassiodorus említi a dunai különleges ízű, értékes pontyot, a

23 hercegek eledelét. A 13. századtól a németek és más európai haltenyésztők főleg a kolostorok környékén tavaikban a Dunából befogott vad pontyokat kezdtek tartani. A 15. századtól a halételek nagy népszerűségnek örvendtek a kelet- európai népek (cseh, lengyel, magyar) körében főként karácsony idején. A 16. század végére a háziasított dunai ponty egész Európában elterjedt, a pontytenyésztés központja Bohemia (mai Csehország) hegyvidéke lett. Európában először kimondottan pontytenyésztésről a XII. században élt Albertus Magnus írt. Az 1500-as években a dunai ponty elérte Hollandiát, Dániát, sőt Angliába is eljutott. Poroszországból pedig hajón Svédországba is szállítottak pontyot (Bercsényi 1997). 1831-ben Franciaországból jutott Amerikába (Lachner és mtsai., 1970) és később Ázsiából és Európából pedig Kaliforniába 1872-ben és 1877-ben (Moyle 1976) Kanadába (Sarig 1966). A ponty csak néhány Európai országban őshonos, elsősorban a Duna vízgyűjtő területén lévőkben. (8. ábra) (Magyarországon, Ausztriában, Bulgáriában, Csehországban, Szerbia, Szlovákia, stb.: fishbase.org)

8. ábra: A ponty helyzete Európában; N=őshonos; I=betelepített. ( Flajšhans és Hulata, 2006)

A ponty őshonos halaink közé tartozik, amely Belső – Ázsiából természetes úton jutott el Európába és Kelet – Ázsiába, majd később sokfelé telepítették (Harka 1997). Ugyanakkor a jelenlegi vadon élő dunai vadponty populációk előfordulása megkérdőjelezhető, valószínűleg a vízgyűjtő terület kis részére korlátozódnak, és antropogén hatások, valamint a halgazdaságok és a tenyésztett populációk szökevényei veszélyeztetik őket. Mostanában jelentettek Törökországból néhány vad populációt, bár ezek nem őshonosak, fontos genetikai forrást jelenthetnek (Flajšhans és Hulata, 2006).

Olyan vad törzseket, amelyek kapcsolatban állnak az európai populációkkal, közép- ázsiai országokban pl., Üzbegisztánban is találtak (Flajšhans és Hulata, 2006). Mára a pontyot több helyen invazív fajként tartják számon: pl. Ausztráliában (Gwilym 2009) és az USA-ban pl. Minnesota államban (regulated invasive species: http://www.dnr.state.mn.us/invasives/laws.html).

2.4. Nemesített és vad ponty változatok

„ A TŐ PONTY. Cyprinus carpio, LINNÉ.

Fajtái: A király vagy tükrös ponty. Ez magán viseli a tőponty minden főjegyét; de héjja nem egész, hanem csupasz helyek vannak rajta, ahol pedig megvan, ott egyenetlen, sokszor igen nagy pénzekből alakul; az oldalvonalat képzők rendesen sorakozottak, azon alúl és felül mindenféle fejlődésűek és rendetlenül állanak. Ez a BLOCH-tól leírt "Cyprinus rex Cyprinorum"; AGASSIZ "Cyprinus Carpio macrolepidotus" néven írta le. A csupasz ponty. Minden bizonynyal a tükröstől ered akként, hogy vénségére az amúgy is rosszúl legyökerezett pénzek kihullanak s a hal egészen meztelenné válik; ez azután a "Cyprinus carpio nudus, vel alepidotus AG." Ezek a fajták tavakban keletkeznek és átöröklés útján tovább szaporodnak is.” (Herman, 1887).

A genetikailag kódolt tulajdonságokat, két fő csoportba sorolhatjuk: minőségi (kvalitatív) és mennyiségi (kvantitatív) csoportba. A minőségi tulajdonságok (pl. pikkelyezettség, a testszín, forma) főbb jellemzői, hogy fenotípusos megjelenésüket egy vagy kevés számú, de erős hatású úgynevezett oligén, major vagy főgén határozza meg és hatásukat a környezet változása egyáltalán nem vagy csak kis mértékben befolyásolja. A mennyiségi tulajdonságok (pl. testsúly, takarmányhasznosítás, ellenálló képesség) fenotípusos megjelenését az előzővel ellentétben nem egy, hanem több gén úgynevezett poligénes rendszer határozza meg, és hatásukat a környezet változása nagymértékben befolyásolja. A minőségi és mennyiségi tulajdonságok egymással kölcsönhatásban alakítják ki az adott élőlény tulajdonságait, azaz a ponty pikkelyezettsége, mint minőségi tulajdonság a mennyiségi tulajdonságokkal kapcsolatban van és így együttesen jelentős mértékben befolyásolják a haltenyésztés eredményességét (Czuczka 2002).

2.4.1. Tájfajták és hibridek kialakulása Magyarországon

A ponty egyike a legrégebben tenyésztett és háziasított halfajoknak a világon. Amikor a tenyésztés kezdődött az ősi populációk vad formái domináltak. Egyesek a mai napig léteznek (a vad pontyok megnyúlt, pikkelyes formáiként) gazdagítva a helyi halfaunát, azonban a legtöbb napjainkban tenyésztett ponty különbözik őseitől. A ponty háziasítása különböző változatok kialakulásához, egyúttal eltérő pikkelyezettségi mintákhoz vezetett. A vad fenotípus teljesen pikkelyes, torpedó alakú hal volt, de a mesterséges szelekcióval számos pikkelyváltozatot alakítottak ki az évszázadok során. Ezeket a változatokat igen megkedvelték, mivel kevesebb pikkelyük miatt főzésnél könnyebb volt tisztításuk (Michaels 1998). Az eltérő környezeti feltételek, a tenyésztők egyéni módszerei, a tenyészállomány kis mérete és a szigorúan zárt tenyésztési rendszerek miatt a tenyészett pontyoknak (fajon belül) helyi populációi alakultak ki. A XIX. század közepe után különböző genotípusokat fejlesztettek ki és tájfajtáknak nevezték el őket ("landraces", Bakos 1979). A XIX. század végére tehető első nemesponty honosítások idején több európai fajta került hazánkba, melyek német, cseh és dél-szláv tógazdaságokból származtak, majd a haltenyésztők gondos szelekciós munkája, és a helyi környezeti adottságok együttes hatása következtében genetikai tulajdonságaikban konszolidálódva az 1950-es években már, mint önálló tájfajták gazdagították a magyar haltenyésztést. A halgazdaságok egy jelentős része önálló fajtával rendelkezett, így beszélhetünk a tatai pikkelyes, a hortobágyi tükrös és pikkelyes, a szegedi, a biharugrai, a varászlói, majd később a dinnyési és szarvasi tükrös pontyfajtákról. A hazai halgazdaságok pontyfajtáinak összegyűjtésével ponty fajtagyűjteményt, élő génbankot alakított ki Dr. Bakos János Szarvason a 60-as években. A génbank az 1970-es évek közepére már 15 hazai és 14 külföldi pontyfajtának adott helyet. A világban számos helyen működik élő génbank (pl.: Vodnany –Csehország; Zator, Golys – Lengyelország; Nucet – Románia; Poljana – Szerbia; Zagreb – Horvátország; FCRI (Thoothukudi, Tamil Nadu) - India, de a magyarországi Szarvason működő élő génbank is világhírű.

2.4.2. Tájfajták és tenyésztett változatok pikkelyezettsége

Magyarországi tájfajták és tenyészett változatok:

Bikali tükrös Szarvasi 22 tükrös Hortobágyi nyurga ponty Szarvasi P 33 pikkelyes Hortobágyi pikkelyes ponty Szarvasi P31 hibrid pikkelyes Hortobágyi tükrös Szarvasi P34 hibrid pikkelyes Dunai vadponty Szarvasi 215 hibrid tükrös Felsősomogyi tükrös Szarvasi piros Dinnyési tükrös Szarvasi tükrös Nagyatádi tükrös Szegedi tükrös Palkonyai tükrös Tatai pikkelyes Gödi tükrös Tiszai nyurga (www.fao.org) Sumonyi tükrös Szarvasi 15 tükrös

A hibridek nemesítése során leginkább az alábbi 5 fő termelési paraméter javítására irányuló tenyésztési eljárást alkalmazzák. A legfontosabb, a termelés gazdaságosságát meghatározó tulajdonságok a következők: növekedőképesség; takarmányértékesítés; megmaradási százalék; vágóérték; a hús zsírtartalma. Magyarországon a tükrös és pikkelyes pontyok a közkedveltek, ritkán találkozhatunk oldalvonalsoros és bőr változatokkal is. A 60- as években a bőrpontyot próbálták kiiktatni a termelésből, mondván, hogy genetikai defektusokat hordoz magában, és ezért nem felel meg a gazdaságos haltenyésztés követelményeinek. Ugyanígy az oldalvonalsoros fajta sem közkedvelt. Magyarországon nincs minősített oldalvonalsoros tájfajta, de Lengyelországban, a Zatori Haltenyésztési Kutatóintézet génbankjában 1973 óta, génmegőrzési céllal generációk óta belterjesen tartják fenn ezt a helyi eredetű pontyot, amely a Z-102 zatori anya és a Z-105 zatori apa keresztezéséből származik. Megnyúlt testformájú oldalsoros fajta. Mivel eredeti gazdaságában sem tenyésztik, sőt az oldalvonal mentén pikkelyezett egyedeket később szelekcióval eltávolították az állományból, csak génmegőrzési céllal tartják fenn. Teljesítményvizsgálaton a Szegedi tükrös fajtához képest csak minimális előnyöket mutatott, fenotipusos megjelenése azonban nem tette kedvelt fajtává, illetve keresztezésekor vagy tiszta tenyésztésekor az utódok fenotípusos megjelenése (az oldalsoros jelleget meghatározó genotípusból eredően) a négy lehetséges pikkelyezettségi forma között szórt. További külföldi tájfajták és hibridek például: Cseh pikkelyes, Cseh tükrös, Amuri vadponty, Fresinet tükrös ponty, Német tükrös, Lengyel tükrös (Golys), Nasici

27 tükrös (Horvátország), Poljana pikkelyes (Szerbia), Poljana tükrös, Ropsha pikkelyes (Románia), Ukrán pikkelyes, Vietnámi pikkelyes.

2.5. A ponty evolúciós ugrása – a tetraploid állapot és az ebből adódó lehetőségek

2.5.1. Egy család- 3 különböző genom méret

A pontyfélék kromoszómakészletét citogenetikai vizsgálati módszerekkel már alaposan tanulmányozták (lásd pl. Buth és mtsai., 1991; Klinkhardt és mtsai., 1995; Sola és Gornung, 2001). Számuk 42-től több mint 200-ig terjedhet (Buth és mtsai., 1991). Mindemellett minden pontyféle vagy 24-25 kromoszómát vagy ennek a dupláját hordozza haploid készletként. Az amur (Ctenopharyngodon idella), a pettyes busa (Hypophthalmichthys nobilis) és a fehér busa (Hypophthalmichthys molitrix) kromoszóma száma egységesen 2n=48, viszont kariotípusukban eltérés mutatkozik (Yu és mtsai. 1987). A ponty kariotípusa 22 metacentrikus (m) + 34 szubmetacentrikus (sm) + 22 szubtelocentrikus (st) + 22 telocentrikus (t). A kromoszómakarok száma NF=156 (Rab és Collares-Pereira, 1995). A kromoszóma számban változatok lehetnek, pl. a koi pontyé lehet 101 és 102 is; Ojima és Takai 1981). Az aranyhal diploid kromoszóma száma megegyezik a pontyéval (2n=100) és a kariotípusuk is egyformának tűnik (Wu és Gui, 1999). A legtöbb szerző szerint a pontynak 2n=100 kromoszómája van, de vannak ettől eltérő publikációk is melyek szerint 2n=98 (Al-Sabti 1987, 1986; Arkhipchuk 1999) vagy 2n=102 (Brzuska 1988) és 2n=104 (Post 1965; Hinegardner és Rosen, 1972; Wolf és mtsai.,1969; Arkhipchuk 1999; Ohno és mtsai., 1967; Sola és mtsai., 1993). A zebradánió kariotípusa: 4m+16sm+ 30st (NF=70) (Sola és Gornung, 2001). A zebradánió haploid kromoszóma száma 25; majdnem, mint az amurnak és a busáknak, de a genom mérete jelentősen nagyobb, közel a ponty és az aranyhal újra duplázódott genommérete (1. táblázat).

Haploid Haploid Magyar Kromoszóma Genom Latin név* kromoszóma CV*** név készlet méret szám (pg) Pettyes Aristichthys nobilis 1,04 24 2 kicsi busa (Richardson, 1845) (0,01) Ctenopharyngodon idella 1,02 24 2 kicsi Amur (Valenciennes, 1844) (0,03) Hypophthalmichthys molitrix 1,01 24 2 kicsi Fehér busa (Valenciennes, 1844) (0,02) 1,78 25 2 közepes Zebradánió Danio rerio (Hamilton, 1822) (0,25) Cyprinus carpio (Linnaeus, 1,79 50 2 közepes Ponty 1758) (0,10) Széles Carassius carassius 1,99 50 2 közepes kárász (Linnaeus, 1758) (0,21) Carassius auratus auratus 1,78 50 2 közepes Aranyhal (Linnaeus, 1758) (0,14) Carassius auratus Japán langsdorfii (Temminck & U** 3 nagy 2,55 ezüstkárász Schlegel, 1846) Carassius gibelio (Bloch, 2,92 50 3 nagy Ezüstkárász 1782) (0,21) *: www.fishbase.com U**:ismeretlen ***: http://www.genomesize.com/ 1. táblázat: A pontyfélék kromoszóma száma és genom mérete (Orban és Wu, 2008 nyomán).

2.5.2. Genom duplikáció a csontos halakban

A valódi csontos halak alkotják a gerinces fajok körülbelül felét (legalább 26000 fajuk van), ebből következtethetünk nagy változatosságukra is (Lah 2012). A gerincesek fejlődésének kezdetén kb. 450 millió éve két egész genomra kiterjedő duplikáció történt (Holland és mtsai., 1994; Sidow, 1996; Skrabanek és Wolfe 1998), majd kb. 300-350 millió évvel ezelőtt a csontos halak ősénél egy újabb, halspecifikus harmadik genom duplikáció (3R duplikációként is ismert) történt (Postlethwait és mtsai., 1998; Yokoi és mtsai., 2007; Christoffels és mtsai., 2004). Ez az esemény, amely a csontos halakat egy extra paralóg készlettel ruházta fel, feltételezhetően, legalább részben felelős biológiai sokféleségükért, fajgazdagságukért (Amores és mtsai. 1998; Meyer és Van de Peer 2005; Taylor és mtsai. 2001). A mai halak genomjában ezeknek a paralógoknak kb. 30%-a maradt meg (Lah 2012).

9. ábra: Két egész genomra kiterjedő duplikáció a gerincesek ősében és a halspecifikus 3. genom duplikáció. (Postlethwait és mtsai., 1994; Wittbrodt és mtsai., 1998 nyomán)

A pontyoknak és az aranyhalaknak - köszönhetően egy tetraploidizációs eseménynek (Kb. 58 millió évvel ezelőtt (Zhang és mtsai., 1995)) kétszer annyi kromoszómájuk van, mint a többi pontyfélének. David és mtsai., (2003) szerint ez körülbelül 16 millió évvel ezelőtt történt, Larhammar és Risinger (1994) vizsgálatai szerint kevesebb, mint 16 millió éve. A tetraploidizációnak köszönhetően 100 - (104) kromoszómájuk van, ami kétszerese más pontyfélékének (Ohno és mtsai., 1967) és a sejtmagjaiban található DNS mennyisége is közel duplája más diploid halakénak (Ohno és Atkin, 1966). A duplikálódott lókuszok többsége több millió évig (generációkon keresztül) kifejeződő képes maradt, ezalatt sok mutáció halmozódhatott fel bennük, melyek aztán aminosav cserékhez vezettek (Larhammar és Risinger, 1994). A poliploidizáció kedvező hatással volt egyes halfajok kialakulásásra és az evolúciós fejlődésére. Ezek a halak, bár szélesebb genetikai alkalmazkodóképességgel rendelkeznek, mégis diploid társaikhoz hasonló ökológiai fülkét töltenek be. Fennmaradási előnyük abban rejlik, hogy a genetikai fejlődés során a megnövekedett genetikai állományból az adott élőhelyen a legkedvezőbb gének, allélok maradtak meg, míg a feleslegesek szelektálódtak. A poliploid genetikai túlterhelés azzal küszöbölhető ki, hogy az eredetileg duplikálódott szabályozó gének az evolúció során alkalmazkodtak a diploid státuszhoz, és úgy irányítanak, mintha egy diploid génkészletük lenne, de adott esetben minden egyes génen 2 allél helyett 4 közül választhatnak. Kettő dolgozik, kettő meg szabadon mutálhat, akár a letális irányban is (Váradi 2000; Volff 2005). Általános tendencia, amit teljes genom duplikáció után tapasztalhatunk, hogy a duplikálódott gének közül sok elveszik darabolódás (kromoszómatörés vagy átrendeződés) következtében, vagy pszeudogénekké válnak.

A manapság legnépszerűbb modell, amely a duplikáció fenntartását magyarázza a DDC (Duplication- Degeneration- Complementation) modell (Freeling 2009). Feltételezi, hogy rögtön a génduplikáció után (pl. a kromoszómaátrendeződések miatt; vagy káros mutációk miatt) a cisz-szabályozó régió részben elveszik, ez szubfunkcionalizációhoz vezet (10. ábra), így mindkét kópiára szükség van az eredeti funkció betöltéséhez (Rohner 2010). Bár sok ilyen duplikálódott gén elveszik az evolúció során, ismert az is, hogy az extra génkészlet megtartja a hasonló funkciókat, vagy elég változékony ahhoz, hogy új funkciókat szerezzen (Force és mtsai.,1999).

10. ábra: A duplikálódott génpárok három lehetséges sorsát mutatja. A kis téglalapok az egyedi funkciójú szabályozó elemeket jelölik, a hosszúkás téglalapok pedig az átíródott régiókat. A tömör téglalapok a gén érintetlen régióit jelölik, míg az üres téglalapok null mutációt jelölnek, a háromszögek pedig új funkció kialakulását jelölik. Bal oldalon a degeneratív mutációk miatt a gén nem működik, pszeudogénné vált. Középen a szabályozó régió egy új funkcióval bővült (neofunkcionalizáció), kedvező mutáció történt, így megmaradt a kópia. Jobb oldalon a két paralóg kiegészíti egymás működését (szubfunkcionalizáció), mindkét példány elengedhetetlen a genom teljes működéséhez (Force és mtsai., 1999, Loh és mtsai., 2004).

2.6. Kültakaró és fenotípus

A halak kültakarója lehet csupasz, vagy pikkelyekkel borított. A dolgozatban elsősorban az utóbbi csoporttal foglalkoztunk, pontosabban ezzel összefüggésben a mutációt jelentő, szokványostól eltérő pikkelymintázattal – a pikkelyzet részleges vagy teljes hiányával. A természetben is megfigyelhető jó néhány fajnál a pikkelyzet

31 csökevényesedése (pl. harcsáknál, angolnánál). A ponty alakúak rendjében is van legkevesebb 13 olyan faj (pl. Danionella translucida, Sawbwa resplendens, Phreatichthys andruzzii (Cavallari és mtsai., 2011)), amelyeknek nincs pikkelyük (Rohner 2010; Nelson 2006). Meglehetősen keveset tudunk a pikkelyzet fejlődésének genetikai alapjairól és a természetben található változatairól. Pikkelyeik a hüllőknek, madaraknak és néhány ízeltlábúnak is van, amelyek azonban számos szempontból eltérnek egymástól. Így például a lepidopterák (lepkék) esetében a szárnyakat zsindelyszerűen átfedő kitinpikkelyeket találunk; ez az úgynevezett „hímpor”, amiről a rend a nevét kapta — a Lepidoptera szó jelentése: pikkelyes szárnyú. A pikkelyek nemcsak pigmentáltak, de vastagságuktól és elrendeződésüktől, sűrűségüktől, finom lemezes, vagy rácsos szerkezetüktől függően különböző fizikai színeket produkálnak (irizálás stb.). Ezt elősegítik a pikkelyekben található különféle kutikuláris képződmények. A fizikai és kémiai színek kombinációi egyes fajokat rendkívül dekoratívvá tesznek. Ha lekopnak róla a pikkelyek, a szárny üvegszerűen áttetszővé válik. A hüllők fontos ismertetőjegye, a szarupikkely az epidermisz elszarusodott sejtjeiből áll, bennük véredények és idegek sohasem végződnek (A Pallas Nagy Lexikona sorozat, 1893). A hüllők és madarak esetében is akárcsak a szőrök, az epidermiszből fejlődnek és keratinból vannak, míg a halak pikkelyei az irhában lévő tasakokban indulnak fejlődésnek és nem keratin az alkotójuk (Rohner 2010). A dolgozatban a halak pikkelyeire fókuszálunk, de mint látható ez a pikkely kifejezés is meglehetősen tág.

A halak pikkelyeinek több típusa van (11. ábra):

 Placoid (dermal denticles) - porcos halak pikkelyei (cápák, ráják). Szerkezetileg azonosak a gerincesek fogaival. Alapjuk egy csontlemez, belsejében fogszerűen dentinből, felszínén virodentinből áll. Az ilyen típusú pikkelyek nem tudnak növekedni.  Ganoid – pl. zománcos halak (Polypterus bichir bichir) pikkelyei – Tokalakúaknak is lehetnek- rombusz alakúak, izopedin, cosmin, ganoin rétegből állnak, nevüket a ganoin rétegről kapták, melytől fényesek és kemények lesznek.  Cosmoid – a tüdőshalak és a maradványhalak pikkelyei. Növekvő pikkelyek. Valószínűleg a placoid pikkelyek összeolvadásából keletkeztek.

 Elasmoid - a valódi csontoshalak pikkelyei. Vékony, hajlékony, átlátszó kollagén csontlapocskák (Bertin 1944). A pikkelyek folyamatosan növekednek, a rárakódott újabb rétegek gyűrűket alkotnak, ezt használják az életkor meghatározásához. A pikkelyek jól regenerálódnak, lehetséges interspecifikus transzplantációjuk is.

Az elasmoid pikkelyeknek két fajtája van, mindkettő cserépszerűen átfed: - ctenoid (pl. a sügéralakúaknál) apró fogacskák borítják - cycloid (pl. a pontyféléknél) simább, nincsenek rajta fogacskák, kerekded. „A héj nem terjed a fejre, pénzei nagyok, kerekdedek; szélük hártyás.” A ponty is ilyen pikkelyekkel rendelkezik. - A pisztrángsügéren mindkettő elasmoid pikkelyféle megtalálható (Kiss 2000; Rohner 2010).

11. ábra: A különböző pikkelyformák sematikus rajza (Rohner 2010): a) placoid pikkelyek b) ganoid pikkelyek c,d) elasmoid pikkelyek c) cycloid pikkelyek d) ctenoid pikkelyek

A pikkelyek fontos szerepet játszanak a halak élettanában, a védelemben és az új környezethez való alkalmazkodásban. (Sire és mtsai., 1997)

2.6.1. A pikkely és eredete:

Első pillantásra úgy tűnik, hogy a szőrnek, a fogaknak és a pikkelyeknek nem sok közük van egymáshoz, eltekintve, hogy mind a gerincesek „függelékei” (szőr és pikkelyek borítják a testfelszínt szabályos elrendeződésben), de élettani szempontból és evolúciósan is eltérnek egymástól. A fogak és a halak pikkelyei ugyan morfológiailag különbözőek, de mindketten az ősi külső váz elemei és feltételezhetően közös őstől

33 származnak. Kondo és munkatársai (2001.) munkájukban a szőrzetet és a pikkelyeket jelölik meg ugyanilyen vonatkozásban. Morfológiailag és evólúciósan a fogak és a szőrzet is meglehetősen különböznek, de mindkettő fejlődésében részt vesznek bizonyos szabályozási folyamatok, mint például a Hedgehog, a Bone Morphogenetic fehérje és Wnt jelátviteli utak, kaszkád rendszerek. Kondo és munkatársai (2001) által publikált cikk bizonyítékul szolgál egy, a halak pikkelyének képződéséhez, a szőr és a fogazat normális fejlődéséhez is szükséges jelátviteli út meglétéhez (Sharpe, 2001) (12. ábra). A medaka (Oryzias latipes) rs-3 lókuszán történt mutáció pikkelyzete csaknem teljes elvesztéséhez vezet. Kimutatták, hogy az rs-3 lókusz az ectodysplasin-A receptor (EDAR)-t kódolja, amely az emlősöknél a szőrzet fejlődésének indulásakor szükséges. Azonosítottak egy újszerű transzpozont, ami az EDAR első intronjába helyezve rendellenes mRNS érést okoz. Munkájuk bizonyította, hogy az EDAR szükséges a halak pikkelyzetének fejlődéséhez, és azt sugallja, hogy ez egy evolúciósan konzervált molekula, amely a gerincesekben az epithelialis függelékek fejlődéséhez is szükséges (Kondo és mtsai., 2001).

12. ábra: Lehetséges evolúciós kapcsolatok a gerincesek ektodermális és dermális függelékei között, és alapvető struktúrájuk. A szőr follikulusai ektodermális származékok, úgy vélik, hogy hüllők pikkelyeiből alakultak ki. A fogak és a csontos halak pikkelyei dermális eredetűek, feltehetőleg közös őstől, az ősi halak páncélzatából származnak. Az EDA/EDAR jelátviteli rendszer szükséges a szőrzet, a pikkelyzet és a fogak fejlődéséhez is (Sharpe, 2001.).

Az eddigi zebradánió tanulmányok azt mutatják, hogy a pikkelyek a késői ontogenezis során fejlődnek (kb. 30 nappal a termékenyülés után) közel az epidermiszhez. Az első pikkelyek a 8-9 mm-es testhosszúság elérésekor jelennek meg.

A pikkely fejlődésének kezdete függ a kortól, hőmérséklettől, tápláléktól, és az egyedsűrűségtől (akváriumban) de általában 25-30 nappal a termékenyülés után indul meg. (Sire és mtsai., 1997; Rohner 2010). Pontynál a pikkelyzet kifejlődése a kopultyúfedő csont mögött indul meg körülbelül 16-18mm testhosszúság elérésekor. A teljes pikkelyzet kialakulása 25 mm testhosszúság felett valósul meg. A pikkelyzet tömege 1 kg-os pontynál a testtömeg mintegy 4,5%-a (Kiss 2000). Szabályos elrendeződést mutató pikkelyzet esetén (pikkelyes ponty) a test oldalán le kell számolni a hossztengelyre merőlegesen álló pikkelyoszlopokat, valamint a hossztengellyel párhuzamosan, a hátéltől az oldalvonalig és az oldalvonaltól a hasélig futó pikkelysorokat (Az így kapott értékek a pikkelyképletet adják, ami felhasználható a fajok elkülönítéséhez, határozásához). 5-6 A ponty pikkelyképlete: 33 ---- 40 5-6

2.7. A garatfog

5-6 A pontyfélék határozóbélyegei a garatfogak, amelyek az utolsó (4.) kopoltyúív 5-6 módosulásából létrejött garatcsonton találhatók. Ezek a fajra jellemző számban, alakban és elrendeződésben vannak jelen. Garatfoga van a csíkféléknek is (Harka és Sallai 2007). Erős fogszerű képleteivel a darabos eledel aprításában vesz részt, szerepük van továbbá a víz kipréselésében, a nyelés elősegítésében. A fogak váltódnak. Állhatnak egy sorban (pl. Tinca, Carassius, Vimba) két sorban (pl. Gobio, Phoxinus, Pelecus) vagy három sorban (pl. Barbus, Cyprinus). A garatfogak száma - a bal, valamint a jobb oldali csonton a soronként található fog szám - adja a garatfog képletet. A ponty garatfog képlete: 1.1.3-3.1.1. (13.ábra).

13. ábra: A ponty garatfoga (rajz: Szücs Réka a Dictionary of Ichthyology; www.briancoad.com alapján/ Fotó: Szücs Réka)

A legújabb kutatások szerint a garatfogak fejlődése nagy hasonlóságot mutat az emlősök fogfejlődésével. A szerepet játszó gének megegyeznek.

Sok más funkciójával együtt a hedgehog jelátviteli rendszer létfontosságú a gerincesek epitéliális függelékeinek, mind a szőrzetnek, tollaknak és fogaknak fejlődéséhez (Chuong és mtsai., 2000; Gritli-Linde és mtsai., 2007; Harris és mtsai., 2005). Az emberekben a hedgehog szignálban történt változást fogászati elváltozásokat okozó betegségekkel hozták kapcsolatba, ideétve a SMMCI (Solitary median maxillary central incisor syndrome) szindrómát (Garavelli és mtsai., 2004; Nanni és mtsai., 2000) és az odontogén keratocisztákat (Barreto és mtsai., 2000; Grachtchouk és mtsai., 2006). A korai odontogenezis során a génkifejeződés nagyon hasonló a gerincesek és a halak között (Jackman és mtsai., 2004; Fraser és mtsai., 2004; Huysseune és mtsai., 2008; Fraser és mtsai., 2009). Jackman és munkatársai (2010) az ismert hedgehog ligandok expresszálódását vizsgálták a zebradánió garatfogának fejlődése közben, és azt találták, hogy az emlősökhöz hasonlóan csak az shha fejeződik ki a fogcsírában. A fogak fejlődésében a hedgehog szignál szerepe az evolúció során meglehetősen konzerválódott (Jackman és mtsai., 2010). Fraser és munkatársai (2010) a Malawi-tóból származó sügereket (Cichlidae család) vizsgáltak. Meghatároztak egy fogazatot kialakító ’alapvető’ gén készletet a gerincesek fogazatáról szóló tanulmányokat figyelembe véve. Ezek a gének: ctnnb1, bmp2, bmp4, dlx2, eda, edar, fgf3, fgf10, notch2, pitx2, runx2, shh tehát az emlősök fogazatának fejlődésében is szerepet játszanak. Az Eda kaszkádrendszer a zebradánió pikkelyzetének kialakítása mellett a fogazat, koponya, úszók kialakításaban is részt vesz (Harris 2012; Harris és mtsai., 2008), az egérnél és az embereknél pedig a szőrzet és a fogak kialakításában (Mikkola és Thesleff 2003; Mou és mtsai., 2006; Tucker és mtsai., 2004). .

2.8. A kopoltyú és részei

A legtöbb hal a vízből veszi fel az oxigént, amelyre a kopoltyúja vagy egyéb hámfelülete specializálódott. A kopoltyúívek garat felőli oldalán fajokra jellemző szűrőrendszer, kopoltyúfésűk alakultak ki (14. ábra). Ezek védik a kopoltyúlemezeket a sérülést okozó idegen testektől és a táplálkozásban is szerepük van. A kopoltyúíveken

ülnek a kopoltyúlemezek, ezeken a lemezkék (légzőlamellák) melyek összfelülete 1kg- os halnál elérheti a 18000 cm2-t (Kiss 2000). Az itt végbemenő gázcsere a vízben és a vérben levő gázok nyomáskülönbségén alapszik. A halak oxigénigénye eltérő. A ponty igen csekély oxigéntartalmú vízben is megél. Az állóvízi fajoknál 3-8mg/l oxigéntartalom kívánatos. Oxigénhiányos állapotban a szájüreg nyálkahártyája is képes a légköri oxigén felvételére ilyenkor „pipál” a hal (Kiss 2000). Kirpichnikov (1999) szerint feltehetőleg a garatfogak számának csökkenése és a kopoltyúszervek redukciója okozza az oldalvonalsoros és a bőrpontyok visszamaradt növekedését. Kirpichnikov adatai szerint a ponty kopoltyűfésűinek száma kb. 18-24. Golovinskaya (1940) adatai szerint az első kopoltyúíven lévő külső és belső kopoltyúfésűk száma: Pikkelyes: 25.08 +/- 0.34 30.04 +/- 0.19 Tükrös: 24.36 +/- 0.23 29.16 +/- 0.29 Bőr: 18.54 +/- 0.48 25.12 +/- 0.32 Keretes: 19.56 +/- 0.36 27.00 +/- 0.27

Kopoltyú ív

Kopoltyúfésűk

Kopoltyú lemezek

14. ábra: A kopoltyú részei rajz: Szücs Réka (Eric Schindler, http://www.dfw.state.or.us alapján) / Fotó: Szücs Réka

2.9. A ponty pikkelymintázatának genetikája anno:

A pikkelyezettség öröklődésének vizsgálatát az 1930-as évek óta számos neves kutató, köztük Kirpichnikov is elvégezte és arra az eredményre jutottak, hogy a tulajdonság kialakításáért két gén és annak négy allélje felelős. Rudzinski (1928a;

1982b) publikált először adatokat az eltérő pikkelyezettségű pontyok keresztezéséről. Vizsgálata szerint a teljes pikkelyzetségű ponty domináns a tükrös típus felett. További tanulmányok (Kirpichnikov és Balkhashina 1935, 1936; Kirpichnikov 1937, 1945, 1948; Golovinskaya 1940, 1946; Probst 1949, 1953) lehetővé tették, hogy módosítsák a ponty két egymástól független autoszomikus génjét, ami különböző kromoszómapáron található és a pikkelyezettséget határozzák meg. Kirpichnikov szerint (Kirpichnikov 1967, 1981, 1999), a ponty fő pikkelyezettségi típusai: a pikkelyes, oldalvonalsoros, tükrös és bőr (15. ábra). A fenti fenotípusok mellett, számos további pikkely elrendezősést, ideértve a szabálytalan és hiányos pikkelyes és más szórt pikkelyzetű fenotípust is megfigyeltek, de ezeket többnyire eltérésként tartották számon, ezért nem szerepelnek a genetikai modellben (Kirpichnikov 1981; Czuczka 2002), (lásd alább).

K SZ

15. ábra: K, Kirpichnikov (1981; 1967; 1999) szerinti főbb fenotípusok: a, pikkelyes (SSnn; Ssnn) b, tükrös (ssnn) c, keretes = oldalvonalsoros (SSNn; SsNn) d, bőr (ssNn). SZ) Négy fő fenotípus általunk: a, pikkelyes b, tükrös c, keretes d, bőr Fotó: Szücs Réka

pikkelyes: SSnn, Ssnn Genotípusok S;n s;n S;N s;N

tükrös: ssnn S;n pikkelyes pikkelyes keretes keretes

oldalvonalas tükrös/ keretes: s;n pikkelyes tükrös keretes bőr SSNn, SsNn S;N keretes keretes letális letális bőr: ssNn s;N keretes bőr letális letális

2. táblázat Genotípusok és az adott fenotípushoz rendelt genotípusok Punnet táblája: Kirpichnikov (1981; 1967; 1999)

Rendkívül egyszerű módszerekkel (tavakban nevelt egyedek fenotípusos analízisével) nyert adatokból kiindulva Kirpichnikov és Balkashina (1935, 1936) egy ’két gén – négy alléles’ modellt javasoltak a pikkelyezettség öröklődésére. Modelljüknek megfelelően az adott fenotípushoz rendelt genotípust a 15. ábra és 2. táblázat szemlélteti. A felállított elmélet szerint a ponty pikkelyzetének ősi genotípusa az SSnn volt. Az N és az s allélt az európai pontyban (Cyprinus carpio carpio) észlelték először háziasításuk után, két független mutációként. Az „SS” génben történt recesszív mutáció következtében, beltenyésztés során kialakult homozigóta formája: az ssnn tükrös mintázatú ponty. Egy további mutáció az nn gént is érintette. Itt egy domináns „N” allél alakult ki, amely szintén csökkentette a pikkelyek eloszlását a testen (oldalvonalsoros ponty). A két mutáció találkozásából a bőrponty alakulhatott ki (ssNn) (Váradi 2000). Az SSNN, SsNN és az ssNN genotípusú, a domináns „N” gént homozigóta formában hordozó pontyok embriói nem életképesek, a kikelés stádiumában, vagy röviddel azután elpusztulnak. A heterozigóta (Nn) genotípust csökkent ellenálló képesség, megmaradás és a termelőkészség jellemzi. Ezt a jelenséget Kirpichnikov és Golovinskaya 1937-ben írták le. Megállapították, hogy bár a heterozigóta (az S allélra nézve) pikkelyes halak gyorsabban növekednek, azonban a pikkelyek helyzetére vonatkozó szabálytalanságok gyakrabban találhatók a homozigóta példányokhoz képest (Kirpichnikov 1966). A pikkelyezettség kialakításáért felelős gének függvényében sok olyan szervi elváltozást tapasztaltak, amelyek morfológiai és fiziológiai elváltozásbeli következménnyel járnak.

Az oldalvonalsoros és a bőrponty esetében lassabb növekedést tapasztaltak, ami hatványozottan jelentkezett elégtelen mennyiségű takarmányozás esetén. Ennek fő okai a kopoltyúszervek redukciója és a garatfogak számainak csökkenése voltak. Míg a természetben élő közönséges pontyoknak 3 sorban van garatfoga addig ezzel szemben a bőr és a keretes pontynak csak 2, illetve néha egy sorban található garatfog (1.3-3.1.1, 1.3-3.1, 1.3-3, 3-3). Az s és az N allélok hatása ponty úszóira is jelentős. A tükörpontyok hátúszójában található sugarak száma rendszerint kevesebb, mint egy pikkelyes ponty esetében. A N allél jelenlétében a S allél hatása is jóval erősebb. A bőrponty úszóinak (hát, farok alatti, mell és hasúszók) redukciója jóval nagyobb, mint az oldalvonalsoros ponty esetében. A pikkelyes és a tükrös pontyoknak normál szerkezetűek az úszóik. Azonban az oldalvonalsoros és a bőr pontyoknál némely lágy úszósugár középen, vagy néha a hátúszó hátsó felében nem fejlődnek, és a sugarak száma is markánsan lecsökken. Ennek következtében a hátúszó szokatlan formát ölt (16. ábra). A súlyosabb redukciók általában a farok alatti úszót is érintik. A mellúszó és a hasúszó kevésbé érintettek, de a kemény úszósugarak száma ezekben is csökken (Kirpichnikov 1981).

16. ábra: A ponty hátúszójának különböző mértékű csökevényesedése oldalvonalsoros és bőr pontyoknál

Érdekességképp, a hátúszó hiányát vagy csökevényesedését számos halfajnál dokumentálták (pl.: sárgaúszójú tengeri keszeg (Acanthopagrus australis); pompás papagájhal (Sparisoma cretense); lazac (Salmo salar); Hong Kong sügér (Epinephelus akaara); aranydurbincs (Sparus aurata); kék tilápia (Oreochromis aureus); fogasdurbincs (Dentex dentex); abroncsos durbincs (Diplodus sargus)) (Diggles 2012; Koumoundouros 2008; Morrison és mtsai., 1981; Setiadi és mtsai., 2006), különösen

40 intenzív tenyésztésben lévő egyedeknél (Ali és mtsai., 2009). Ezt a fenotípust „nyereghátúnak” hívták és teljesen hiányzó vagy erősen torzult hátúszó jellemezte gyakorta egyes csigolyák összeolvadásával. Először a kék tilápiában írták le, mint genetikailag öröklődő jelleget, amelyet egy domináns, letális mutáció okoz (Tave és mtsai., 1983). Bár ez a mutáció általában nem okozott pikkelyvesztést, de csökkent stressz ellenállást, a fertőzésekkel szembeni érzékenység növekedését okozta, valószínűvé téve, hogy hasonló folyamatokat befolyásol a tilápiában, mint az N gén a bőrpontyokban.

Az N allél még sok egyéb jellemzőre is hatással van, így többek között a kopoltyúfésűk számát, a vér vörösvérsejt tartalmát, a zsír metabolízációjának intenzitását is befolyásolja, hatással van az oxigényhiány tolerálására, a szövetregenerációra is. Az N allél hatása már a fejlődés nagyon korai szakaszában kifejeződik: fontos, esszenciális morfogenetikai folyamatokra van hatással. Egy vagy néhány döntő fontosságú fehérje termelésére az NN homozigóta egyedek nem képesek, ezért képtelenek lesznek a további fejlődésre és az életben maradásra (Schröder, 1973).

2.10. Az „s” gén azonosítása

Nemrégiben azonosították az „s” gént (Rohner és mtsai., 2009). A kutatás során vizsgált tükrös zebradániót (spiegeldanio) nagyléptékű mutagenezis teszt alkalmával izolálták (Rohner és mtsai., 2009). A teszt során, indukált mutációval, N-etil-N-nitrozo- karbamiddal (ENU; C3H7N3O2), egy nagyon erős mutagénnel és beltenyésztéssel hoztak létre mutáns zebradániókat. Mikroszatellitekkel (SSLP=Simple Sequence Length Polymorphism markerekkel) kapcsoltságot mutattak ki a 8. kromoszóma (LG8) egy 680 kb hosszú intervallumával (17. ábra), majd 10 potenciálisan jelölt gén közül azonosították a mutációt hordozó fibroblaszt növekedési faktor receptor 1 (fgfr1) gént. (Rohner és mtsai., 2009).

17. ábra: A tükrös zebradánió 8-as (LG=kapcsoltsági csoport) kromoszómáján lévő 680 kb méretű régió térképezése (Rohner 2010).

18. ábra: A) és B): A tükrös zebradánió (spiegeldanio) és C) a tükrös ponty (Rohner és mtsai., 2009 nyomán).

A zebradániót a pontyon végezett párhuzamos kísérletekhez modellként használhatták, mivel a ponty és a zebradánió közeli rokonok: mindketten a pontyfélék családjába tartoznak, emellett az ismert genetikai modellállaton könnyebb volt a gének azonosítása (Maderspacher 2009). A mutáns zebradánión (ss -homozigóta formában) a pikkely és mintázata az átlagostól eltérő volt: a testen körben kevés pikkely, alakjuk megnyúlt és általában nagyobb volt, mint a normál, vad egyedeknél - hasonlóan a tükrös pontyhoz (18. ábra). A váz egyéb alkotóelemeiben, mint például a garatfogakban, úszókban nem tapasztaltak elváltozást. Ez a mutáció homozigóta formában is életképes,

42 növekedésbeli és egészségügyi hátrányokkal nem jár, lárvakorban fenotípusos elváltozásokat nem mutat. (Rohner és mtsai., 2009). Elsőként megállapították, hogy a zebradánió mutánsnál a pikkelyhiányosságot az FGF növekedési faktor receptor 1 kódoló génjének egyik paralogjában (röviden: fgfr1a) történt mutáció okozta. Később bemutatták, hogy ennek a génnek az ortológja – az fgfr1a1 (egyike a két fgfr1a paralógnak)- okozza homozigóta formában a mutációt a tükrös pontyokban is. Bár ennek a génnek nélkülözhetetlen szerepe van az embrionális fejlődés során, a paralógok jelenlétének köszönhetően zebradánióban és a pontyokban ez a gyengébb változatú fenotípus (tükrös) alakult ki – ugyanis ellentétben velük, a japán medakában (Oryzias latipes) nincsenek a génnek paralógjai, így a homozigóta mutáns medaka embrió egy drasztikusabb fenotípusa alakul ki, a test fejlődése leáll, hiányzik, és csak a fej fejlődött (Yokoi és mtsai., 2007). Kiderült az is, hogy az európai és ázsiai ponty populációban két különböző típusú mutáció okozta a kódoló régiókban a rendellenességet. A kutatók kimutatták, hogy az európai pontypopulációikban a kináz domén erősen konzervált régióiban egy E664K misszensz mutáció, míg az ázsiai változatban az fgfr1a1 gén kódoló részében egy 111 bázis-páros deléció van. Azonban az eddig vizsgált ázsiai koi ponty populáció esetében csak egyetlen pont mutációt találtak (Lah 2012).

2.11. A pikkelyezettség kutatásakor eddig vizsgált és az N gén megtalálása szempontjából is jelentősebb szignál transzdukciós kaszkádok ismertetése

Az N gén az FGF kaszkádon, vagy attól független kaszkádon is lehet (19. ábra):

19. ábra: Az N gén lehetséges helyének folyamatábrája. Az N gén az Fgf kaszkád része, vagy attól független kaszkád tagja lehet (Lah 2012 nyomán).

2.11.1. Fibroblaszt növekedési faktor transzdukciós kaszkád

Az „s” gén megtalálásával kapcsolatban a fibroblaszt növekedési faktorról (Fibroblast growth factor; FGF), és receptorának egyik paralógjának, az Fgfr1-nek halakban betöltött szerepéről kaptunk új ismereteket. Az Fgf szignál alapvető fontosságú számos fejlődési folyamatban szerte az állatvilágban (Coulier és mtsai., 1997; Gibert és mtsai., 2010; Goldfarb, 2005). Az emlősöknél és a madaraknál alapvető fontosságúak a végtagok képződéséhez (Mao és mtsai., 2009; Vogel és mtsai., 1996). Az emberekben pedig szerepük van például a csontképződésben, szaglásban és a reprodukcióban (Wilkie 2005). Kimutatták, hogy a halaknál számos Fgf ligand és receptor vesz részt: i) a pikkelyzet (Kondo és mtsai., 2001; Rohner és mtsai., 2009), ii) a hátúszó elődjének a medián rétegnek (Abe és mtsai., 2007), iii) a páros úszóknak (Prykhozhij és Neumann, 2008), IV) és a zebradániók oldalvonalának (Gallardo és mtsai., 2010; Ma és Raible, 2009; Sarrazin és mtsai., 2010) kialakításában, valamint az úszók regenerálódásában (Poss és mtsai., 2000; Stoick-Cooper és mtsai., 2007). A fibroblast növekedési faktor receptorok (FGFRs) a receptor-tirozin-kináz-család tagjai, amelyek az FGF-eket megkötik (W. J Park és mtsai., 1995). Az FGF család szerkezetileg rokon polipeptidekből áll, amelyek kulcsfontosságú szerepet játszanak az embriogenezisben, a növekedésben, a homeosztázis fenntartásában, a sejtek jelátviteli folyamataiban (Burgess és Maciag 1989; Gospodarowicz 1990; Basilico és Moscatelli 1992). Az FGF-eket hatásmechanizmusuk alapján parakrin, endokrin, és intrakrin csoportokba sorolhatjuk (Itoh és Ornitz, 2008). A parakrin FGF-ek a biológiai válaszokat közvetítenek kötődve és ezzel aktiválva a sejtfelszíni tirozin kináz FGFR- okat (Sayaka és mtsai., 2011). A fibroblaszt növekedési faktor család az egyik legfontosabb csoportja a fejlődés alatt szerepet játszó parakrin faktoroknak. (A parakrin jelátviteli rendszerek a sejtek közötti kommunikáció olyan formái, ahol a sejtek keltette jelek a szomszédos sejtekben változásokat indukálnak, megváltoztatva ezzel a szomszéd sejtek működését vagy differenciálódását. Ezen parakrin faktorok hatása viszonylag rövid távolságra terjed ki, a közvetlen közelben fejtik ki hatásukat.) (Gilbert 2000). Feladatuk, hogy meghatározzák mely sejtek váljanak mezodermává, szerepük van a vérerek kialakításában, a végtagok kinövésében és számos más sejttípus növekedésében és differenciálódásában.

Az emberi FGF géncsaládnak 22 tagja van. A zebradánió FGF géncsaládot legalább 27 tag alkotja. A jelátviteli rendszer mechanizmusai összetettek és még nem teljesen tisztázottak (Itoh és Konishi, 2007).

A zebradánió FGF család

A zebradánióban szinte minden ember/egér Fgf gén ortológot azonosítottak már, kivéve az Fgf9-et. Az Fgf24-et nem csak a zebradánióban, de az összes vizsgált csontos halban megtalálták; beleértve a tüskés pikót, medakát és gömbhalat, azonban az Fgf24- et nem tudták azonosítani a vizsgált négylábúak mindegyikében. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az Fgf9 és az Fgf24 elvesztek a csontos halak és a négylábúak leszármazottaiban az evolúció során. A zebradániónak további hat FGF génje ismert, beleértve: fgf6b -ét, fgf8b -ét, fgf10b-ét, fgf13b-ét, fgf18b-ét és fgf20b-ét. A zebradánió FGF géncsaládja huszonnyolc tagból áll. A további gének helyének elemzése azt mutatja, hogy azok paralógok (20. ábra) (Itoh és Konishi, 2007).

20. ábra: Az ember/egér/zebradánió Fgf géncslád evolúciós története. Az Fgf13-like az Fgf család ősi génje. Az Fgf13 duplikációjával keletkezett az Fgf4-like gén. (Itoh és Konishi, 2007).

Az emlősök és a csontos halak génjeinek összehasonlítása azt mutatta, hogy a csontos halakban, beleértve a zebradániót is, gyakran az emlősökével egyenértékű két homológ van. Ez arra utal, hogy történt egy újabb genom-duplikáció (R3), röviddel a csontos halak evolúciós elválása után. Ez a megkettőződés egy részleges vagy a teljes genomora kiterjedő duplikáció lehetett, amelyet gyors génvesztés követett, mivel a génduplikációk aránya mindössze a vizsgált zebradánió géneknek csak ~ 20%-ára terjed ki (Nusslein és mtsai., 2002). Genom duplikáció révén jöttek létre a zebradánió Fgf paralógok is. (Sayaka és mtsai., 2011).

A receptorok aktiválódása és ismert mutációi

A Fibroblaszt növekedési faktor receptoraihoz kötődésekor a receptorok dimerizációját okozza, és ez eredményezi a tirozin-kináz fehérjék aktiválódását. Ezek a kinázok foszforilálják egymást, és downstream jelátvitelt kezdeményeznek (21. ábra). Három összetevője van ennek a szignálnak. A fő szignál magában foglalja a Ras G- protein és a MAP-kináz kaszkád aktiválását. Ezen túlmenően, az aktivált receptor stimulálja a foszfolipáz C-fehérjét, amely hasítja a foszfoinozitol 4,5-biszfoszfát (PIP2)- ot inozitol 1,4,5-triszfoszfát (IP3)-ra és diacil-glicerol (DAG)-ra. Alternatív megoldásként, az aktivált receptorok a sejtmagba transzlokálódnak és endocitózissal foszforilálják a transzkripciós faktorokat (W. J Park és mtsai., 1995).

21. ábra: A szignál transzdukciós kaszkádot az FGF fehérjék receptoraihoz kötődése aktiválja. A fotofoszforilált FGF receptorok legalább két féle szignált generálnak. Egyet a RAS G fehérjéken keresztül, amely új mRNS-ek átíródásához vezet, és egy másikat a Foszfolipáz C –n keresztül, amely a citoplazma ion-koncentrációjának megváltoztatásához vezet (Park és mtsai., 1995. nyomán).

Az FGF kötődése a receptoraihoz proteoglikánok, nevezetesen a heparin vagy Heparán-SO4 segítségével valósul meg (22. ábra, A). A heparin proteoglikánok FGF

46 molekulákat kapcsolnak össze egy hálózatba, amely a receptorokhoz kötődik. Ezúton a receptorok térhálót alkotnak.

A B

22. ábra: A) A heparin- indukált dimerizáció és a FGF receptorok aktivizációja (Spivak és mtsai., 1994 nyomán). / B) Pfeiffer szindróma:súlyos proptózis (szemgolyó előreesése); lóhere koponya; lapos hüvelykujj; a nagylábujjak rendellenes ujjpercei (Elisabeth és mtsai., 2006).

Az FGFR1 mutációk embereknél súlyos következményekkel járnak. Példa erre a Pfeiffer szindróma (FGFR1, FGFR2 mutáció), amely egy autoszómálisan domináns betegség. Tünetei a csontképződési hibák, a kezek és a lábak jellegzetes rendellenességei és lóhere koponya kialakulása (22. ábra, B). Az emberi Fgfr mutációk különböző változatatit és a fenotípusokat mutatja a 23. ábra.

23. ábra: Az emberi növekedési faktor receptor mutációk különböző változatai és azok fenotípusai. A fekete négyszög a transzmembrán domént reprezentálja. A hurkok pedig az immunoglobulin-szerű doméneket ábrázolják (diszulfid hidakkal stabilizálva) (Yamaguchi és Rossant, 1995 nyomán).

Rohner és munkatársai a pikkelyes Telestes spp. és a pikkely nélküli Phoxinellus alepidotus fajok összehasonlításakor három különböző 1 bázispáros polimorfizmust találtak, amelyek közül az egyik az Fgfr1 működését meghatározó régióban van. Ebben a fehérje régióban a szomszédos aminosavak változásai, az embereknél előforduló, Kallmann szindrómát okozzák (Hardelin 2008). A 24. ábra az Fgfr1a sematikus szerkezetét és a tükrös zebradánióban megjósolt mutációk helyét is mutatja (Rohner és mtsai., 2009).

24. ábra: Az fgfr1a szerkezetének és a zebradánióban lévő mutációk helyének megjósolt sematikus rajza. Ig: immunoglobulin; TM: transzmembrán; a kináz 2 doménben t3R705H: missense mutáció; huW671X: korai stop kodon (Rohner és mtsai., 2009).

A ponty pikkelymintázatának vizsgálata során két egymástól független Fgfr1a1 kináz domént érintő mutációt azonosítottak (25. ábra), amelyeket a tenyésztők a ponty domesztikációja során egymástol függetlenül szelektáltak ki kétszer (Rohner és mtsai., 2009).

25. ábra: A felső sorban a „vad” fenotípusú pikkelyes, míg az alsó sorban a tükrös ponty adatai láthatóak. A bal oldali ábra mutatja a molekuláris változást a tükörponty fgfr1a deléciós alléljában az exon / intron határán lévő genomi régió elvesztését. / A középső képen: Amplifikált méret polimorfizmusok a pikkelyes és tükörponty genomi régiójából. / A jobb oldalon a tükrös ponty második alléljában történt nukleotid változás látható. (Rohner és mtsai., 2009)

2.11.2. Az ’ectodysplasin’ anyagcsereútvonal

Az eda (hivatalos neve: “ectodysplasin A”), a Tumor Nekrózis Faktor receptorok (TNFr) szupercsaládjának tagja. Az ectodysplasin A egy fehérje, amelyet az eda gén kódol. Az ectodysplasin A receptor is egy fehérje, amelyet az edar gén kódol (Wiśniewski és mtsai., 2002).

26. ábra: Az ectodysplasin kaszkád sematikus rajza: A kaszkád eleme a három ismert receptor: Troy, Edar, Xedar és egy ismert ligandum, az Eda. Két különböző splicing formáját írták le az Eda-nak: Eda-a1 és Eda-a2. Az Eda-a1 az Edar-hoz kötődik, míg az Eda-a2 a Xedar ligandja. A Troy ligandja nem ismert. Az NF-kB (nukleáris faktor kappa könnyű-lánc-enhanszer az aktivált B-sejtek) egy olyan fehérje komplex, amely szabályozza a DNS átírását. IKK: IkappaB kináz; TRAF6: TNF receptorhoz kapcsolt faktor 6 (Rohner, 2010).

Az Eda és Edar fehérjék egy jelátviteli kaszkád részei (26. ábra), amelyek fontos szerepet játszanak az embrionális fejlődés során. Ezek a fehérjék nélkülözhetetlenek a két embrionális sejtréteg, az ektoderma és a mezoderma közti kölcsönhatásokhoz. Az embrionális fejlődés kezdetén ezek a sejtrétegek képezik a test szerveinek és szöveteinek alapját. Az ektoderma- mezoderma kölcsönhatások nélkülözhetetlenek az ektodermából fejlődő sruktúrák pl., a bőr, a haj, a körmök, fogak és a verejtékmirigyek kialakulásához (Mikkola és Thesleff, 2003). Rohner és munkatársai (2009) a pikkelyzettséget érintő zebradánió mutánsok vizsgálatával bebizonyították, hogy halaknál az Ectodysplasin jelátviteli kaszkád elemei nélkülözhetetlenek a pikkelyek, az úszók és a fogak kialakulásához. Ez a kaszkád a felnőttkori struktúrák fejlődését érinti, lárvakorban a mutáció jelei nem láthatók. Az edar egy allélja a kaszkád rendszer dózis függőségét mutatta: a pikkelyzet kifejlődése magasabb edar jelátviteli szintet igényelt, mint az úszók kialakulása. Kétféle

49 mutációt találtak: egy idő előtti stop kodont a ligandum (eda)- ban, amely a pikkelyek, fogak és úszók teljes vesztését okozta, valamint 5 allélt, amelyek a receptorban (edar) hordoztak mutációt (Harris és mtsai; 2008). Az embereken ezen gének ortológjainak mutációja felelős a Hypohydrotic Ectodermal Displasia (HED) betegség kialakulásáért, ami a fogak és a szőrzet vesztését okozza az érintettekben (Mikkola 2009).

Az ectodysplasin zebradánió pikkelyzetének kialakításában betöltött szerepének leírása előtt (Harris és mtsai., 2008) csupán két tanulmányban neveztek meg a pikkelyek differenciálódásához és fejlődéséhez szükséges géneket: először egy hiányos pikkelyezettségű medakáról (Oryzias latipes) számoltak be Kondo és munkatársai (2001), ahol is az ectodysplasin receptor (edar) felelős a fenotípus kialakításáért . Ez a gén emlősöknél a szőrzet kialakításában játszik szerepet. Ebben a tanulmányban először olvashattunk a szőr és a pikkelyek fejlődésének ugyanazon genetikai kaszkádrendszer általi kapcsolatáról (Kondo 2001). A második publikációban (Colosimo 2005) édesvízi, vadon élő tüskés pikó populációkban talált, háromtüskés pikó oldalvonalát borító pikkelyszármazékok számának csökkenésével foglalkoztak. A tüskés pikó teste pikkelyek nélküli, csak az oldalvonal mentén van egy csontlapocskák (ezek pikkelyszármazékok) alkotta sor, amely ékszerűen a faroknyélre terjed. A szerzők QTL analízissel vizsgálták, hogy mely gének okozhatták a csontlapocskák hiányát. Kimutatták, hogy az ectodysplasin lókuszánál történt változás okozta a csökkent fejlődést. Mivel azonban a két változat eda génjének nyílt leolvasási keretei között nem volt különbség, azt állapították meg, hogy nagy valószínűséggel a cisz regulációs változások okoztak különbséget az eda gén expressziójában, és ez vezetett az eltérő fenotípushoz. Ezt alátámasztották transzgenikus tüskés pikóval végzett kísérletekkel, ahol az eda gén túlexpresszálódása elegendő volt extra csontlemezkék megjelenéséhez (Colosimo 2005).

Embereknél is gyakran mutálódik ez a gén, a korábban már említet HED-et (Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) adatbázis azonosító: 224900, 305100) okozva (27. ábra). Főként a fogak és a szőrzet fejlődését érinti: jellemző a gyér haj, szempilla, szemöldök, foghiány, nyeregorr; periorbitális ráncosodás, és hiperpigmentáció; kúpos fogak (OMIM).

27. ábra: A HED-el érintett páciensek klinikai megjelenése: a) jellegzetes a nyereg orr, a szem körüli ráncok és hiperpigmentáció, ritka haj, szemöldök és szempilla, b) foghiány (Yutaka Shimomura és mtsai., 2004).

2.11.3. Egyéb, szóba kerülhető kaszkádok

A tbx5 gén a T-box transzkripciós faktor család tagja. Fontos szerepet játszanak a sejtdifferenciációban és a morfogenezisben. A zebradánió szívfunkcióit érintő mutációk feltérképezésekor Deborah és munkatársai (2002) azonosítottak egy recessziven letális „heartstrings” mutánst, amelynek a mellúszói hiányoztak és szívműködési zavarokat mutatott.

Wnt jelátviteli kaszkád: A Wnt elnevezés a Wingless (szárny nélküli) Drosophila melanogaster génjéből származik (Sharma és Chopra, 1976). A zebradánió wnt5b génjének mutációja a „Pipetail” fenotípust okozza. A farok kialakulásában történik zavar és a fej vázának alakulásában (Rauch és mtsai., 1997; Kilian és mtsai., 2003). A Wnt jelátviteli (lef1) kaszkádrendszerben történt mutációk a zebradánióknál hatással vannak a fogak, a kopoltyúfésűk számára (McGraw és mtsai., 2011). A retinsav (RA) egy rendkívül teratogén A-vitamin-származék, nem-peptid típusú, kis lipofil molekula, amely hatással van a hox gének expresszálódására. A gerincesek fejlődéséhez fontos a retinsav közvetítette gén aktiváció. A retinsav a végtagok alakításában is részt vesz (Gilbert, 2003). A zebradánió garatfogazatának fejlődéséhez szükséges a retinsav szignál. A retinsav szerepet játszik a garatfogszám befolyásolásában (Seritrakul és mtsai., 2012), és a melluszony fejlődésében is (Grandel és mtsai., 2002). Az irodalom az úszók regenerálódási folyamatával kapcsolatban egy szekvenciális jelátviteli kaszkádot említ a retinsavtól kezdve a Wnt-n és a TBX5-en át az Fgf - kaszkádig (Mercader és mtsai., 2006).

3. Anyag és módszer

3.1. Az anyapontyok kiválasztása, keresztezésük

3.1.1. Magyarországi keresztezések

A 2008-as pontyszaporítást 2008. május 9- én Százhalombattán, az akkori Temperáltvizű Halszaporító Gazdaság (TEHAG KFT.) keltetőjében, a ponty természetes ívási idejében, 21 °C-os vízben, standard üzemi technológia (28. ábra) szerint végeztük. Az anyahalakat szegfűszegolajjal altattuk, majd hipofízissel kezeltük őket Horvath és munkatársai (1984) szerint. Az anyahalak ivarnyílását bevarrtuk, hogy az ikrát ne szórják el. A fejés idejének megállapításához jelző tejeseket alkalmaztunk. A fejéshez a halak ivarnyílását szárazra töröltük, az ikrások esetében szabaddá tettük. A kiválasztott egyedek ivartermékeit külön-külön száraz, műanyag tálakba fejtük, ügyelve, hogy víz ne kerüljön rá. A tejet és az ikrát csoportonként, szárazon kevertük össze, majd az ikra ragadósságának megszüntetéséhez és duzzasztáshoz Woynárovich- féle termékenyítő oldatot (10 liter vízbe 40 g konyhasó és 30 g karbamid) öntöttünk hozzá (Woynarovich 1962). Csersavas kezelés után az ikrát csoportonként Zuger- üvegekbe helyeztük el. A 2008-as keresztezéshez 2 oldalvonalsoros és egy tükrös ikrást és két oldalvonalsoros, valamint egy-egy bőr és tükrös tejest használtunk (3. táblázat).

28. ábra Képek a szaporításról: hipofizálás, ivarnyílás bevarrása, ikra fejése, Zuger-üvegek (Fotó: Szücs Réka)

A 2009-es pontyszaporítást, a vizsgálat alapjául szolgáló ivadékok előállítását a ponty természetes ívási időszakát megelőzően, 2009. február 5-én végeztük Szarvason, a Haltenyésztési Kutató Intézet (HAKI) keltetőjében (3. táblázat). A 2009-es keresztezésekhez 3 ikrást (tükrös, oldalvonalsoros, bőr) és 3 tejest (tükrös, oldalvonalsoros, bőr) használtunk. A mesterséges termékenyítést a standard üzemi technológia szerint végeztük (Horvath és mtsai.,1984), de az eddigiektől eltérően, hogy

52 a termékenyülést vizsgálhassuk, az ikrák ragadósságát megtartva és kihasználva, a fotódokumentációhoz azokat csoportonként 4-4 keretes hálóra ragasztottuk, és a keretek közül 1-1-et Keszthelyre szállítottunk. Egy kereten kb. 2000 ikra volt. Az ikrák jól termékenyültek és keltek (89.84+/-2.56%).

Keresztezések

2008 2009 2010

TEHAG - Százhalombatta HAKI - Szarvas HAKI - Szarvas

♀ ♂ ♀ ♂ ♀ ♂

1) Li1 x Li1 1) Nu x Nu 1) Sc x Sc

2) Li2 x Nu 2) Li x Nu 2) Mi x Sc

3) Li2 x Mi 3) Mi x Nu 3) Sc x Li

4) Li2 x Li2 4) Nu x Mi 4) Nu x Sc

5) Mi x Nu (Nem valósult 5) Nu x Li meg, az anyahal elpusztult.)

6) Li x Mi

7) Li x Li

3. táblázat: A Magyarországon végzett keresztezések Sc=scaled=pikkelyes; Li=linear=oldalvonalsoros; Mi=mirror=tükrös; Nu=nude=bőr (A továbbiakban ezeket a jelöléseket használjuk.)

A 2010-es pontyszaporítást (3. táblázat) június elején a ponty természetes ívási időszakában végeztük el Szarvason, a HAKI keltetőjében, 2008-as szaporítással azonos standard üzemi technológia szerint.

Arra voltunk kíváncsiak, hogy az S gén valóban úgy viselkedik-e, ahogy azt a szakirodalomban írták, tehát hogy a teljes pikkelyezettségű ponty domináns-e a tükrös típus felett. A keresztezésekhez 5 anyahalat használtunk (pikkelyes, tükrös és bőr ikrásokat; pikkelyes és oldalvonalsoros tejeseket). Termékenyülési, kelési stb. adatokat nem gyűjtöttünk.

Anyahalak (2008, 2009)

Li X Li 7 (2008)

Li X Li 8 (2008)

Li X Nu 10 (2008)

Li X Mi 9 (2008)

Li X Nu 22 (2009)

Nu X Li 27 (2009)

Li X Mi 23 (2009)

Mi X Nu 21 (2009)

Nu X Nu 26 (2009)

Li X Li 24 (2009)

Nu X Mi (2009)

29. ábra: Az anyahalak (Fotó: Dr. Lehoczky István; Szücs Réka)

A kísérlethez használt anyahalak (29. ábra) közül a pikkelyesek a HAKI (Szarvas; Magyarország) élő génbankjából – Amuri vad típusú pontyok és Tatai pontyok voltak (Dr. Bercsényi Miklós személyes közlés). A tükrös pontyok szintén a HAKI-ból: a No2 vonal. Az oldalvonalsoros pontyok a Tiszaker halgazdaságból (Kőröstarcsa, Magyarország); a bőrpontyok pedig a Béke halgazdaságból (Hajdúböszörmény, Magyarország) származtak (Dr. Bercsényi Miklós személyes közlés). Az anyahalakat és a jelölni kívánt F1 nemzedék tagjait úszócsonkolással, később PIT (passive integrated transponder) tag jelöléssel láttuk el, a gyártó ajánlásai szerint (30. ábra).

30. ábra: Jelölés PIT taggal (Fotó: Ardó László)

3.1.2. Szingapúri keresztezések:

A Szingapúri csoporttal (Orbán László, Laura Casas, Shubha Vij, Natascha May Thevasagayam, Chin Heng Goh, Purushothaman Kathiresan) együttműködve összesen több, mint 30 keresztezést valósítottunk meg.

A szingapúri keresztezésekhez egy európai bőrpontyot szállítottunk Magyarországról Szingapúrba, amelynek spermáját több keresztezéshez használták. A többi szaporításhoz használt anyahal a négy fő fenotípusú koi-pontyok közül került ki, amelyeket a szingapúri Qian Hu Fish Farm bocsátott rendelkezésükre. A szaporítást itt is standard üzemi technológia szerint, hipofizálással (Horvath és mtsai., 1984) végezték, de az ikrák McDonald üvegekbe kerültek, ragadósságukat a Woynarovich-féle oldatokkal (Woynarovich 1962) szüntették meg. Az ikrákból véletlenszerű mintát vettek, a jó/nem termékenyült ikrák aranyát sztereomikroszkóp segítségével számolták.

2012 – a szingapúri F1 nemzedék visszakeresztezése

Szingapúrban a Themasek Lifescience Laboratories, Reproductive Genomic csoportjának halas laborjában tíz különböző keresztezést hajtottak végre a már korábban leírt standard üzemi technológia szerint (hipofizálás, Woynarovich oldat). Az anyahalakat/ keresztezéseket a 4. táblázat mutatja. A tíz keresztezésből négy esetben F1-es hibridet (európai x koi utódja) kereszteztek vissza a bőrponty „nagypapára”.

Keresztezés Tejes Eredete Ikrás Eredete 1. NuMi32BC Nude(gp) Eur Mirror F1hyb 2. MiIr33 Mirror F1hyb Irregular F1hyb 3. NuIr34BC Nude(gp) Eur Irregular F1hyb 4. NuNu35 Nude(gp) Eur Nude Koi 5. MiNu36 Mirror F1hyb Nude Koi 6. MiIr37 Mirror F1hyb Irregular F1hyb 7. NuNu38BC Nude(gp) Eur Nude F1hyb 8. IrNu39 Irregular F1hyb Nude F1hyb 9. NuIr/Li40BC Nude(gp) Eur Irr/Lin F1hyb 10. NuNu/Mi41 Nude(gp) Eur Nude/Mirror Koi 4. táblázat: A pikkelymintázat kialakulását szabályozó genetikai folyamatok mélyebb megértése céljából Szingaúpúrban elvégzett keresztezések listája. Nu/nude - bőrponty; Mi/mirror - tükrös; Ir/Irregular: rendszertelen pikkelyzetű; BC – visszakeresztezés; gp – tejes nagyszülő (európai bőrponty); hyb – hibrid; N/A – nincs jelölve . Ebből 2012-ben Magyarországon is nevelt csoport: Németh Sándor az NuMi32BC keresztezésből Magyarországra, a keszthelyi hallaborba szállított 4-500 egyedet. Ezek 330 literes akváriumokban nevelkedtek tovább.

3.2. Az ikra felragasztása, termékenyülés számolása:

A 2009-es magyarországi szaporítás során az ikra ragadósságát megtartva, azokat egy keretre erősített tüllhálóra ragasztottuk. A termékenyülés pontos megállapításához, a hálóra ragasztott ikrákról szemfoltos stádiumban fotódokumentáció készült (pl. 31. ábra). A digitális képeken ezután pontosan számolhattuk a termékenyült, ép / sérült ikrákat, majd pedig a kelési százalékot. Ezek a képek aztán az esetleges letalitás mértékének megállapításában is döntő bizonyítékként szolgálhatnak. A keretre erősített halókat az ikrákkal csoportonként külön, egyenként 20 l-es akváriumokba helyeztük (32. ábra). Kelés után így a kelési százalékot/letalitást is pontosabban vizsgálhattuk.

31. ábra: A letalitás hiányának vizsgálatához a pontyok ikráinak felragasztása a Mi xNu, Nu xNu keresztezéseknél. Fotó: Szücs Réka

32. ábra: A hálóra ragasztott ikrák a 20l-es akváriumokban 2 ismétlésben (2009). Fotó: Szücs Réka

3.3. A kísérleti halak nevelése:

A tüllhálón lévő megtermékenyített ikrákat (2007-ben az ivadékokat) kevés vízzel töltött, oxigénnel felfújt zsákokban a Pannon Egyetem, Georgikon Kar keszthelyi hallaborjába szállítottuk, ahol az ikrák/ ivadékok a különböző családok összekeveredésének elkerülése végett külön-külön kísérleti akváriumokban nevelkedtek tovább. Először csoportonként egy-egy 20 l- es akváriumban, két ismétlésben. A lárvák indító tápláléknak sórákot (Artemia salina) kaptak, majd fokozatosan keverten Perla Larva majd csak Perla Larva 5.0, 4.0, 3.0 tápokat. Ügyeltünk arra, hogy a sórákból egyszerre csak annyit adjunk egy-egy akváriumba, amennyit az ivadékok rövid időn belül elfogyasztanak. Ezzel, és állandó takarítással tudtuk elkerülni, hogy a kis akváriumok vize a megmaradó, elhalt sórákoktól /petehéjuktól gyorsan „megromoljon”. Az artémia homogén adagolásához egy 60 ml-es fecskendőt használtunk. A véletlenszerűen kiválasztott, majd leszámolt halak később átkerültek recirkulációs rendszerben működő 60 l-es húsosládákba majd 330 l-es akváriumokba, létszámukat szisztematikusan csökkentve, 200 majd 100/-as csoportokban a gyorsabb növekedés, és a megfelelő egyedsűrűség tükrében. Skretting classic tápot (1P-3P; Skretting 1P Classic, 47% fehérje, 14% zsír; Skretting 2P Classic, 45% fehérje, 16% zsír; Skretting 3P Classic 43% fehérje, 18% zsír) kaptak ad libitum (33. ábra), majd a pikkelyzet kifejlődése, a kísérletek elvégzése és a fényképezés után a megmaradt kísérleti halak nagy körkádakból (300 l-esek) álló recirkulációs rendszerbe vagy a labor fóliatavaiba kerültek.

33. ábra: A kísérleti halak nevelése (Fotó: Havasi Máté)

Noha a kísérleti akváriumok tisztítására, és a betegségek megelőzésére nagy figyelmet fordítottunk, egy 2009-ben előfordult baktériumos fertőzés veszélybe sodorta a kísérleti állományt.

A halakat 3 hónapig, a világosan és szabad szemmel is jól látható pikkelymintázat eléréséig neveltük, bár létezik egy festési eljárás (Alizarin red-del, Williams 1946), amivel már 3-4 hónapos korban láthatóvá válnak a pikkelyek. A későbbi vizsgálatokra, keresztezésekre szánt egyedeket PIT-tag jelölés után tavakban neveltük tovább. A szingapúri pontyokat a keléstől számított harmadik naptól artémiával, majd mikropellet táppal (Rescue, Japán) etették. A „családokat” 9 l-es akváriumokba; 50-60 egyed/l sűrűséggel telepítették, melyekből később a gyengén úszó egyedeket kisebb akváriumokba <20/l egyedsűrűséggel áthelyezték. Később recirkulációs rendszerben, 200 l-es akváriumokban, akváriumonként 200 egyedet helyeztek el. Ahogy nőttek, a számukat véletlenszerűen kiválasztott egyedek eltávolításával szisztematikusan csökkentették, úgy hogy a 10kg/m3 sűrűséget tartsák. A szingapúri pontyokról is fotódokumentáció készült, amelyet aztán az egységes fenotípusból álló rendszerünk alapján soroltak be.

3.4. A fenotípus kiértékeléséhez szükséges egységes rendszer kialakítása (Kirpichnikov rendszerének kibővített változata)

Pikkelyes = Scaled (Sc): A testet teljes és szabályos pikkelytakaró borítja. Minden pikkely részlegesen átfed a mögötte lévővel. Ilyen a vad típus pikkelymintázata is.

Szabálytalan, Zavart = Irregular (Ir): A testfelszín tulnyomórészt az átlagostól nagyobb, feltehetőleg fuzionált pikkelyekkel borított. A pikkelyek nem fednek át, sőt többnyire el sem érik egymást, így néhol a bőr szabadon marad. Többnyire ide sorolhatóak a bojlisok által ismert spanyol pikkelyesnek nevezett egyedek is. * Hiányos pikkelyes = Incomplete scaled (Is): Minden egyedet, melyeknek teste legalább 33%-ban pikkelymentes, ide sorolhatunk. Alkalmanként egy többé- kevésbé teljes pikkelysort találhatunk az oldalvonal felett.

Tükrös = Mirror (Mi): A hátúszó alatt pikkelysor van (néha nem teljes), alkalmanként a hasi oldalon egy másik pikkelysor is van (esetenként szintén nem teljes). Ezenfelül szórtan lehetnek pikkelyek az oldalon, főként a faroknyélen, de az oldalvonalon nincs szabályos és teljes pikkelysor, valamint a testfelület döntően pikkelytelen.

A. B. C.

D. E. F.

G. H. I. 34. ábra: Kirpichnikov “scattered”= tükrös pikkelymintázatát tovább osztottuk 3 fenotípusra: A-C: Irregular=Figure 2. szabálytalan; D-F: Incomplete scaled= hiányos pikkelyes és G-I: Klasszikus tükrös. (Fotó: Szingapúr)

Oldalvonalsoros = Linear (Li): Jól kivehető a hátúszó alatti és az oldalvonalat borító, középső, egységes pikkelysor. Ezenfelül a testen elszórtan csak néhány pikkely található.

Bőr = Nude (Nu): Ha a fenotípus a tükröshöz hasonló, de ezen felül az alábbi kritériumok bármelyike teljesül, akkor az egyedet ide kell sorolni: 1) Nincs pikkely a hal testén; 2) A hátúszó alatti pikkelysor hiányzik és a test felszínén kevesebb, mint három pikkely található. 3) Kevesebb, mint öt úszósugár található a farok alatti úszón; 4) Az izolált garatcsontokon kevesebb, mint három fog található. 5) Legalább három úszó súlyosan degradálódott vagy hiányzik. *: A szabálytalan és a hiányos pikkelyes kategóriák a jövőben (a 2013-as cikkünkben is) a könnyebb érthetőség kedvéért szabálytalan (Irregular -Ir) néven, egybevontan szerepelnek.

A „scattered” (szórt) fenotípus

Kirpichnikov szórt fenotípusát először három (34. ábra), majd kettő fenotípusra osztottuk: szabálytalan, hiányos pikkelyes és klasszikus tükrös típusokra, majd a szabálytalan és a hiányos pikkelyes kategóriákat egybevontuk „irregular” szabálytalan kategóriaként.

Meghatározása tulajdonképpen a két kategória összevonása: Szabálytalan = Irregular (Ir): a testfelszínen több pikkely található, mint egy klasszikus tükörpontyén. Továbbá vannak olyan egyedek, amelyek testének nagy részét pikkelyek borítják, de ezek a pikkelyek többnyire nem fednek át, gyakran el sem érik egymást, így a bőrt köztük szabadon hagyják.

Néhány esetben a pikkelymintázat a hal két felén különböző volt (35. ábra), ilyenkor a fenotípust a két oldalt egybevéve határoztuk meg, pl.: LiLi79 –> szabálytalan fenotípus

35. ábra: Az LixLi keresztezésből származó, eltérő oldalmintázatú ponty (Fotó: Szücs Réka)

A pontyok osztályozása pikkelymintázatuk alapján

A szabad szemmel is jól kiértékelhető pikkelymintázatú pontyokról papíron, sablonokra rajzolt mintázattal, vizuális számolással, 100-100 egyed mindkét oldaláról fényképes dokumentációval készítettünk kimutatást (Olympus E-460 digitális fényképezőgéppel).

3.5. Kopoltyúfésűk tüskéinek számolása, az úszók szemrevételezése

10-10 egyed kopoltyúívén lévő tüskékről Olympus Sz61 sztereo mikroszkóp és hozzá csatlakoztatható Olympus E-460 digitális fényképezőgép segítségével készítettünk képeket/felmérést. Ugyanezen egyedek úszóit, garatfogait is vizsgáltuk. Minden hal 4. kopoltyúívének külső ívét vizsgáltuk. Szegfűszegolajas altatás és a halak fényképezése után a kopoltyúfedő mögött leválasztottuk a fejet. Az alsó állkapocsrész felvágása után kisollóval kivettük a 4-es kopultyúívet tartalmazó páros szervet. A kopoltyútüskék vizuális számolását ez esetben is fényképezés követte (36. ábra). A kifeszített kopoltyúívet gombostűvel rögzítve a mikroszkóp alatt próbáltunk

62 kiértékelhető képeket nyerni, bár ez nem mindig sikerült, így elsősorban a mikroszkóp alatti számolásra hagyatkoztunk.

Nu x Li

Li x Mi Li x Nu N NNN Nu x Nu

36. ábra: A kopoltyútüskék az oldalvonalsoros x tükrös (Li x Mi); a bőr x oldalvonalsoros (Nu x Li); az oldalvonalsoros x bőr (Li x Nu); és a bőr x bőr (Nu x Nu) keresztezéseknél (2009) (Fotó: Szücs Réka)

A hátúszó, hasúszók, mellúszók, farok alatti és a farokúszó meglétéről, épségéről szemrevételezéssel győződtünk meg, néhány egyednél a garatfog kiszedése előtt, az anyahalaknál és az F1 nemzedék egyedeinél a pikkelymintázat fényképezésével egyben az úszókról is fotódokumentáció készült. Szingapúrban az úszóhibák, hiányosságok gyakoriak voltak. Az úszóhibákat (beleértve a hiányukat is) „/hal”alapon, összeadódó pontozással értékelték: hiányzó úszó: 1 pont, satnya úszó: 0,75 pont, csökevényes úszó: 0,5 pont, kissé csökevényes úszó: 0,25 pont.

3.6. Garatfog kiszedése, tisztítása

A garatfog kiszedéséhez és vizsgálatához a magyarországi kísérletekben a kísérleti halakat szegfűszegolajjal altattuk el. A garatfogak a 4. kopoltyúív mögött található garatcsonton helyezkednek el. A fejet a kopoltyú mögött választottuk le. Vízben való 15-20 perces főzés után a garatcsont könnyedén eltávolítható volt a környező szövetek közül, a KOH vizes oldatában történő 5 perces áztatás pedig segített a tisztításban, fehérítésben. A tisztított, kiszárított garatcsont így évekig tárolható. A

63 garatcsont hosszát/szélességét milliméterpapír segítségével mértük. A garatfogakról FUJIFILM FinePix S7000 fényképezőgéppel fotódokumentáció készült. Szingapúrban a pontyokat 2%-os trikain metán szulfonát oldatban altatták (MS222; Sigma- Aldrich, St. Louis, MO, USA) 15 percig. A fej eltávolítása után azokat 4%-os KOH oldatba tették 2-3 napra, hogy a lágy részek feloldódjanak. Ezután a garatcsontot már könnyen izolálták, majd vízzel átmosták és megszárították. A fogakat alizarin vörös oldattal (5mg alizarin + 100 ml 1%-os KOH) meg is lehet festeni: kb. egy éjszakán át kell áztatni, majd 1%-os KOH oldatban, óvatos rázatással a felesleges festéket eltávolítani. A festett garatfogak 70%-os izopropanolban egy évnél is tovább eltarthatók. A fogakat Leica M125-ös sztereo mikroszkóppal számolták.

3.7. Eltérő pikkelyezettségű ponty változatok keresztezéséből származó utódnemzedék növekedésének vizsgálata zárt tartásban

Laczkovich László diplomadolgozatában (2009) azt vizsgáltuk, hogy a 2009-es szaporításkor három fő fenotípusos változat (bőr, tükrös, oldalvonalsoros) keresztezésével előállított 7 csoport: LixLi, LixNu, LixMi, MixNu, NuxMi, NuxLi, NuxNu F1 nemzedékű pontyai között van-e növekedésbeli és takarmány-értékesítésbeli különbség. A növekedést vizsgáló kísérlethez a keszthelyi halas laboratórium 14 db, egyenként 60 L-es medencéből álló recirkulációs rendszerében, a hét keresztezésből két ismétlésben, közel azonos össztömeggel állítottunk be 30-30 egyedszámmal csoportokat. A kísérleti halak átlagos lárvahossza 1,7 cm volt (37. ábra). A kezdeti súlyméréseknél a halak kis súlya miatt csak a csoportok össztömegét tudtuk mérni, de a kísérlet huszadik napján már lehetséges volt az egyedek külön-külön mérése is. A mérlegelés napján a halak nem kaptak takarmányt. A mérés alapján kiszámolt új takarmányadagot a mérést követő naptól kezdtük etetni. Az első tömegmérést követően az állomány össztömegének 3%-át adagoltuk, ezt a 10. napon, a mérést követően megemeltük 5%-ra és a kísérlet végéig tartottuk. A csoportokat a 10., a 20., a 35. és az 50. napokon mérlegeltük.

A pontyok növekedését a specifikus növekedési rátával (SGR) értékeltük a következő képlet alapján:

SGR= 100 x (lnW0-lnWt)/t (%/nap)

Ahol W0: a kiindulási testtömeg (g), Wt: a befejező testtömeg, t: a kísérlet időtartama napokban kifejezve. A takarmányhasznosítási értéket (FCR) a következő képlettel számoltuk:

FCR= F/(Wt-W0) (g/g)

Ahol F: a kísérlet során elfogyasztott takarmány mennyisége (g), Wt: a halak befejező tömege (g), W0: a halak kiindulási tömege (g).

37. ábra: A lárvahossz mérése két héttel kelés után. LiNu, LiLi, NuMi csoportok (Fotó: Szücs Réka)

3.8. Úszóminta gyűjtése és a nukleinsavak izolálása genotipizáláshoz, szekvenáláshoz

A szaporítás alatt az anyahalaktól, és az összes fényképezett F1 nemzedék tagjától (összesen mintegy 700 F1 egyedtől) eppendorf csövekbe úszómintát vettünk DNS izolálás céljából. Ezt a felhasználásig 95%-os etanolban, hűtőben 4°C-on tároltuk. A genomiális DNS-t a standard fenol-kloroformos eljárással (Sambrook és Russell, 2001) Szingapúrban tisztították. Az RNS izoláláshoz regenerálódó szövetmintát gyűjtöttünk (~35 egyedtől): A farokúszó végét sterilizált, éles szikével levágtuk, ezután 3-5 napig regenerálódni hagytuk, majd a regenerálódott részt Trizolba (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) tettük, és -196°C-on (folyékony nitrogénben) tároltuk felhasználásig. A teljes RNS-t a Trizolban (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) tárolt szövetekből a gyártó utasítása szerint vonták ki. A nukleinsavak minőségét (RNA integrity number– Johanson és mtsai., 2007. szerint) Bioanalyser 2000 (Agilent Technologies, Inc., USA), koncentrációját Nanodrop Spectrophotometer ND-1000 UV/Vis (Nanodrop Technologies, Wilmington, DE, USA) használatával határozták meg, majd agaróz gélelektroforézissel tesztelték.

3.9. Szekvenálás és a jelölt gének cDNS-ének összehasonlító vizsgálata

A molekuláris vizsgálatokat, a DNS/RNS minták vizsgálatait, a ponty feltételezett további két paralógjának (fgfr1b1; fgfr1b2) keresését, a klónozást, szekvenálást, és az így nyert adtok kiértékelését Dr. Orbán László vezetésével Szingapúrban a Temasek Life Sciences Laboratóriumában végezték. Erről bővebben az 5. fejezetben (Kiegészítő vizsgálatok) számolok be.

3.10. Az alkalmazott statisztikai eljárások és programok

Az adatok előkészítéséhez a Microsoft Excel XP (2010) és a Microsoft Word XP (2010) programokat használtam. A termékenyülési ráták összehasonlításához egytényezős ANOVA analízist alkalmaztam. Kirpichnikov és munkatársai által leírt (elméletileg várt) és az általunk tapasztalt utódok fenotípusos megoszlása közötti különbség értékeléséhez, az öröklési arányokra a khi-négyzet próbát alkalmaztam. 2 x 2 -es kontingenciatáblázatokban. A garatcsontok, és a garatfogak számára vonatkozó értékeléshez - a viszonylag alacsony adatszámra való tekintettel - nemparaméteres Kruskal-Wallis ANOVA-t és post-hoc Mann-Whitney U-próbát alkalmaztam, Statistica for Windows szoftver használatával (8.0. verzió, StatSoft, Inc., 2007).

4. Eredmények és értékelés

4.1. A keresztezések eredményei Magyarországon:

Összesen 38 keresztezést hajtottunk végre, ebből Magyarországon az előzetes keresztezéseket nem számolva (Czucka 2002) 16-ot. A magyarországi szaporítások során az ikrák jól termékenyültek és keltek ~86-94% (38. ábra), a csoportok között az azonos alkalmakkori termékenyülésben szignifikáns eltérés nem volt. A Kirpichnikov szerint várt 25%-os letalitást egyik csoportnál sem tapasztaltuk. Továbbá számos esetben jelentős volt az eltérés a Kirpichnikov modellje által várt fenotípusos arányoktól.

38. ábra: Az átlagos túlélési rátájuk a LixLi; LixNu; NuxNu csoportoknak 89.54+/-4.18%, 90.29+/-2.06% és 89.5+/- 2,75% volt. (Ezekben a csoportokban tapasztalták a 25% letalitást Kirpichnikov modellje szerint.). Ezek az értékek nem különböztek szignifikánsan a többi csoport értékétől a Magyarországi keresztezéseknél: (89.84+/-2.56%; p=0.919; df=41, F=0.32, ANOVA).

Pikkelyes keresztezéseink: Sc x Sc, Mi x Sc, Sc x Li, Nu x Sc (2010) az irodalommal egyezően a pikkelyesség dominanciáját mutatták. A keresztezésekkor 100% pikkelyes fenotípust kaptunk. Az anyák homozigóta genotípusa miatt az F1 nemzedékben az SxS keresztezésnél is 100% pikkelyes fenotípust kaptunk.

A tógazdasági és előzetes keresztezéseink is azt mutatták, hogy a klasszikus MixMi keresztezések 100% tükrös fenotípust adnak, így ezeket a keresztezéseket nem ismételtük meg.

A keresztezésekkor kapott utódok fenotípusos eloszlása legtöbbször különbözött a Kirpichnikov modellje által várt arányoktól. Ezt az 5. táblázatban szemléltetjük.

Keresztezés Pikkelyes Oldalvonalsoros „Szórt” Bőr Letális F1_No LiLi7 (2008) 0,0017 0,5419 0,0000 0,0115 0,0002 50 LiLi8 (2008) 0,035 0,0406 0,0375 0,0723 0,0168 20 LiMi9 (2008) 0,2733 0,4142 0,2733 3 LiNu10 (2008) 0,0223 0,0013 0,0000 0,0013 0,0013 36 MiNu21 (2009) 0,0002 0,0002 25 LiNu22 (2009) 0,0115 0,0001 0,0000 0,0021 0,0002 50 LiMi23 (2009) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 175 LiLi24 (2009) 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 177 NuMi25 (2009) 0,0000 0,0000 233 NuNu26 (2009) 0,4086 0,3135 0,0024 31 NuLi27 (2009) 0,1449 0,0332 0,0000 0,1463 0,0332 17

5. táblázat: Khi-négyzet próba az öröklési arányokra. A Kirpichnikov féle (várt) értékeket vetettük össze az általunk tapasztaltakkal (3. melléklet), 2 x 2 -es kontingenciatáblázatokban. Ebben a táblázatban csak a p-értékek láthatók. A sárga cellák esetében p<0,05, ezek szignifikánsan eltérnek a Kirpichnikov szerint várt értékektől.

A LixLi keresztezéseknél kaptuk a legváltozatosabb fenotípusokat, a két új kategóriába sorolt egyedek legtöbbjét ezek a csoportok adták. A régi modell szerint minden genotípus mellett várható volt 25% letalitás és pikkelyes egyed megjelenése (39. ábra), azonban a háromszor is elvégzett LixLi keresztezések egyikénél sem kaptunk normál pikkelyes egyedet és a letalitást sem tapasztaltuk.

SSNn x SSNn min. 18,75 % pikkelyes SsNn x SsNn (SSnn; Ssnn) SSNn x SsNn és 25% letális

39. ábra: Li x Li keresztezések kimenetele az oldalvonalsoros fenotípus lehetséges genotípusai alapján. Bármely genotípus mellett a min. 18,75% pikkelyes fenotípus és 25% letalitás várható Kirpichnikov modellje szerint.

A LixNu; LixNu keresztezéseknél a várt 25% letalitást, a pikkelyesek és oldalvonalsoros egyedek megjelenését sem tapasztaltuk. Az F1 nemzedék szinte egészét

(99%) a tükrös fenotípusba soroltuk. (Itt azért meg kell, hogy jegyezzük, a letalitás, a normál pikkelyes fenotípus, és az oldalvonalsoros fenotípus alatt Kirpichnikov is ugyanazt értette, mint a mi besorolásunk.) Az LixMi; MixLi keresztezéseknél a várt pikkelyesek megjelenését nem tapasztaltuk, helyette az incomplete scaled kategóriába tudtunk egyedeket sorolni az oldalvonalsoros és tükrös utódok mellett. NuxNu keresztezésnél a 25% letalitást nem tapasztaltuk, azonban 2-3 mutáns egyedet (40. ábra) találtunk. A bőr és tükrös egyedek aránya Kirpichnikov modelljéhez hasonlóan alakult.

40. ábra: A NuxNu csoportban talált mutáns egyedek. (Fotó: Szücs Réka)

Az NuxMi; MixNu keresztezéseknél sem mutatkozott a várt 50% tükrös 50% bőr arány. Ettől az aránytól minden keresztezés során eltértek az egyedszámok. Az általunk végzett keresztezéseknél a tükrös fenotípus dominált, megjelent a nem teljesen pikkelyes fenotípus is. (A keresztezésekről és az F1 nemzedékről a pontos adatok a 3. mellékletben találhatóak.) Az NuxMi6-os keresztezést előzetes keresztezésekkor, 2006-ban végezték. Itt 100% bőrponty utódgenerációt kaptak. A bőr x tükrös keresztezésekkor kapott szinte teljesen tükrös fenotípusú egyedek megjelenését az is okozhatta, hogy egy szokványos tükrös pontyot és egy, két ezidáig ismeretlen erősebb ’s’ allélt (amely megakadályozta a bőr fenotípust) hordozó egyedet kereszteztünk. A másik lehetőségként a magyarországi bőrpontyokban egy gyengébb ’N’ allél okozta a pikkelyzet csökkenését, letalitás elmaradását, és (már egyáltalán ha van) a garatfogakra, az úszókra gyakorolt hatását. Ha feltételezzük, hogy a magyar bőrpontyok mindegyike hordozza az NN genotípust, ez magyarázná a bőr fenotípusú utódok csökkent arányát a magyar bőr x tükrös és oldalvonalsoros x bőr keresztezésekben.

4.2. A pikkelyezettséggel összefüggő más paraméterek, szervek vizsgálati eredményei

4.2.1. Az úszók, a kopoltyúk, valamint a garatfogak szerkezete

A 2009-es F1 nemzedék csoportjaiban vizsgáltuk az úszók, a kopoltyúk, valamint a garatfogak szerkezetét, és egyéb jellemzőiket is (41. ábra).

41. ábra: A pikkelymintázatért felelős gének vonatkozásában Kirpichnikovék több szervi elváltozást tapasztaltak, ezért mi is megvizsgáltuk: a) a pikklyemintázatot, b) az úszókat, c) a kopoltyúfésű tüskéinek számát és d) a garatfogakat. (LxL) (Fotó: Szücs Réka; Szopkó Anita)

A korábban leírt adatokkal ellentétben a has- és hátúszók csökevényesedését a Magyarországon végzett keresztezéseknél nem tapasztaltuk egyik csoportnál sem. A hátúszó középső részéből nem hiányzott úszósugár, és a szingapúri pontyokkal ellentétben nem fordult elő, hogy akár egy úszó hiányozna. A kopoltyúfésű fogazatszámában és a garatfogak mennyiségében nem tapasztaltunk akkora mértékű csökkenést, mint Szingapúrban, noha a hasonló tendencia szépen kirajzolódik: a normál pikkelyes pontyokhoz viszonyítva (átlag 10 db garatfog) a bőrponty utódoknál a garatfog szerkezetének gyengülése, számuk csökkenése (átlag 6 db) mutatkozott (6. táblázat). B)

Átlagos Fenotípus kopoltyútüske garatfog testhossz Bőr 21,83 6 12,02 Pikkelyes 25,4 10 15

6. táblázat: A) A bőr és a pikkelyes fenotípusú európai pontyok adatainak összehasonlítása B) A garatfogak számának csökkenése a pikkelyborítottság csökkenésével. A különböző betűk az oszlopdiagrammon statisztikailag szignifikáns különbséget mutatnak p<0,01 (Student féle t-próba).

A kopoltyúfésűk fogazatszáma 18-27 között változott, a garatfogak száma pedig: 4-10 (1. melléklet). Észrevételünk szerint a 4-5 hónapos halaknál még nem fejlődött ki a

70 kopoltyútüskék maximális száma, és a garatfogak sem csontosodtak meg eléggé, így a preparálás során hibák keletkezhettek. A vizsgált csoportok garatcsontjainak hossza között nem volt szignifikáns különbség, csak szélességükben tapasztaltunk szignifikáns különbséget a Kruskal- Wallis ANOVA-val (p=0,0096) (42. ábra).

42. ábra: A garatcsont szélességének vizsgálata Kruskal- Wallis ANOVA by Ranks; p=0,0096

A Mann-Whitney próba szerint p <0,05 szinten szignifikáns volt a különbség a LiMi – ScSc (p=0,009); NuLi – NuMi (p=0,0162); NuLi – ScSc (p=0,0215); NuNu – NuMi (p=0,0472); LiNu – NuMi (p=0,0162); LiLi – NuMi (p=0,0121); NuMi – ScSc (p=0,009) csoportpárok esetében. Az európai bőrpontyoknak egészséges, gyakran teljes fogképletet mutató garatfogaik vannak, azok hiánya nem veti vissza őket növekedésükben. Ezt bizonyítja ez a garatfog is, amit egy több éves bőrponytól izoláltunk (43. ábra) és akár a kapitális méretű bőrpontyok is, amelyek bojlisok zsákmányaiként kerülnek kézre. A teljes pikkelyvesztésért felelős N gén az európai pontyokban nem olyan erős, hogy a halak életképtelenségét okozza.

43. ábra: Egy 3-4 éves bőrponty egészséges garatfoga (Fotó: Merth János)

4.2.2. Eltérő pikkelyzettségű ponty változatok keresztezéséből származó utódnemzedék növekedésének kiértékelése

A három fő fenotípusos változat (bőr, tükrös, keretes) keresztezésével előállított 7 csoportot, a 2009-es keresztezés során állítottuk elő: LixLi, LixNu, LixMi, MixNu, NuxMi, NuxLi, NuxNu. Laczkovich Lászlóval azt vizsgáltuk, van-e növekedésbeli és takarmány-értékesítésbeli különbség a csoportok között (44., 45. ábra). A kísérlet kezdetekor a csoportok egyedei, kivéve a legnagyobb (LiNu) és legkisebb (MiNu) testhosszt mutató csoportok között mért különbséget, azonos testhosszúságúak voltak. Az 50. napra a csoportok átlagtömege emelkedő sorrendet mutatott az LiLi  LiNu LiMiMiNuNuMi NuLi NuNu genotípusú csoportok szerint (7. táblázat).

Medence 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Mérés száma ideje Genotípus NuMi LiMi NuLi NuNu LiNu LiLi MiNu NuMi LiMi NuLi NuNu LiNu LiLi MiNu

Össztömeg [g] 9,60 11,40 9,80 11,00 9,90 8,10 10,20 8,90 8,70 8,40 9,40 9,10 8,70 9,70 0. nap Takarmány 0,288 0,342 0,294 0,330 0,297 0,243 0,306 0,267 0,261 0,252 0,282 0,2730 0,261 0,291 adag [g] Össztömeg [g] 18,80 20,90 18,80 20,00 17,80 16,50 18,10 17,70 16,60 17,50 18,60 18,20 15,70 19,00 10. nap Takarmány 0,940 1,045 0,940 1,000 0,8900 0,8250 0,9050 0,8850 0,8300 0,8750 0,9300 0,9100 0,7850 0,9500 adag [g] Össztömeg [g] 26,20 26,90 26,30 28,20 23,40 21,00 24,50 25,00 22,40 24,30 25,80 24,00 20,00 24,60 20. nap Takarmány 1,31 1,35 1,32 1,41 1,17 1,05 1,23 1,25 1,12 1,22 1,29 1,20 1,00 1,23 adag [g] Össztömeg [g] 48,80 46,90 45,40 54,60 39,50 36,80 44,00 45,10 40,90 46,00 48,10 43,80 35,70 47,10 35. nap Takarmány 2,44 2,35 2,27 2,73 1,98 1,84 2,20 2,26 2,05 2,30 2,41 2,19 1,79 2,36 adag [g] 50. Össztömeg [g] 62,40 61,10 66,80 76,50 53,30 53,30 59,40 63,40 54,50 63,30 68,30 59,30 50,10 63,70 nap 7. táblázat. A kísérleti csoportok össztömeg és takarmány adag adatai, a kísérlet beállításától (0. naptól) kezdve az utolsó mérésig (50. napig).

44. ábra: A takarmányértékesítés mutatója (FCR) csoportonként. A kiszámításhoz a kísérlet teljes ideje alatt feletetett takarmánymennyiséget és a beméréskor valamint az 50. napon mért csoporttömegek különbségét vettük alapul.

45. ábra: Az ötvenedik napra számolt SGR (specifikus növekedési ráta) értékek. A magasabb befejező tömegekhez magasabb SGR értékek tartoznak. Ugyanakkor a legjobb takarmányértékesítés is a legnagyobbakra növő csoportokban lehetséges.

Összességében megállapítottuk, hogy az eltérő genotípusból adódó eltérő élettani tulajdonságoknak köszönhető az, hogy az oldalvonalsoros ikrás anyáktól származó utódok növekedési képessége valamivel gyengébb volt, mint a bőr fenotípusú anyától származó csoportoké.

4.3. A szingapúri keresztezések kiértékelése

A Szingapúrban végzett keresztezéseknél a túlélési ráta adatai alapján a Kirpichnikov modellje szerint várt 25% letalitást mindegyik bőr x bőr (két N allélt hordozó) keresztezésnél tapasztalták. Az öröklődési minták, az úszódeformálódások és a garatfogak hiányosságának elemzése után azt tapasztalták, hogy a fenotípusos változások fokozatosságot mutatnak. Kilenc családból (32nu.mi, 33mi.ir, 34nu.ir, 35nu.nu, 36mi.nu; 37mi.ir, 38nu.nu, 40nu.ir & 41nu.nu), tükrös, bőr és szabálytalan európai és ázsiai nagyszülőktől származó egyedeken vizsgálták a kapcsolatot az úszódeformitások és a pikkelyezettség csökkenése között. Megállapították, hogy az úszódeformitások súlyosbodtak a pikkelyek számának csökkenésével, így pl. a szabálytalan fenotípusú egyedek legalább egy úszója csökött vagy satnya lett, vagy hiányzott. A bőr fenotípusú egyedeknél találtak legnagyobb számban ilyen deformitásokat, átlagosan 4,5 pontot kaptak. Student-féle t-próbával szignifikáns különbségeket mutattak a fenotípus pároknál (P<0,01).

Az érintett úszók szortírozásakor látható volt, hogy a hátúszót érintik leginkább a deformitások, a fennmaradó úszókat csupán 10%-ban érték károsodások (46.ábra).

46. ábra: Szingapúrban az úszódeformitások mennyiségének/ mértékének növekedése volt megfigyelhető a pikkelyezettség csökkenésével.

A pikkelymintázat és a garatfogak száma közti kapcsolatot is vizsgálták az ázsiai anyákkal végzett keresztezéseknél. A pikkelyborítottság mértékének csökkenésével a garatfogak számának csökkenését figyelték meg. A pikkelyes pontyoknak átlag 9,34 garatfoguk volt (8-10 db), a szabálytalan és a tükrös fenotípusú pontyok átlagos garatfog száma hasonlóan alakult (7 db), míg a bőr pontyoké sokkal kevesebb (<1) volt. A bőr fenotípusú pontyok mintegy 70%-ának egyáltalán nem volt garatfoga, a maradéknak pedig csupán 1-4 db garatfoguk volt (48. ábra). A garatfogak számának csökkenése mellett a garatív csökevényesedése, elvékonyodása is megfigyelhető volt. Mind az úszódeformitások, mind a garatfog számának csökkenése és a garatcsont degradációja összefüggést mutatott a pikkelyek számával. Azonban az utóbbi korreláció szorosabbnak bizonyult, mint az előbbi. A szingapúri bőrpontyok legalább 3 változata volt megfigyelhető (47.ábra):

47. ábra: J: 1-2 pikkely, változó úszódeformitás/veszteség; K: a pikkelyzet hiánya, és szinte az összes úszó torzulás/hiánya; L: csökkent növekedés, az úszók hiánya, a test torzulása (Fotó: Laura Cassas)

Bőr Pikkelyes

48. ábra: Ezen a diagrammon látható, hogy a szingapúri keresztezéseknél 10 garatfoga csak a teljesen pikkelyes fenotípusú pontyoknak, 0 garatfoga pedig csak a bőr fenotípusú pontyoknak volt.

4.4. A Magyarországon és Szingapúrban elvégzett 19 keresztezés

Az új fenotípusos kategóriák megjelenése szempontjából fontos, Magyarországon és Szingapúrban elvégzett 19 különböző keresztezésből származó utódok eloszlását mutatja a következő (8. táblázat). A keresztezések mindegyikében legalább az egyik anyapontyok csökkent pikkelymintázatúak voltak, 5 anyaponty mutatott szabálytalan (Ir) pikkelyformát. 8 keresztezésben ugyanazon alfajból származó pontyokat használtunk (európai x európai; koi x koi) anyahalként; nyolc keresztezésben egyik vagy mindkét tagjaként az alfajok közötti hibridek F1 nemzedék tagjait használtuk anyahalként; a maradék háromban a két alfajt vegyesen. A Szingapúrban végzett keresztezések közül MiIr33; MiIr37 (egy tükrös és egy szabálytalan (Ir) anyaponty keresztezéséből származó F1 nemzedékben dominált az új fenotípus’ok’ jelenléte: összesen 86,2% és 64,8% volt az arányuk. Teljesen pikkelyes vagy oldalvonalsoros egyedek nem jelentek meg. Összesen 7 bőr X ’szórt’ keresztezést hajtottunk végre (No.7-13.) Ezek közül egy keresztezésnél sem kaptuk a Kirpichnikov szerint várt 50% bőr fenotípust. A legnagyobb eltérést két magyarországi keresztezésnél (21mi.nu; 25nu.mi) kaptunk, ahol 2,7% és 0% bőr fenotípust figyeltünk meg.

Megfigyelt % M_ Fe_ F1_N Oldalvo- Szabály No. Keresztezés Típus Hely Pikkelyes Tükrös Bőr Orig Orig o nalsoros -talan

1 1nu.nu NN SIN Hun Koi 161 0,0% 0,0% 15,5% 25,5% 59,0% 2 2nu.nu NN SIN Koi Koi 92 1,1% 0,0% 15,2% 25,0% 58,7% 3 26nu.nu NN HUN Hun Hun 208 0,0% 0,0% 0,0% 13,0% 87,0% 4 35nu.nu NN SIN Hun Koi 218 0,0% 0,0% 53,2% 2,3% 44,5% 5 38nu.nu NN SIN Hun F1hyb 110 0,0% 0,0% 55,5% 20,0% 24,5% 6 41nu.nu NN SIN Hun Koi 253 0,0% 0,0% 35,6% 26,1% 38,3%

7 21nu.mi NM HUN Hun Hun 186 0,0% 1,1% 0,0% 96,2% 2,7% 8 25mi.nu NM HUN Hun Hun 233 0,0% 0,0% 0,0% 100,0% 0,0% 9 32nu.mi NM SIN Hun F1Hyb 268 0,0% 0,0% 57,5% 18,2% 24,3% 10 36mi.nu NM SIN F1hyb Koi 177 0,0% 0,0% 73,4% 1,7% 24,9% 11 34nu.ir NI SIN Hun F1Hyb 414 0,0% 0,0% 76,1% 18,4% 5,5% 12 39ir.nu NI SIN F1hyb F1hyb 54 0,0% 0,0% 44,5% 22,2% 33,3% 13 40nu.ir NI SIN Hun F1hyb 114 0,0% 0,0% 52,6% 34,2% 13,2% 14 33mi.ir MI SIN F1hyb F1hyb 304 0,0% 0,0% 86,2% 13,2% 0,6% 15 37mi.ir MI SIN F1hyb F1hyb 236 0,0% 0,0% 64,8% 35,2% 0,0%

16 22nu.li LN HUN Hun Hun 118 0,0% 2,5% 0,0% 88,2% 9,3% 17 27li.nu LN HUN Hun Hun 289 0,0% 1,0% 0,0% 98,6% 0,3%

18 9mi.li LM HUN Hun Hun 52 0,0% 67,3% 1,9% 23,1% 7,7%

19 23mi.li LM HUN Hun Hun 204 0,5% 32,8% 0,0% 66,7% 0,0%

8. táblázat: Fe_pheno: az ikrás fenotípusa; Fe_orig: az ikrás származása; F1_No: az F1/F2 egyedszáma; A Magyarországon végzett keresztezéseknél ebben a táblázatban a fotódokumentáció nélküli egyedeket is számításba vettük.

4.5. Eltérés a Magyarországon és Szingapúrban végzett keresztezések bőrpontyainál:

A következő ábrán (49. ábra) jól láthatók a különbségek az ázsiai pontyokkal Szingapúrban végzett keresztezések és a Magyarországon, európai pontyokkal végzett keresztezések F1 nemzedékű bőr fenotípusú pontyai között. Az európai pontyok bőrponty utódai erőteljes növekedési erélyű, társaiktól le nem maradt, normális testfelépítésű halak, míg az ázsiai alfajok utódai életképtelen, csökött jószágokká váltak a teljes pikkelyvesztést okozó mutáns N allél különböző erősségű hatásai miatt. Az európai allél pikkelyvesztést okoz, míg az ázsiai allél markánsan kihat a garatfogakra, úszókra is, úgy, hogy az esetlegesen túlélt utódok szinte úszni sem tudnak.

Bőrponty Magyarországon Bőrponty Szingapúrban

49. ábra: Eltérések az európai bőrponty és az ázsiai bőrponty utódok között. (Fotó: Laura Cassas; Szücs Réka)

5. Kiegészítő vizsgálatok

5.1. Genetikai vizsgálatok Szingapúrban

A pikkelymintázat alakulását két lókusz határozza meg. Rohner és munkatársai (2009) az FGF szignáltranszdukciós kaszkád szerepét mutatták meg – a kaszkádrendszer egyik génjének (fgfr1) mutációja okozza a részleges pikkelyhiányt (a tükrös fenotípust). Jelenleg a pontyok teljes pikkelyvesztéséért felelős gént (az ’N’ gént) nem ismerjük (50. ábra). Az irodalomban jelzések vannak bizonyos kaszkádok szerepére, amelyek részt vehetnek ezekben a folyamatokban pl.: Eda, Wnt, FGF és RA kaszkádok.

50. ábra: Az ismeretlen ’N’ gén (Shubha Vij nyomán)

Az ’N’ gén kereséséhez az általunk is végzett tenyésztőmunka során nyert fenotípusos információk és a kísérleti halak nélkülözhetetlenek. Kétféle megközelítést alkalmaznak a kereséshez: 1.: tradícionális térképezés alapú megközelítést, 2.: új generációs szekvenálással és microarray vizsgálatokkal (51. ábra). A keresés megkezdéséhez (Az általunk is végzett fenotípusos vizsgálatokon túl.) az említett kaszkádokhoz tartozó néhány gén expressziós szintjét hasonlították/ hasonlítják össze tükör,- és a bőrpontyoknál (pl.: Eda kaszkád: edar1, edar2; FGF kaszkád: fgfr1b1, fgfr1b2, dusp6, erk1, fgfr4, fgfr2, fgf20a; wnt kaszkád: birc5b, axin2, birc5a; RA: crabp1, trbp1; RA-wnt-tbx5/tbx5: prdm1a, shha, tbx5, sal1a). A tükrös és a bőrpontyok között az eddig tesztelt gének expressziójában sajnos nem találtak lényeges különbséget. A qPCR (quantitative polymerase chain reaction; kvantitatív polimeráz láncreakció) talán nem a leghatékonyabb eszköz a downstream gének expressziós elemzésére, a „paralóg hatás” miatt az expressziós különbségek különösen a downstream géneknél túl gyengének bizonyulnak.

Az ’N’ gén keresésének folytatása érdekében, a következő lépéseket tervezzük:

1. Folytatják az expressziós szintek összehasonlítását a tükör és bőrpontyok között, míg tisztább képet kapunk a potenciálisan érintett kaszkádokról. (A kaszkádokhoz tartozó gének expressziós vizsgálatai most is folynak.) Microarray (a legújabb ponty transzkriptomot használva) alapú expressziós vizsgálatokat is alkalmaznak, hogy áttekintést kapjunk az érintett kaszkádokról. 2. RNS minták már vannak klasszikus tükrös és bőr fenotípusú pontyoktól. Minden csoportból legalább három minta Hiseq szekvenálását tervezzük, hogy a transzkriptom változásokról átfogó képet kapjunk a bőr és a tükrös típusok között. 3. Szekvenálni néhány potenciálisan szóban forgó gént, hogy ellenőrizzék a rövidüléseket/eltéréseket a bőr típusok nyílt leolvasási kereteiben. 4. Az egy családból származó különböző fenotípusú egyedek RAD (Restriction site Associated DNA) szekvenálása.

Az ’N’ gén keresése

51. ábra: Az ’N’ gén megtalálására Szingapúrban végzett genetikai vizsgálatok

A ponty fgfr újabb paralógjainak felfedezése

Közvetlenül ugyan nem az én eredményeim közé tartozik, de projektünk során együttműködő partnerünk a szingapúri TLL intézet Reprodukciós Genomikai kutatócsoportja felfedezte a ponty ezidáig hiányzó, további két fgfr paralógját. Az eddig ismert két paralóg, az fgfr1a1 és fgfr1a2 (Rohner és mtsai., 2009) mellett felfedezésre került az fgfr1b1 és fgfr1b2 (Laura Cassas., unpublished data 2013). Bár megtalálták a paralógokat, de feltételezhetően ezek egyike sem az N gén, így egyelőre az N gén továbbra is ismeretlen.

5.2. Magyarországi kiegészítő vizsgálatok

5.2.1. A különböző fenotípusú pontyok pikkelyeinek alaktani vizsgálata

A különböző fenotípusú (pikkelyes, tükrös, oldalvonalsoros) pontyok pikkelyméretének és a pikkely alakjának vizsgálatához 2012. november 26-án a Dalmand Zrt. halgazdaságában pikkelymintát gyűjtöttünk. A 10-10-5 egyedtől vett pikkelymintát a hátúszó alatti sorból, a hátúszú kezdetétől vettük. A pikkelyek alakját, méretét, középpontjuk helyzetét vizsgáltuk a milliméterpapírra ragasztott pikkelyeken (2. melléklet).

A pikkelyes, tükrös, keretes pontyok pikkelyméreteit összehasonlítva megállapítottuk, hogy a pikkelyes pontyoknak voltak a legkerekebb, kissé ovális formájú (megközelítőleg azonos szélességű, hosszúszágú) pikkelyei, a tükrös és az oldalvonalsoros halak pikkelyei legtöbbször hosszirányban megnyúltak. Az oldalvonalon gyakran fúzionált pikkelyekkel találkozhattunk. A hátélen és a hasi oldalon levő pikkelyek is többször összeolvadtak. Azt nem tudjuk, hogy az oldalvonalsoros és a szabálytalan (Ir) fenotípusú pontyoknál miért alakulnak ki ezek a nagyobb méretű pikkelyek (52. ábra), és miért nem állnak rendezett, részben átfedő sorokban.

52. ábra: A feltehetőleg fúzionált pikkelyek egy szabálytalan pikkelyes egyedtől (Fotó: Szücs Réka)

5.2.2. „Karcolásos kísérlet”

Fenotípus ellenőrzés során találtunk néhány olyan egyedet, melyek oldalvonaluk mellett oldalvonalszerű vonalakat, feltehetőleg karcolás, sebesülés behegedt nyomait viselték, ezek mellett pedig megjelentek kisebb pikkelyek is (53. ábra). Ebből arra következtettünk, hogy érdemes lehetne vizsgálni, hogy karcolások, sérülések helyén adott fenotípus mellett keletkeznek-e pikkelyek. A kísérlethez 10-10 bőrpontyot és tükrös pontyot karcoltunk meg sterilizált szikével, azokon a helyeken, ahol a pikkelyek nagyobb valószínűséggel és védelmi szempontból (szinte az összes genotípusnál) előfordulnak: az oldalvonalhoz közel, a has alsó részén, a hát felső részén.

53. ábra: A fenotípusos vizsgálatkor talált, „osztott oldalvonalú” (első kép) és a mesterségesen karcolt tükrös ponty (második kép). (Fotó: Szücs Réka)

A karcolásos kísérlet után várakozásaink ellenére nem keletkeztek újabb pikkelyek, pikkelykezdemények a pontyokon. A sebek begyógyultak.

6. Következtetések és Javaslatok

Kísérleteink egyik fő motiváló tényezője és ötletadója volt, hogy felfigyeltek arra, hogy a haltenyésztési, halgenetikai szakkönyvek által oly sokat emlegetett genetikai modellben, Kirpichnikov modelljében várt letalitás a magyarországi, hajdúböszörményi bőrpontyok keresztezésekor sorozatosan nem következett be. Kirpichnikov és kollégái két gén két allélját (S; s; N; n) tették felelőssé a pikkelymintázat alakulásáért (Kirpichnikov 1981, 1999). Az első gén (s) meghibásodása okozza a részleges pikkelyhiányt, a tükrös fenotípust. Ezt a gént azonosították, a fibroblaszt növekedési hormon 1-es receptoraként (fgfr1a) (Rohner és mtsai., 2009). Habár ennek a génnek az embrionális fejlődés során nélkülözhetetlen szerepe van, a zebradánióban és a pontyban jelenlévő paralógok egy enyhébb fenotípust biztosítanak. A japán medakában (Oryzias latipes) a génnek nincs paralógja, így a homozigóta mutáns embriók teste csökött marad, csak a fejük fejlődik (Yokoi és mtsai., 2007). Úgy gondoljuk, hogy a második (N) gén, melynek funkcióvesztése a teljes pikkelyvesztést okozza, az s génnel összehangoltan működhet a downstream targetek expresszálódásának szabályozásában. Így a fő fenotípusok mellett a két gén változatos hatásainak kombinációjából alakulhatnak ki a köztes fenotípusok. Szerintünk a modellben helye van ezeknek a köztes fenotípusoknak is, továbbá hozzásegítenek ennek a komplex rendszernek a megértéséhez is. Ezért osztottuk tovább Kirpichnikov tükrös fenotípusát három altípusra. A rendszert még összetettebbé tették a ponty genom duplikációs eseményei, a ponty ugyanis keresztülment egy extra genom duplikáción, így a tetraploid állapotú ponty géntartalma meglehetősen komplex. Mi most egy reosztát–jellegű modellt szeretnénk javasolni az öröklődés megértéséhez.

Egy új, lehetséges modell felállítása

Bár az N gént még nem sikerült megtalálni, keresése tovább folytatódik. Kísérleteink adatait összehasonlítva, két mutáns változat valószínűsíthető: egy gyengébb (európai) és egy erősebb (ázsiai) mutáns N allél. A fenotípusban fokozatos változást figyeltünk meg a pikkelyezettség csökkenésével párhuzamosan. A magyarországi keresztezéseknél elmaradt drasztikusabb változásokat az európai pontyoknál a feltételezett mutáns N allél

83 gyengébb változata, az Fgf kaszkádrendszerben történt mutáció gyengébb kifejeződéseként értékeljük, míg a távol-keleti szingapúri koi pontyoknál egy erősebb típusú mutáció miatt történhetett az életképtelen utódok megjelenése. Az európai allél pikkelyvesztést okoz, míg az ázsiai allél markánsan kihat a garatfogakra, úszókra is, úgy, hogy az esetlegesen túlélt utódok szinte úszni sem tudnak. Kirpichnikovék valószínűleg az erősebb mutáns N allélt hordozó halakkal dolgoztak. A hipotézisünket egy új modellel szeretnénk szemléltetni. Ebben a modellben a pikkelymintázat teljessége a pikkelyek keletkezésének helyén lévő Fgf szignál szintjétől függ. Modellünk szerint, bár Kirpichnikovék a két gént két különböző kromoszómára helyezték, a két gén működésében nem teljesen független egymástól, mivel ugyanazon a kaszkád(ok)on keresztül szabályozzák az Fgf szignál szintjét, ezzel a downstream targetek aktivitását. Feltevésünk szerint az új köztes fenotípusok (szabálytalan és hiányos pikkelyes) megjelenését a tükrös és bőr fenotípusokhoz képest az Fgf jelszint növekedése eredményezhette függetlenül attól, hogy valóban az Fgf jelátviteli kaszkád egyik génjében történt új mutációtól van szó, vagy hogy egy másik, upstream kaszkádrendszer csatlakozik be az Fgf kaszkádredszerbe. A köztes fenotípusokhoz hasonló, nagy, nem átfedő pikkelyű pontyokat figyeltek meg triploidizáció során, SssNnn genotípussal, pikkelyes és bőr anyáktól, feltehetőleg az N allél vad típusú n alléljaival szembeni részleges dominanciája miatt (Gomelsky és mtsai., 2012). Ráadásul a triploid bőr pontyok sssNnn genotípussal kevésbé súlyos fenotípusos hatásokat mutattak (csökkent pikkelyborítottság, és farok alatti úszósugár szám) diploid (ssNn) társaikhoz képest (Gomelsky és mtsai., 1992). A köztes fenotípusok nagyobb pikkelyeinek fejlődési okát nem tudjuk, ennek megismeréséhez további kutatások szükségesek. Egyik nagy előnyük a „pikkelyvesztett” fenotípusoknak, hogy rámutatnak a halak testének pikkelyesedésre leginkább hajlamos részeire, amelyek: a hát, az oldalvonal és a hasi rész. Ezt normál pikkelyes vad fenotípusokon nem tudtuk megfigyelni. Ezeken a részeken az Fgf receptorok sűrűbben helyezkednek el, az Fgf szignál alacsonyabb szintje is elegendő a pikkelyek megjelenéséhez. Ilyen fenotípusokat más pontyféléknél is megfigyeltek pl.: az aranyhalnál (http://mirrorscalegoldfish.blogspot.com/), amurnál (53. ábra) és egy patagóniai fajnál, a Gymnocharacinus bergi – nél. Ennél a veszélyzetetett fajnál a pikkelyek először kifejlődnek az egész testen, majd később az oldalvonal kivételével felszívódnak –így alakul ki oldalvonalsoros fenotípusuk (Ortubay és Cussac, 2000). A helyzet a többi fenotípusnál bonyolultabb, hiszen vannak olyan

84 egyedek, ahol a hátúszó hiányzik, de a pikkelyvonal alatta megvan. Az ilyen jelenségek két lehetséges magyarázata: a) az úszók kialakulásához magasabb Fgf küszöbszint szükséges, mint a pikkelyzet képződéséhez, vagy b) a mutáció korai hatása erősebb, mint a későbbié. A következőkben a modellt szemléltető ábrákat szeretnék bemutatni (54. ábra):

Az Fgf szint szabályozása a bőrben az fgf allélok funkciója

A ponty pikkelyesedésre A pikkelyesedésre hajlamos pontok leginkább hajlamos szabályozása a bőrben: fgfr funkciója részei (ahogy a vonal formájával változik)

54. ábra: A hipotézisünk a mutációk reosztát-jellegű hatását mutatja az Fgf kaszkádból származó jelek szintjére. A különböző testrészek változó jelerősségi szintjei és a különböző allélkombinácók fokozatosan csökkenő jelintenzitása, (és a járulékos módosító gének potenciális hatása) vezethet ezen fenotípusok kialakulásához. Egy képzeletbeli hát-hasi keresztmetszet felső része mutatja a testfelszín D: dorsal=háti L- lateral=oldalsó és V-ventral=hasi részeken a pikkelyképződés tipikus helyeit, míg a zöld vonal a A) pikkelyes, B) szabálytalan és a C) tükrös pontyok kialakulásához szükséges jelerősség küszöbszintjét mutatja.

Végül szeretném bemutatni az N gén megtalálásához nagy segítséget jelentő oldalvonalsoros amurt (55. ábra), melynek kromoszóma száma 2n=48, így a tetraploid pontyhoz képest egyszerűbb genetikai háttérrel rendelkezik.

55. ábra: Sári János és Simonics Géza találtak egy korához képest elmaradt növekedésű, oldalvonalsoros amurt a Hortobágyi Halgazdaság Zrt. egyik tavában, amely reményeink szerint segítségünkre lesz a teljes pikkelyvesztést okozó N gén felkutatásában. (Fotó: Bercsényi M.) (Bercsényi és mtsai., 2011).

Rudzinsky óta az ’S’ gén megtalálásához (Rohner és mtsai., 2009) több mint 80 évet kellett várni. Mi jelenleg ezen génpáros másik tagjának azonosításán dolgozunk, három utat követve. Elsőként a kutatócsoport az Fgf transzdukciós kaszkád számos kulcsfontosságú tagját azonosította, és azon upstream kaszkádokból származó géneket, melyekről korábban bebizonyosodott, hogy ezen folyamatok szabályozásban szerepet játszanak [ pl. (Gibert és mtsai., 2010; Haworth és mtsai., 2007)]. A bőr és tükrös utódcsoportokból származó cDNS összehasonlító szekvencia analízise lehetővé teheti az N gén azonosítását. Másodszor számos F1, F2 térképezési családot hoztunk létre európai és ázsiai pontyok keresztezésével, részben vagy teljesen pikkelytelen fenotípusú egyedek részvételével. A genetikai kapcsoltság feltérképezése, amely rutin gyakorlattá vált a pontynál [pl. Cheng és mtsai., 2010; Zhang és mtsai., 2012; Zheng és mtsai., 2011)], fel fogja fedni a kromoszómán a helyet, ahol a kérdéses gén megbújik. A szekvenált csontos hal modellekben, különösen a zebradánió szintenikus régióiban található gének összehasonlító bioinformatikai elemzése lehetővé teheti, a lehetséges jelöltek listájának szűkítését. Ha ez a megközelítés nem azonosítja a mutáns gént, térkép alapú pozicionális klónozás is elvégezhető az azonosításhoz. Harmadszor, a hagyományos (Christoffels és mtsai., 2006) és a NGS (Újgenerációs Szekvenálás) alapú szekvenálási törekvésekből (Henkel és mtsai., 2012; Ji és mtsai., 2012) származó, gyorsan gyarapodó szekvencia információk már hoztak előnyöket a teljes hosszúságú cDNS-szekvenciák izolálásához és jellemzéséhez. E tevékenységek egyik rövid távú előnye, a nyilvánosan is hozzáférhető minőségi

86 transzkriptum (Henkel és mtsai., 2012) lehetővé teszi az RNS-szekvencia alapú transzkriptomikai vizsgálat, amely jelentős javulást hoz a jelenleg elterjedt módszerhez, a cDNS microarray-hez képest (Williams és mtsai., 2008). Reményeink szerint ezen megközelítések együttes alkalmazása hamarosan az ’N’ gén megtalálásához vezet majd, továbbá a ponty bonyolult pikkelymintázat- kialakulásának megértéséhez.

7. Összefoglalás

A dissszertáció a ponty (Cyprinus carpio L.) pikkelyezettségének alakulásával, genetikájával, a különböző fenotípusú pontyok keresztezésével nyert F1, F2 nemzedék egyedeinek fenotípusos vizsgálatával, a halgenetikai tankönyvek által elfogadott modell, Kirpichnikov modelljének újragondolásával foglalkozott. A téma újszerűségét mutatta, hogy a keresztezések és a modell komolyabb újragondolásával eddig nem foglalkoztak. A szerző által létrehozott adatbázis és a genetikai vizsgálatokhoz nyert minták nagyban elősegítik az ’N’ gén keresésének előmozdítását. A kutatás első szakaszában a szerző az anyahalak beszerzésével, a keresztezések lebonyolításával foglalkozott. Kutatásában a gazdaságilag jelentős, földünkön legszélesebb körben elterjedt édesvízi halfaj, a ponty fenotípusos megjelenésének miértjeire, a pikkelymintázat alakulásának genetikájára kereste a választ. Egy közel 80 éves modell szerint a ponty pikkelymintázatának kialakításáért, egy két gén - két alléles (s; S; n; N) rendszer a felelős (Kirpichnikov 1936). Ebben a rendszerben azok az egyedek, amelyekben az N allél homozigóta állapotban van, elpusztulnak. A bőrpontyok (ssNn) utódaiban pedig fentotípusos hasadásnak kell bekövetkeznie. A szerző megfigyelései ennek ellentmondottak: összesen 16 keresztezést végzett el a három év során, melynek egyedeit 3-4 hónapos korukig nevelte. Tükrös, pikkelyes, bőr és oldalvonalsoros (= keretes) változatokkal készített keresztezéseinek elemzései azt mutatják, hogy a korábbi modellnél jóval bonyolultabb az eredmények magyarázata. A keretes pontyok utódaiban nem talált sem tiszta tükrös, sem normál pikkelyes változatot. A bőrpontyok utódaiban pedig nem jelent meg a feltételezett letalitás. 3-4 hónapos korra már látható volt a fenotípus, és az egyedek között az eddigi négy fő fenotípusokon kívül más, újabb fenotípusok megjelenése. Ezek kiértékeléséhez egy újabb, kibővített fenotípusos besorolást készített a szerző, mely szerint aztán az egyedek pikkelyezettségét besorolta. A régi modellben is szerepet játszó és pikkelyezettség alakulásával összefüggő paramétereket, a garatfogak, kopoltyúfésűk tüskéinek számát is vizsgálni kellett, hogy lássuk a pikkelyezettséget okozó gének hatnak-e más szervekre, tulajdonságokra is. A garatfogak száma nem csökkent drasztikusan a bőrpontyoknál, ellentétben a szingapúri keresztezésekkel, ahol a pikkelyezettség csökkenésével párhuzamosan 0-ra csökkent a garatfogak száma, és több esetben az úszókon is deformálódás, csökevényesedés jelei mutatkoztak, az úszók sokszor teljesen hiányoztak.

További ösztönzést jelentett a modell felülvizsgálatára, hogy Rohner és munkatársai (2008) a tükrös ponttyal megegyező tükrös fenotípusú zebradániót találtak, és megállapították, hogy ennek okozója a pontyéval homológ fibroblaszt növekedési faktor receptor génjének (fgfr1) mutánsa („s”gén megtalálása). A kísérletek Magyarországon és Szingapúrban párhuzamosan történtek, eközben derült fény az ázsiai és európai pontyfajtákban eltérő súlyosságú genetikai deformitást okozó, pikkelyhiányért felelős feltételezett mutáns „N”gén különbözőségeire is. A fenotípusban fokozatos változást figyeltünk meg a pikkelyezettség csökkenésével párhuzamosan. A magyarországi keresztezéseknél elmaradt drasztikusabb változásokat az európai pontyoknál a feltételezett mutáns ’N’ allél gyengébb változata, az Fgf kaszkádrendszerben történt mutáció gyengébb kifejeződéseként értékeljük, míg a távol-keleti szingapúri koi pontyoknál egy erősebb típusú mutáció miatt történhetett az életképtelen utódok megjelenése. Az európai allél pikkelyvesztést okoz, míg az ázsiai allél markánsan kihat a garatfogakra, úszókra is, úgy, hogy az esetlegesen túlélt utódok szinte úszni sem tudnak. Kirpichnikovék valószínűleg az erősebb ’N’ allélt hordozó halakkal dolgoztak. A szerző kísérletei alapján is az európai bőrponty bátran ajánlható tenyésztésre. Az eddigi adatokat összesítve a szerző és munkatársai kidolgoztak egy hipotézist, amit egy új modellel lehet szemlélteni. Ebben a modellben a pikkelymintázat teljessége a pikkelyek keletkezésének helyén lévő Fgf jel szintjétől függ. A modell szerint, a két gén működésében nem teljesen független egymástól, mivel ugyanazon a kaszkádokon keresztül szabályozzák az Fgf jel szintjét, ezzel a downstream targetek aktivitását. Az új köztes fenotípusok (szabálytalan és hiányos pikkelyes) megjelenését a tükrös és bőr fenotípusokhoz képest az Fgf jelszint növekedése eredményezhette.

Irodalomjegyzék

Abe G., Ide H. and Tamura K. (2007) Function of FGF signaling in the developmental process of the median fin fold in zebrafish. Developmental Biology 304: 355-66.

Ali Y. Korkut, H. Okan Kamaci, Deniz Coban and Cuneyt Suzer (2009) The First Data on the Saddleback Syndrome in Cultured Gilthead Sea Bream (Sparus aurata L.) by MIP-MPR Method. Journal of Animal and Veterinary Advances, 8: 2360-2362.

Al-Sabti, K. (1987) Cytogenetic studies on five species of Pisces from Yugoslavia. Cytobios 49:198-199.

Al-Sabti, K. (1986) Karyotypes of Cyprinus carpio and Leuciscus cephalus. Cytobios 47 (188):19-25.

Amores A., Force A., Yan YL., Joly L., Amemiya C., Fritz A., Ho RK., Langeland J., Prince V., Wang YL., Westerfield M., Ekker M. and Postlethwait JH. (1998) Zebrafish hox clusters and vertebrate genome evolution. Science 282: 1711-1714.

A Pallas Nagy Lexikona (1896) Budapest, Pallas Irodalmi és Nyomdai Részvénytársaság, XIII. Kötet, 1054.old.

Arkhipchuk, V.V., (1999) Chromosome database. Database of Dr. Victor Arkhipchuk. www.fishbase.org.

Bakos, J. (1979) Crossbreeding Hungarian races of common carp to develop more productive hybrids. In Advances in Aquaculture, Pillay, T.V.R. and Dill, W.M.A., Eds., Fishing New Books, Farnham, 633.

Balon EK. (1995) Origin and domestication of the wild carp, Cyprinus carpio- from Roman gourmets to the swimming flowers. Aquaculture 129:3-48.

Balon EK. (2004) About the oldest domesticates among fishes. Journal of Fish Biology 65: 1-27.

Balon EK. (2006) The oldest domesticated fishes, and the consequences of an epigenetic dichotomy in fi sh culture. J. Ichthyol. Aquat. Biol., 11(2): 47-86.

Barreto DC, Gomez RS, Bale AE, Boson WL, De Marco L. (2000) PTCH gene mutations in odontogenic keratocysts. J Dent Res, 79:1418-22.

Baruš, V., Peňáz, M., Kohlmann, K. (2002) Cyprinus carpio (Linnaeus,1758). In: Bănărescu, P.M., Paepke, H.-J. (eds.): The Freshwater Fishes of Europe. Vol. 5/III, Cyprinidae 2, Part III: Carassius to Cyprinus, Gasterosteide. AULA-Verlag GmbH, Wiebelsheim, 85-179.

Basilico C., Moscatelli D. (1992) The FGF family of growth factors and oncogenes. Adv Cancer Res 59:115-165

Bártfai R., Egedi S., Gen Hua Yue, Kovács B., Urbányi B., Tamás G., Horváth L., Orbán L. (2003) Genetic analysis of two common carp broodstocks by RAPD and microsatellite markers. Aquaculture 219; 157–167.

Bercsényi M., Tahy B.(1997) Halgazdálkodás II. MOHOSZ, Budapest. 65 p.

Bercsényi M, Magyary I, Urbányi B, Orbán L, Horváth L (1998) Hatching out goldfish from common carp eggs: Interspecific androgenesis between two cyprinid species. Genome 41:(4) pp. 573-579.

Bercsényi M., Szűcs R., Orbán L., Lehoczky I. and Jeney Zs. (2011) Research on fish genetics for the purposes of strain improvement and population protection (in Hungarian). Állattenyésztés és Takarmányozás 60: 267-279.

Berg LS. (1964) Freshwater fishes of the USSR and adjacent countries, Vol. 2, Israeli Program for Scientific Translations, Jerusalem, Israel, pp 1-496.

Berinkei L. (1966) Magyarország állatvilága. Akadémia Kiadó, Budapest. 1-132 p.

Bertin, L. (1944) Modifications proposées dans la nomenclature des écailles etdesnageoires. Bulletin de la Société Zoologique de France 69:198–202

Brody, T., Kirsht, D., Parag,G., Wohlfarth,G., Hulata, G., Moav,R. (1979) Biochemical genetic comparison of the Chinese and European races of the common carp. Anim. Blood Grps. Biochem. Genet. 10, 141-149.

Brzuska, E., (1988) Investigations on the chromosomes of the carp (Cyprinus carpio L.). Acta Hydrobiol. 30:253-258.

Burgess WH., Maciag T. (1989) The heparin-binding (fibroblast) growth factor family of proteins. Annu Rev Biochem 58:575-606

Buth GD, Dowling TE, Gold JR. (1991) Molecular and cytological investigations. In: Cyprinid fishes: Systematics, biology and expoitation. Winfield IJ and Nelson JS (eds) Chapmann and Hall, London, UK, pp 83-126.

Cavallari N., Frigato E, Vallone D., Fro¨ hlich N., Lopez-Olmeda JF., et al. (2011) A Blind Circadian Clock in Cavefish Reveals that Opsins Mediate Peripheral Clock Photoreception. PLoS Biol 9(9): e1001142. doi:10.1371/journal.pbio.1001142

Cheng L, Liu L, Yu X, Wang D and Tong J. (2010) A linkage map of common carp (Cyprinus carpio) based on AFLP and microsatellite markers. Animal Genetics 41: 191- 8.

Chiba T., Kurihama N., Kenichi Y. (1966) Culture of common carp (in Japanese). Green Book House Publisher, Tokyo, Japan, pp 1-222.

Christoffels A, Koh EG, Chia JM, Brenner S, Aparicio S and Venkatesh B. (2004) Fugu genome analysis provides evidence for a whole-genome duplication early during the evolution of ray-finned fishes. Molecular Biology and Evolution 21: 1146-51.

Christoffels A, Bartfai R, Srinivasan H, Komen H and Orban L. (2006) Comparative genomics in cyprinids: common carp ESTs help the annotation of the zebrafish genome. BMC Bioinformatics 7 Suppl 5: S2.

Chuong CM, Patel N, Lin J, Jung HS, Widelitz RB. (2000) Sonic hedgehog signaling pathway in vertebrate epithelial appendage morphogenesis: perspectives in development and evolution. Cell Mol Life Sci, 57:1672-81.

Colosimo, P. F. (2005) "Widespread parallel evolution in sticklebacks by repeated fixation of Ectodysplasin alleles." Science 307 (5717): 1928‐33.

Coulier F, Pontarotti P, Roubin R, Hartung H, Goldfarb M and Birnbaum D. (1997) Of worms and men: an evolutionary perspective on the fibroblast growth factor (FGF) and FGF receptor families. Journal of Molecular Evolution 44: 43-56.

Czuczka Péter (2002) A ponty (Cyprinus carpio L.) pikkelymintázat öröklődésének vizsgálata Diplomadolgozat, Keszthely - Állatélettani és Takarmányozási Tanszék

Csenki Zsolt Imre (2011) Oocyta transzplantáció halakon (Petesejt átültetés zebradánió (Danio rerio) halfajon.) Doktori (Ph.D.) értekezés. Gödöllő

David, L., Blum, S., Feldman,M.W., Lavi, U.,& Hillel, J. (2003) Recent duplication of the common carp (cyprinus carpio l.) genome as revealed by analyses of microsatellite loci. Molecular Biology and Evolution, 20 (9), 1425-1434.

Day F. (1880) The fishes of Great Britain and Ireland (Vol. II.), Williams and Norgate, London, UK, pp 1-388.

Deborah M. Garrity, Sarah Childs and Mark C. Fishman (2002) The heartstrings mutation in zebrafish causes heart/fin Tbx5 deficiency syndrome. Development 129, 4635-4645.

Diggles BK. (2012) Saddleback deformities in yellowfin bream, Acanthopagrus australis (Gunther), from South East Queensland. Journal of Fish Diseases.

Elisabeth L., Solange H., Vincent E. G., Jelena M., Dominique R., Martine L. M., and Jacky B. (2006). Mutation screening in patients with syndromic craniosynostoses indicates that a limited number of recurrent FGFR2 mutations accounts for severe forms of Pfeiffer syndrome. European Journal of Human Genetics. doi: 10.1038 /sj.ejhg.5201558

FAO. (2001) Faostat database results. Retrieved 18 August 2011 http://apps.fao.org

Flajšhans M. and Hulata G. (2006) Common carp – Cyprinus carpio. In: “Genetic effects of domestication, culture and breeding of fish and shellfish, and their impacts on wild populations.” GENIMPACT project: Evaluation of genetic impact of aquaculture activities on native populations. A European network. WP1 workshop “Genetics of domestication, breeding and enhancement of performance of fish and shellfish”, Viterbo, Italy, 7 pp.

Force A, Lynch M, Pickett FB, Amores A, Yan YL and Postlethwait J. (1999) Preservation of duplicate genes by complementary, degenerative mutations. Genetics 151: 1531-1545.

Fraser GJ., Graham A., Smith MM. (2004) Conserved deployment of genes during odontogenesis across osteichthyans. Proc Biol Sci, 271:2311-7.

Fraser GJ., Hulsey CD., Bloomquist RF., Uyesugi K., Manley NR., Streelman JT. (2009) An Ancient Gene Network Is Co-opted for Teeth on Old and New Jaws. Plos Biol, 7:e31.

Fraser GJ., R. Cerny, V. Soukup, M. Bronner-Fraser and J.T. Streelman (2010) The odontode explosion: the origin of tooth-like structures in vertebrates. Bioessays 32: 808- 817.

Freeling M. (2009) Bias in plant gene content following different sorts of duplication: tandem, whole-genome, segmental, or by transposition. Annu Rev Plant Biol. ;60:433- 53.

Froese R, Pauly DE. (2005) FishBase. World Wide Web electronic publication. In www.fishbase.org, version (06/2005)

Froufe, E., Magyary, I., Lehoczky, I., & Weiss, S. (2002) Mtdna sequence data supports an asian ancestry and single introduction of the common carp into the danube basin. Journal of Fish Biology, 61, 301-304.

Gallardo VE, Liang J, Behra M, Elkahloun A, Villablanca EJ, Russo V, Allende ML and Burgess SM. (2010) Molecular dissection of the migrating posterior lateral line primordium during early development in zebrafish. BMC Developmental Biology 10: 120.

Garavelli L, Zanacca C, Caselli G, Banchini G, Dubourg C, David V, Odent S, Gurrieri F, Neri G. (2004) Solitary median maxillary central incisor syndrome: clinical case with a novel mutation of sonic hedgehog. Am J Med Genet A, 127:93-5.

Gibert Y, Bernard L, Debiais-Thibaud M, Bourrat F, Joly JS, Pottin K, Meyer A, Retaux S, Stock DW, Jackman WR, Seritrakul P, Begemann G and Laudet V. (2010) Formation of oral and pharyngeal dentition in teleosts depends on differential recruitment of retinoic acid signaling. FASEB Journal 24: 3298-309.

Gilbert SF. (2000) Developmental Biology. 6th edition. Sunderland (MA): Sinauer Associates; ParacrineFactors. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10071/

Gilbert S.F. (2003) „The morphogenesis of evolutionary developmental biology.” Int J Dev Biol 47(7-8): 467-77.

Golovinskaya, K.A. (1940) “Pleiotropy of scale genes in carp” Dokl. Akad. Nauk. SSSR, 28(6), 533-536.

Golovinskaya, K.A., (1946) On the linear form of cultured carp. Dokl.Akad.Nauk SSSR, 54(7):637–40

Gomelsky B (2003) Chromosome set manipulation and sex control in common carp: a review. Aquat Liv Res 16:408-415.

Gomelsky B, Schneider KJ, Glennon RP and Plouffe DA. (2012) Effect of ploidy on scale-cover pattern in linear ornamental (koi) common carp Cyprinus carpio. Journal of Fish Biology 81: 1201-9.

Gomelsky BI, Emelyanova OV and Recoubratsky AV. (1992) Application of the scale cover gene (N) to identification of type of gynogenesis and determination of ploidy in common carp. Aquaculture 106: 233-237.

Gospodarowicz D. (1990) Fibroblast growth factor and its involvement in developmental processes. Curr Top Dev Biol 24:57-93

Goldfarb M. (2005) Fibroblast growth factor homologous factors: evolution, structure, and function. Cytokine & Growth Factor Reviews 16: 215-20.

Grachtchouk M., Liu J., Wang A., Wei L., Bichakjian CK., Garlick J., Paulino AF., Giordano T., Dlugosz AA. (2006) Odontogenic keratocysts arise from quiescent epithelial rests and are associated with deregulated hedgehog signaling in mice and humans. Am J Pathol, 169:806-14.

Grandel H, Lun K, Rauch GJ, Rhinn M, Piotrowski T, Houart C, Sordino P, Küchler AM, Schulte-Merker S, Geisler R, Holder N, Wilson SW, Brand M. (2002) Retinoic acid signalling in the zebrafish embryo is necessary during pre-segmentation stages to pattern the anterior-posterior axis of the CNS and to induce a pectoral fin bud. Development. 129(12):2851-65.

Gritli-Linde A, Hallberg K, Harfe BD, Reyahi A, Kannius-Janson M, Nilsson J, Cobourne MT, Sharpe PT, McMahon AP, Linde A. (2007) Abnormal hair development and apparent follicular transformation to mammary gland in the absence of hedgehog signaling. Developmental Cell, 12:99-112.

Gross, R., Kohlmann, K., Kersten, P., (2002) PCR-RFLP analysis of the mitochondrial ND-3/4 and ND-5/6 gene polymorphisms in the European and East Asian subspecies of common carp (Cyprinus carpio L.). Aquaculture 204, 507-516.

Günther A. (1868) Catalogue of the fishes in the British Museum, Vol.7, Trustees of the British Museum , London, UK, pp 1-512

Gwilym David Haynes (2009) Population Genetics of Common Carp (Cyprinus carpio L.) in the Murray-Darling Basin - Thesis

Györe K. (1995) Magyarország természetesvízi halai. Környezetgazdálkodási Intézet, Budapest / HAKI hozzáférés: 2013.ápr.26.

Hardelin, J. P. (2008) "The complex genetics of Kallmann syndrome: KAL1, FGFR1, FGF8, PROKR2, PROK2, et al." Sex Dev 2(4‐5): 181‐93.

Harka Á. és Sallai Z. (2007) Magyarország halfaunája; Nimfea T.E., Szarvas

Harka Á. (1997) Halaink. Kiadja a Természet- és Környezetvédő Tanárok Egyesülete, Budapest, pp. 175.

Harris MP. (2012) Comparative genetics of postembryonic development as a means to understand evolutionary change. J Appl Ichthyol 28: 306-315.

Harris MP, Rohner N, Schwarz H, Perathoner S, Konstantinidis P, et al. (2008) Zebrafish eda and edar mutants reveal conserved and ancestral roles of ectodysplasin signaling in vertebrates. PLoS Genet 4 (10): e1000206.

Harris MP, Williamson S, Fallon JF, Meinhardt H, Prum RO. (2005) Molecular evidence for an activator-inhibitor mechanism in development of embryonic feather branching. Proc Natl Acad Sci USA, 102:11734-9.

Haworth KE, Wilson JM, Grevellec A, Cobourne MT, Healy C, Helms JA, Sharpe PT and Tucker AS. (2007) Sonic hedgehog in the pharyngeal endoderm controls arch pattern via regulation of Fgf8 in head ectoderm. Developmental Biology 303: 244-58.

Henkel CV, Dirks RP, Jansen HJ, Forlenza M, Wiegertjes GF, Howe K, van den Thillart GE and Spaink HP. (2012) Comparison of the exomes of common carp (Cyprinus carpio) and zebrafish (Danio rerio). Zebrafish 9: 59-67.

Herman O. (1887) A magyar halászat könyve, K. M. Természettudományi Társulat, Budapest.

Hill, A.J., Teraoka, H., Heiderman, W., & Peterson, R.E. (2005). Zebrafish as a model vertebrate for investigating chemical toxicity. Toxicological sciences, 86(1), 6-19.

Hinegardner, R. and D.E. Rosen (1972) Cellular DNA content and the evolution of teleostean fishes. Am. Nat. 106(951):621-644.

Holland, P. W., J. Garcia-Fernandez, N. A. Williams, and A.Sidow. (1994) Gene duplications and the origins of vertebrate development. Dev. Suppl. 125–133.

Horvath L., Orban L. (1995) Genome and gene manipulation in the common carp. Aquaculture 129:157-181.

Horvath L, Tamas G and Tolg I. (1984) Special methods in pond fish husbandry. Akademiai Kiado and Halver Corporation, Budapest (Hungary) and Seattle (WA, USA), , pp. 1-148.

Howes GJ. (1991) Systematics and biogeography: an overview. In: Cyprinid fishes: Systematics, biology and exploitation. Winfield IJ and Nelson JS (eds) Chapman & Hall, London, UK, pp 1-33.

Hulata G. (1995) A review of genetic improvement of the common carp (Cyprinus carpioL.) and other cyprinids by crossbreeding, hybridization and selection. Aquaculture 129:143-155.

Hulata G. (2001) Genetic manipulations in aquaculture: a review of stock improvement by classical and modern technologies. Genetica, 111:155-173.

Huysseune A, Takle H, Soenens M, Taerwe K, Witten PE. (2008) Unique and shared gene expression patterns in Atlantic salmon (Salmo salar) tooth development. Dev Genes Evol, 218:427-37.

Itoh N, Konishi M. (2007) The zebrafish fgf family. Zebrafish. Fall;4(3):179-86.

Itoh, N. & Ornitz, D.M. (2008) Functional evolutionary history of the mouse Fgf gene family. Developmental Dynamics, Vol. 237, No. 1, pp. 18-27

Jackman WR., Draper BW., Stock DW. (2004) Fgf signaling is required for zebrafish tooth development. Dev Biol, 274:139-57.

JackmanWR., Yoo James J., Stock David W. (2010) Hedgehog signaling is required at multiple stages of zebrafish tooth development, BMC Developmental Biology 2010, 10:119

Ji P, Liu G, Xu J, Wang X, Li J, Zhao Z, Zhang X, Zhang Y, Xu P and Sun X. (2012) Characterization of common carp transcriptome: sequencing, de novo assembly, annotation and comparative genomics. PloS one 7: e35152.

Johanson, Z., Smith, Moya M., Joss Jean M. P. (2007) Early scale development in Heterodontus (Heterodontiformes; Chondrichthyes): a novel chondrichthyan scale pattern. Acta Zoologica, 88(3), 249-256.

Kilian, B., H. Mansukoski, F.C. Barbosa, F. Ulrich, M. Tada, and C.P. Heisenberg. (2003) The role of Ppt/Wnt5 in regulating cell shape and movement during zebrafish gastrulation. Mech. Dev. 120:467–476.

Kirpichnikov VS (1999) Genetics and breeding of common carp. Hydrobiologie et Aquaculture:1-97.

Kirpichnikov, V.S. (1937) Principal genes of scale in carp. Biol.Zh., 6(3):601–32

Kirpichnikov, V.S. (1945) The influence of environmental conditions on viability, rate of rowth and morphology of carp (of) different genotypes. Dokl.Akad,Nauk SSSR, 47(7):521–5

Kirpichnikov, V.S. (1948) The comparative characteristic of four principal forms of cultured carp by their breeding in North USSR. Izv.vsesoiuz.nauch. issled.

Inst.ozer.rech.ryb. khoz., 26(2):145–70

Kirpichnikov VS. (1981) Genetic basis of fish selection. Springer Verlag, Berlin, Germany.

Kirpichnikov VS. (1967) Homologous hereditary variation and evolution of wild common carp Cyprinus carpio (in Russian). Genetika (Moscow) 8:65-72.

Kirpichnikov VS and Balkashina EI. (1935) Materials on genetics and selection of common carp I. (in Russian). Zoologichesky Journal (Moscow) 14: 45-78.

Kirpichnikov VS & Balkashina EI. (1936) Materials on genetics and selection of common carp II. (in Russian). Biologichesky Journal (Moscow) 5:327-376.

Kirpichnikov, V.S. and K.A. Golovinskaya (1966) Characteristics of major breed groups of carp of the USSR. Izv.gosud.nauchno-issled. Inst.ozer.rech.ryb.Khoz., 61:28– 39

Kiss István (2000) A kültakaró és származékai. Halbiológia és haltenyésztés; 2. Kiadás Mezőgazda Kiadó 20-25 old.

Klinkhardt M, Tesche M, Greven H. (1995) Database of fish chromosomes, Westarp Wissenschaften, Magdeburg, East Germany, pp 1-237.

Kohlmann K., Gross R., Murakaeva A., and Kersten P. (2003) Genetic variability and structure of common carp (Cyprinus carpio) populations throughout the distribution range inferred from allozyme, microsatellite and mitochondrial DNA markers. Aquat. Living Resour., 16: 421-431.

Kohlmann K, Kersten P and Flajshans M. (2005a) Microsatellite-based genetic variability and differentiation of domesticated, wild and feral common carp (Cyprinus carpio L.) populations. Aquaculture 247: 253-266.

Kohlmann, K., Gross, R., Murakaeva, A. (2005b) Diversity of common carp (Cyprinus carpio L.) genetic resources.

Kohlmann K, Kersten P. (1999) Genetic variability of German and foreign common carp (Cyprinus carpio L.) populations. Aquaculture 247:253-266

Komen, J. (1990a). Clones of common carp. Animal genetics, 28, 129-134.

Komen, J., (1990b) Clones of common carp, Cyprinus carpio: new perspectives in fish research. Agricultural University Wageningen, Wageningen, Netherlands. 169 p. Ph.D. dissertation.

Kondo, S. (2001) "The medaka rs‐3 locus required for scale development encodes ectodysplasin‐A receptor." Curr Biol 11(15): 1202‐6.

Kondo S. , Kuwahara Y., Kondo M., Naruse K., Mitani H., Wakamatsu Y., Ozato K, Asakawa S, Shimizu N, Shima A. (2001) "The medaka rs‐3 locus required for scale development encodes ectodysplasin‐A receptor." Curr Biol. 11(15): 1202‐6.

Kottelat, M. and J. Freyhof (2007) Handbook of European freshwater fishes. Publications Kottelat, Cornol, Switzerland. 646 p.

Koumoundouros G. (2008) First record of saddleback syndrome in wild parrotfish Sparisoma cretense (L., 1758) (Perciformes, Scaridae). Journal of Fish Biology 72: 737- 741.

Lachner, Ernest A., Robins C. Richard, Courtenay Walter R. (1970) Exotic fishes and other aquatic organisms introduced into North America. Smithsonian Contributions to Zoology; no. 59:1-29.

Lah Bifen Sarah (2012). Thesis: Searching for the cause of complete loss of scales in cyprinid teleosts (U085174X) Department of Biological Sciences National University of Singapore

Larhammar D and Risinger C. (1994) Molecular genetic aspects of tetraploidy in the common carp Cyprinus carpio. Molecular Phylogenetics and Evolution 3: 59-68.

Loh YH, Christoffels A, Brenner S, Hunziker W and Venkatesh B. (2004) Extensive expansion of the claudin gene family in the teleost fish, Fugu rubripes. Genome Research 14: 1248-57.

Ma EY and Raible DW. (2009) Signaling pathways regulating zebrafish lateral line development. Current Biology 19: R381-6.

Maderspacher, F. (2009) Evolution: Mirror, mirror in the pond. Current Biology, 19 (19), R902-R904.

Mao Y, Ge X, Frank CL, Madison JM, Koehler AN, Doud MK, Tassa C, Berry EM, Soda T, Singh KK, Biechele T, Petryshen TL, Moon RT, Haggarty SJ and Tsai LH. (2009) Disrupted in schizophrenia 1 regulates neuronal progenitor proliferation via modulation of GSK3beta/beta-catenin signaling. Cell 136: 1017-31.

McCrimmon, H. (1968) Carp in canada. Bulletin of Fisheries Research Board of Canada, 165, 94.

McGraw HF, Drerup CM, Culbertson MD, Linbo T, Raible DW, et al. (2011) Lef1 is required for progenitor cell identity in the zebrafish lateral line primordium. Development 138: 3921-3930.

Memis D and Kohlmann K. (2006) Genetic characterization of wild common carp (Cyprinus carpio L.) from Turkey. 258: 257-262.

Mercader N , Fischer S. and Neumann Carl J. (2006) Prdm1 acts downstream of a sequential RA, Wnt and Fgf signaling cascade during zebrafish forelimb induction. Development133, 2805-2815.

Meyer A and Van de Peer Y. (2005) From 2R to 3R: evidence for a fish-specific genome duplication (FSGD). BioEssays 27: 937-45.

Michaels VK. (1998) Carp Farming. Fishing News Book, Farnham, Surrey, UK.

Mikkola M. L. (2009) „Molecular aspects of hypohidrotic ectodermal dysplasia.” Am J Med Genet A. 149A(9):2031-6.

Mikkola ML, Thesleff I. (2003) Ectodysplasin signaling in development. Cytokine Growth Factor Rev. 14(3-4):211-24.

Morrison C, Cornick J, Shum J and Zwicker B. (1981) Microbiology and histopathology of 'saddleback' disease of underyearling Atlantic salmon, Salmo salar L. Jourbnal of Fish Disease 4: 243-258.

Mou C, Jackson B, Schneider P, Overbeek PA, Headon DJ. (2006) Generation of the primary hair follicle pattern. 103: 9075-9080.

Moyle PB. (1976) Inland fishes of California, University of California Press, Berkeley, CA, USA, pp 1-405.

Nagy A, Bercsényi M, Csányi V (1981) Sex reversal in carp (Cyprinus-carpio) by oral- administration of methyltestosterone. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 38: pp. 725-728.

Nagy A, Csányi V, Bakos J, Bercsényi M (1984) Utilization of gynogenetic hybrids in commercial carp production. Aquacultura Hungarica 4: pp. 7-16.

Nanni L, Ming JE, Du Y, Hall RK, Aldred M, Bankier A, Muenke M. (2001) SHH mutation is associated with solitary median maxillary central incisor: a study of 13 patients and review of the literature. Am J Med Genet, 102:1-10

100

Nelson, J.S. (2006) Fishes of the World. Fourth Edition, Canada ISBN-13: 978-0-471- 25031-9 ISBN-10: 0-471-25031-7 pp.139-148.

Nelson, J.S. (1994) Fishes of the world. John Wiley and Sons, Inc. New York. 3rd edition. 600 pp. ISBN: 0-471-54713-1.

Nicolescu C. (2004) The phenotypical expression of the common carp's scale cover pattern in accordance with the genotypic structure and the gene dosage. Buletin USAMV-CN 60: 78-83.

Nusslein-Volhard, C.; Gilmour, D.T. & Dahm, R. (2002) Zebrafish eds. Nusslein- Volhard, C. & Dahm, R., Oxford University Press, London, pp. 1–6

Ohno, S. & Atkin, N. (1966) Comparative DNA values and chromosome complements of eight species of fishes. Chromosoma, 18, 455-466.

Ohno, S., Muramoto, J., Christian, L., and Atkin, N. B. (1967) Diploid-tetraploid relationship among old-world members of the fish family Cyprinidae. Chromosoma (Berl.) 23, 1-19.

Ojima Y, Takai A. (1981) A karyotype study of colored carp (Cyprinus carpio). A preliminary report. Proc Jap Acad Sci B 57:7-12.

Orban L and Wu QJ. (2008) Cyprinids. In: Kole CR and Kocher TD (eds). Genome Mapping and Genomics in Animals: Fishes and Aquatic Animals. Springer Verlag, Berlin, Germany, pp 45-83.

Ortubay S and Cussac V. (2000) Threatened fishes of the world: Gymnocharacinus bergi, Steindachner, 1903 (Characidae). Environmental Biology of Fishes 58: 144.

Paaver TK. (1983) Cyprinus carpio L. Biochemical genetics of common carp (in Russian), Valgus Publishers, Tallin, USSR, pp 1-122.

Park, W.-J., Bellus, G., Jabs, E. W. (1995) Mutations in fibroblast growth factor receptors: Phenotypic consequences during eukaryotic development. Amer. J. Hum. Genet. 57: 748-754.

Penman DJ. (2005) Progress in carp genetics research. In: Carp genetic resources for aquaculture in Asia. Penman DJ, Gupta MV and Dey MM (eds) WorldFish Center, Penang, Malaysia, pp 82-113.

Pintér Károly (2002) Magyarország halai; Biológiájuk és hasznosításuk. Második, átdolgozott kiadás. Akadémia Kiadó, Budapest.

101

Poss KD, Shen J, Nechiporuk A, McMahon G, Thisse B, Thisse C and Keating MT. (2000) Roles for Fgf signaling during zebrafish fin regeneration. Developmental Biology 222: 347-58.

Post, A. (1965) Vergleichende Untersuchungen der Chromosomenzahlen bei Süßwasser-Teleosteern. Z. Zool. Syst. Evol. Forsch. 3:47-93.

Postlethwait JH, Johnson SL, Midson CN, Talbot WS, Gates M, Ballinger EW, Africa D, Andrews R, Carl T, Eisen JS, et al. (1994) A genetic linkage map for the zebrafish. Science. 264(5159):699-703.

Postlethwait JH, Yan YL, Gates MA, Horne S, Amores A, Brownlie A, Donovan A, Egan ES, Force A, Gong Z, Goutel C, Fritz A, Kelsh R, Knapik E, Liao E, Paw B, Ransom D, Singer A, Thomson M, Abduljabbar TS, Yelick P, Beier D, Joly JS, Larhammar D, Rosa F, Westerfield M, Zon LI, Johnson SL and Talbot WS. (1998) Vertebrate genome evolution and the zebrafish gene map. Nature genetics 18: 345-9.

Probst E. (1949) Vererbungsuntersuchungen beim Karpfens. Allg.Fischztg., 21:436–43

Probst E. (1953) Die Beschuppung des Karpfens. Münchener Beitrage für Fluss- und Abwasserbiologie 1. 150-227. p

Prykhozhij SV and Neumann CJ. (2008) Distinct roles of Shh and Fgf signaling in regulating cell proliferation during zebrafish pectoral fin development. BMC developmental biology 8: 91.

Purdom CE. (1993) Genetics and fish breeding. Chapman and Hall, London, UK.

Rab P, Collares-Pereira MJ. (1995) Chromosomes of European cyprinid fishes (Cyprinidae, Cypriniformes) – a review. Fol Zool 44:193-214.

Rauch, G.J., M. Hammerschmidt, P. Blader, H.E. Schauerte, U. Strahle, P.W. Ingham, A.P. McMahon, and P. Haffter. (1997) Wnt5 is required for tail formation in the zebrafish embryo.Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 62:227–234.

Rohner, N., Bercsenyi, M., Orban, L., Kolanczyk, M.E., Linke, D., Brand, M., Nusslein-Volhard, C., & Harris, M.P. (2009) Duplication of fgfr1 permits fgf signaling to serve as a target for selection during domestication. Current Biology, 19(19), 1642- 1647.

Rohner Nicolas D.M. (2010) Dissertation; The Genetic Basis of Scale Development and its Role in Natural Variation.

102

Rudzinski E. (1928a) Über Kreuzungsversuche bei Karpfen I. Fischerei Zeitung 30: 593-597,.

Rudzinski E. (1928b) Über Kreuzungsversuche bei Karpfen II. Fischerei Zeitung 31: 613-618,

Sambrook J and Russell D. (2001) Molecular cloning: A laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA, pp. 1-2344.

Sarig, S. (1966) Synopsis of biological data on common carp, Cyprinus carpio Linnaeus,1758 (Near East and Europe). FAO Fish. Synops., (31.2).

Sarrazin AF, Nunez VA, Sapede D, Tassin V, Dambly-Chaudiere C and Ghysen A. (2010) Origin and early development of the posterior lateral line system of zebrafish. The Journal of Neuroscience 30: 8234-44.

Sayaka Sasaki, Hiroya Ohta, Yoshiaki Nakajima, Morichika Konishi, Ayumi Miyake and Nobuyuki Itoh (2011) The FGF Family in Humans, Mice, and Zebrafish: Development, Physiology, and Pathophysiology. DOI: 10.5772/22859"Human Genetic Diseases", book edited by Dijana Plaseska-Karanfilska, ISBN 978-953-307-936-3, Chapter 2, Published: October 3, under CC BY-NC-SA 3.0 license

Schröder (1973) Genetics and Mutagenesis of Fish. Springer Verlag, Berlin.

Seritrakul, P., Samarut, E., Lama, T.T., Gibert, Y., Laudet, V., and Jackman, W.R. (2012) Retinoic acid expands the evolutionarily reduced dentition of zebrafish. FASEB J. 26(12): 5014-5024.

Setiadi E, Tsumura S, Kassam D and Yamaoka K. (2006) Effect of saddleback syndrome and vertebral deformity on the body shape and size in hatchery-reared juvenile red spotted grouper, Epinephelus akaara (Perciformes: Serranidae): a geometric morphometric approach. Journal of Applied Ichthyology 22: 49-53.

Sharma RP, Chopra VL. (1976) Effect of the Wingless (wg1) mutation on wing and haltere development in Drosophila melanogaster. Dev Biol. (2):461–465.

Sharpe PT. (2001) Fish scale development: Hair today, teeth and scales yesterday? Current Biology; 11(18):R751-2.

Sidow, A. (1996) Gen(om)e duplications in the evolution of early vertebrates. Curr. Opin. Genet. Dev. 6:715–722.

Spivak-Kroizman T, Lemmon MA, Dikic I, Ladbury JE, Pinchasi D, Huang J, Jaye M, Crumley G, Schlessinger J, Lax I. (1994) Heparin-induced oligomerization of FGF

103 molecules is responsible for FGF receptor dimerization, activation, and cell proliferation. Cell 78: 1015-1024.

Sire, J.Y., Allizard, F., Babiar, O., Bourguignon, J., & Quilhac, A. (1997) Scale development in zebrafish. Journal of Anatomy, 190, (Pt 4): 545‐61.

Skrabanek, L., and K. H. Wolfe. (1998) Eukaryote genome duplication—where’s the evidence? Curr. Opin. Genet. Dev. 8:694–700.

Sola, L., A.R. Rossi, S. Bressanello, E.M. Rasch and P.J. Monaco (1993) Cytogenetics of bisexual/unsexual species of Poecillia. V. Unisexual poeciliids with anomalous karyotypes from northeastern Mexico.. Cytogenet. Cell Genet. 63:189-191.

Sola L, Gornung E. (2001) Classical and molecular cytogenetics of the zebrafish, Danio rerio (Cyprinidae, Cypriniformes): an overview. Genetica.;111(1-3):397-412.

Steffens, W. (1980) Der Karpfen. A. Ziemsen Verlag Wittenberg Lutherstadt. 5 Auflage.

Stoick-Cooper CL, Moon RT and Weidinger G. (2007) Advances in signaling in vertebrate regeneration as a prelude to regenerative medicine. Genes & Development 21: 1292-315.

Svetovidov AN. (1933) Uber den europaischen und ostasiatischen Karpfen (Cyprinus carpio) (in German). Zool Anzeiger 104:269-292.

Tave D. (1993) Genetics for fish hatchery managers. Springer Verlag, pp. 1-432.

Tave D, Bartels JE and Smitherman RO. (1983) Saddleback: a dominant, lethal gene in Sarotherodon aureus (Steindachner) (= Tilapia aurea). Journal of Fish Diseases 6: 59- 73.

Tucker AS, Headon DJ, Courtney J-M, Overbeek P, Sharpe PT. (2004) The activation level of the TNF family receptor, Edar, determines cusp number and tooth number during tooth development. Dev Biol 268: 185-194.

Vandeputte M. (2003) Selective breeding of quantitative traits int he common carp (Cyprinus carpio): a review. Aquat Liv Res 16:399-407

Váradi László (2000) Halbiológia és haltenyésztés pp. 99-142. ISBN 978-963-286-483- 9 Mezőgazda kiadó.

104

Vogel A, Rodriguez C and Izpisua-Belmonte JC. (1996) Involvement of FGF-8 in initiation, outgrowth and patterning of the vertebrate limb. Development 122: 1737-50.

Volff JN. (2005) Genome evolution and biodiversity in teleost fish. Heredity (Edinb). 94(3):280-94.

Vooren, C.M., (1972) Ecological aspects of the introduction of fish species into natural habitats in Europe, with special reference to the Netherlands. J.Fish Biol., 4:565-83.

Wilkie AO. (2005) Bad bones, absent smell, selfish testes: the pleiotropic consequences of human FGF receptor mutations. Cytokine & Growth Factor Reviews 16: 187-203.

Williams DR, Li W, Hughes MA, Gonzalez SF, Vernon C, Vidal MC, Jeney Z, Jeney G, Dixon P, McAndrew B, Bartfai R, Orban L, Trudeau V, Rogers J, Matthews L, Fraser EJ, Gracey AY and Cossins AR. (2008) Genomic resources and microarrays for the common carp Cyprinus carpio L. Journal of Fish Biology 72: 2095-2117.

Williams, T. W. (1946) The differentiation of placoid, ctenoid and cycloid scales by means of alizarin red S.' Stain. Technol. 21 (2).

Wiśniewski SA, Kobielak A, Trzeciak WH, Kobielak K. (2002) Recent advances in understanding of the molecular basis of anhidrotic ectodermal dysplasia: discovery of a ligand, ectodysplasin A and its two receptors. J Appl Genet. ;43(1):97-107.

Wittbrodt, J., Meyer, A. and Schartl, M. (1998) More genes in fish? Bioessays, 20: 511– 515.

Wolf, V., H. Ritter, N.B. Atkin and S. Ohno (1969) Polyploidization in the fish family Cyprinidae, order Cypriniformes. I. DNA content and chromosome sets in various species of Cyprinidae. Humangenetik 7:240-244.

Woynarovich E. (1962) Hatching carp eggs in Zuger glasses and breeding of carp larvae until the age of 10 days. Israeli Journal of Aquaculture - Bamidgeh 4: 38-46.

Wu H-W. (1977) The cyprinid fishes of China (in Chinese). People’s Press, Shanghai, People’s Republic of China, pp 1-598.

Wu Q, Gui JF. (1999) Fish genetics and breeding engineering (in Chinese), Scientific and Technical Publisher, Shanghai, People’s Republic of China, pp 1-278.

Xu P, Wang J, Wang J, Cui R, Li Y, Zhao Z, Ji P, Li J, Sun X. (2011) Generation of the first BAC-based physical map of the common carp genome. BMC Genomics. 12:537. doi: 10.1186/1471-2164-12-537.

105

Yamaguchi, T. P. and Rossant, J. (1995) Fibroblast growth factors in mammalian development. Curr. Opin. Genet. Devel. 5: 485-491.

Yokoi H, Shimada A, Carl M, Takashima S, Kobayashi D, Narita T, Jindo T, Kimura T, Kitagawa T, Kage T, Sawada A, Naruse K, Asakawa S, Shimizu N, Mitani H, Shima A, Tsutsumi M, Hori H, Wittbrodt J, Saga Y, Ishikawa Y, Araki K and Takeda H. (2007) Mutant analyses reveal different functions of fgfr1 in medaka and zebrafish despite conserved ligand-receptor relationships. Developmental Biology 304: 326-37.

Yu X, Zhou T, Li K, Li Y, Zhou M. (1987) On the karyosystematics of cyprinid fishes and a summary of fish chromosome studies in China. Genetica 72:225-236.

Yutaka S., Nobuyuki S., Akinori M., Tsuyoshi H., Masaaki I., Ryozo K..(2004) A Rare Case of Hypohidrotic Ectodermal Dysplasia Caused by Compound Heterozygous Mutations in the EDAR Gene. Journal of Investigative Dermatology 123, 649–655.

Zardoya R, Doadrio I. (1999) Molecular evidence on the evolutionary and biogeographical patterns of European cyprinids. J Mol Evol 49:227-237.

Zhang, H., N. Okamoto, and Y. Ikeda. (1995) Two c-myc genes from a tetraploid ﬁsh, the common carp (Cyprinus carpio). Gene 153:231–236.

Zhang X, Zhang Y, Zheng X, Kuang Y, Zhao Z, Zhao L, Li C, Jiang L, Cao D, Lu C, Xu P and Sun X. (2012) A consensus linkage map provides insights on genome character and evolution in common carp (Cyprinus carpio L.). Marine Biotechnology, in press

Zheng X, Kuang Y, Zhang X, Lu C, Cao D, Li C and Sun X. (2011) A genetic linkage map and comparative genome analysis of common carp (Cyprinus carpio L.) using microsatellites and SNPs. Molecular Genetics and Genomics 286: 261-77.

Zhou JF, Wu QJ, Ye YZ, Tong JG. (2003a) Genetic divergence between Cyprinus carpio carpio and Cyprinus carpio haematopterus as assessed by mitochondrial DNA analysis, with emphasis on origin of European domestic carp. Genetica. 2003 Sep;119(1):93-7.

Zhou JF, Wang ZW, Ye YZ and Wu QJ. (2003b) PCR RFLP analysis of mitochondrial DNA ND5/6 region among 3 subspecies of common carp (Cyprinus carpio L.) and its application to genetic discrimination of subspecies. Chinese Science Bulletin 48: 465.

Zhou J, Wu Q, Wang Z and Ye Y. (2004) Molecular phylogeny of three subspecies of common carp Cyprinus carpio, based on sequence analysis of cytochrome b and control region of mtDNA. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 42: 266,

106

Honlapok: FAO. http://www.fao.org/ Fishbase. http://www.fishbase.org/ HAKI. http://www.haki.hu/ Fishwise. http://www.fishwise.co.za/ Magyar Elektronikus Könyvtár http://www.mek.oszk.hu/ Zebrafish Information Network (ZFIN) http://zfin.org/ Minnesota Department of Natural Resources http://www.dnr.state.mn.us/ Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) http://www.omim.org/

107

Tézispontok

1. Kirpichnikov modelljének újragondolása végett elsőként végeztem nagyobb számú, módszeresen kidolgozott tesztkeresztezéseket.

2. A fenotípusos arányok, letalitás megállapításához 16 keresztezést végeztem el, melynek során megállapítottam, hogy a magyarországi keresztezésekkor az európai pontyok között a Kirpichnikov modellje szerint várt letalitást nem tapasztaltam.

3. A fenotípusos besorolásokat, az új kategóriák megjelenésének figyelembevételével két új kategória (incomplete és irregular kategóriák) bevonásával hat kategóriára bővítettem ki.

4. Megállapítottam, hogy a Magyarországon és Szingapúrban végzett keresztezések eredményeiként eltérő súlyosságú deformitások és csökevényesedések jelentek meg az utódoknál.

5. Megállapítottam, hogy az európai bőrponty alkalmas a tógazdasági haltenyésztésre.

108

Thesis Points

1. The model of Kirpichnikov was re-visited for the first time by performing a systematic analysis with a larger set of crosses.

2. In order to analyze the ratio of scale pattern phenotypes and the survival rates of offspring groups potentially inheriting two N allels 16 crosses were performed. There was no lethality (expected by Kirpichnikov) observed among the Hungarian crosses.

3. The phenotypic classification were extended into 6 categories by taking into consideration the two new classification types (incomplete scaled and irregular categories).

4. We found distinct differences between Asian and European

crosses: different degrees of deformity and stuntedness appeared in offspring groups.

5. We found that the European nude carp is suitable for breeding.

109

Köszönetnyilvánítás Valentin Sergeevich Kirpichnikov: To the 100th anniversary of his birth (1908–1991)

Szeretnék első sorban köszönetet mondani Prof. Dr. Bercsényi Miklósnak és Dr. Nagy Szabolcsnak, akiktől a téma kiválasztásában és a kísérletek megtervezésében, lebonyolításában a legtöbb segítséget kaptam, továbbá Prof. Dr. Orbán László külső konzulensemnek önzetlen segítségéért, értékes útmutatásaiért, türelméért, és azért, hogy világszerte elismert csoportjával az én munkámat is támogatta.

Köszönöm barátaimnak, az egyetem akvakultúra csoportjának, Merth Jánosnak, Budaházi Attilának, Dr. Németh Szabolcsnak, Havasi Máténak, Németh Sándornak, Köllő Márknak, Balikó Tímeának fáradhatatlan segítségüket!

Köszönet az egyetem Növénytudományi és Biotechnológiai Tanszék - Biotechnológiai Kutatócsoportjának: köszönet Dr. Taller János, Dr. Poczay Károly Péter, Petrovicsné Mátyás Kinga Klára, Szaszkóné Dr. Decsi Éva Kincső, Dr. Cernák István segítségéért!

Köszönet a

 volt TEHAG - Temperáltvizű Halszaporító Gazdaság, Százhalombatta – munkatársainak,  HAKI – Halászati és Öntözési Kutatóintézet, Szarvas (Dr. Jeney Zsigmond, Dr. Lehoczky István, Benkő Lászlóné, Szucsán Györgyné, Holp Józsefné, Dr. Rónyai András, Kakuk Csaba, Kondacs János) munkatársainak, hogy helyet és segítséget adtak a pontyszaporítások elvégzéséhez!  Szent István Egyetem Halgazdálkodási Tanszék munkatársainak!

Külön köszönet családomnak és barátaimnak a bíztatásért, támogatásért!

Deo gratias!

110

Tudományos közlemények jegyzéke

A disszertáció témakörében megjelent publikációk

Tudományos folyóiratban megjelent cikkek

Laura Casas, Réka Szűcs, Shubha Vij, Natascha May Thevasagayam, Chin Heng Goh, Purushothaman Kathiresan, Zsigmond Jeney, Németh Sándor, Miklós Bercsényi and László Orbán (2013) Disappearing scales in carps: Re-visiting Kirpichnikov’s model on the genetics of scale pattern formation. i.f.: 4,07

Szakmai folyóiratban megjelent cikkek

Bercsényi M., Szücs R., Orbán L., Lehoczky I., Jeney Zs. (2011) Halgenetikai kutatások fajtajavítási és állomány-megőrzési céllal. Állattenyésztés és Takarmányozás, 2011. 60. 3. 263–275.

Előadáskötetben megjelent magyar nyelvű közlemények

Szücs R.; Budaházi A.; Merth J.; Bercsényi M. (2008), A ponty pikkelymintázat öröklődésének revíziója. 50.Georgikon Napok – Keszthely digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-32-4

Szücs R., Merth J., Budaházi A., Gorzás A., Orbán L., Jeney Zs., Bercsényi M. (2009), A ponty pikkelymintázat öröklődése, és az abból következő néhány gyakorlati következmény újragondolása. XXXIII. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas

Szücs R., (2013) I. Halászati Felsőoktatási Workshop; Konferencia kiadvány, Szent István Egyetem, Gödöllő ISBN 978-963-269-351-4

A disszertáció témakörétől eltérő publikációk

Tudományos folyóiratban megjelent cikkek

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) Out of the season artificial propagation of the black scorpionfish (Scorpaena porcus) in captivity. Mediterranean Aquaculture Journal 1: 1-8.

111

Onara D., Taflan E., Cocias Ş., Bercsényi M., Szücs R., Suciu R., (2012) Comparative genetic diversity study of two European populations of pikeperch using PCR-RFLP. Scientific Annals of the Danube Delta Institute Tulcea, Romania vol.18.

Saju JM, Szucs R, Németh Sz, Sukumaran R, Lim ZJ, Wong LS, Orbán L and Bercsényi M. (2013) PCR-based identification of Adriatic specimen of three scorpionfish species (Scorpaenidae, Teleostei). Acta Biologica Hungarica (in press)

Szakmai folyóiratban megjelent cikkek

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) Egy földközi-tengeri sziklahal faj (Scorpaena porcus) mesterséges szaporítása, Halászat, 2008/02 szám

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2009) A kis sziklahal (Scorpaena porcus) extrém ivararánya, és az ivarszervek mikroszkópos felépítése. Állattenyésztés és Takarmányozás, 2009/01 szám

Előadáskötetben (proceedings) megjelent magyar nyelvű közlemények

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M.. (2008), Extrém ivararányok a kis sziklahalnál (Scorpaena porcus), valamint az ivarszervek mikroszkópos szerkezete. XIV.Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, digitális kiadvány ISBN 978-963-9639- 24-9

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008), Ivarérlelési és szaporítási kísérletek fogságban tartott kis sziklahalon (Scorpaena porcus). XIV. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-24-9

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008), A kis sziklahal (Scorpaena porcus) ivarszerveinek mikroszkópos felépítése, és a fajon belüli extrém ivararány. 50.Georgikon Napok – Keszthely, digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-32-4

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008), Az adriai-tengeri kis sziklahal (Scorpaena porcus) mesterséges szaporításában elért hazai eredmények. 50.Georgikon Napok – Keszthely digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-32-4

112

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2009), A Földközi-tengeri kis sziklahal (Scorpaena porcus) mesterséges szaporítása és lárvanevelési tapasztalatok. XV. Ifjúsági Tudományos Fórum, – Keszthely digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639- 33-1

Szücs R., Németh Sz., Budaházi A., Poczai P., Zijie L., Orbán L. (2009), Két sziklahal faj (Scorpaena porcus és S. scrofa) elkülönítése molekuláris genetikai módszerekkel. XV. Ifjúsági Tudományos Fórum, - Keszthely, digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639- 33-1

Havasi M., Felföldi Z., Szücs R., Merth J., Németh S. (2010) Harcsa (Silurus glanis L.) intenzív nevelése tápon, halkiegészítéssel, XVI. Ifjúsági Tudományos Fórum, Keszthely, 2010. 03. 25. Digitális kiadvány, ISBN 978-963-9639-36-2

Tudományos előadások, poszterek

Bercsényi M., Szücs R., Budaházi A. (2007), Gondolatok a balatoni halak populációgenetikai állapotáról és az emberi beavatkozás hatásáról. Gardária Napok tudományos ülésszak., Tihany, 2007. okt. 26.

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008), A kis sziklahal (Scorpaena porcus) indukált ivarérlelése és szaporítási kísérlete. XXXII. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) A kis sziklahal (Scorpaena porcus) különleges ivararánya, és ivarszerveinek mikroszkópos vizsgálata. XXXII. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) A kis sziklahal (Scorpaena porcus) indukált ivarérlelése és mesterséges szaporítása. XI. Tavaszi Szél Konferencia – Budapest

Németh Sz., Budaházi A., Szücs R., Bercsényi M. (2008) Egy Adriai-tengeri sziklahal faj (Scorpaena porcus) ivararányának megállapítása, valamint az ivarszervek mikroszkópos felépítése. XI. Tavaszi Szél Konferencia – Budapest, poszter szekció

Szücs R., Németh Sz., Zijie L., Poczai P., Orbán L., Bercsényi M. (2010) Sziklahal fajok (Scorpaenidae, Teleostei) elkülönítése két molekuláris genetikai módszerrel, XXXIV. Halászati Tudományos Tanácskozás, Szarvas

113

Melléklet

1. Adatok a magyarországi, 2009-es keresztezésekből

Tömeg Testhossz Kopoltyútüskék Garatcsont Garatfog Csoport Egyed Fenotípus (g) (cm) száma hossz szélesség szám LM 1.LM tükrös 26,4 11,6 21 1,35 0,55 9 2.LM tükrös 35 14,2 25 1,40 0,61 10 3.LM tükrös 21,1 11,3 22 1,25 0,53 9 4.LM tükrös 32,8 13,1 20 1,40 0,65 9 5.LM tükrös 25,2 12,1 22 1,30 0,53 9 NL 1.NL tükrös 29,7 13,2 25 1,42 0,68 10 2.NL tükrös 21,9 11,6 27 1,40 0,65 10 3.NL tükrös 19 10,9 26 1,31 0,6 9 4.NL tükrös 37,3 13,8 25 1,60 0,7 9 5.NL tükrös 19,6 11,3 27 1,32 0,6 9 NN 1.NN bőr 25,4 11,8 24 1,39 0,63 5 2.NN bőr 42 13,5 20 1,80 0,8 6 3.NN bőr 23,9 11,5 21 1,40 0,68 6 4.NN bőr 15,7 10,1 23 1,22 0,53 4 5.NN bőr 52,3 14,6 25 1,82 0,81 10 6.NN(fagy*) bőr 19 10,6 18 1,23 0,55 5 LN 1.LN tükrös 26,7 12,5 22 1,25 0,6 nincs a. 2.LN tükrös 60,3 15,3 22 1,80 0,82 nincs a. 3.LN tükrös 23,8 12 24 1,20 0,6 nincs a. 4.LN tükrös 39,1 14,2 22 1,51 0,7 nincs a. 5.LN tükrös 42,3 15,4 24 1,65 0,78 nincs a. LL 1.LL irregular 21,2 12,6 22 1,20 0,6 9 2.LL tükrös 47,8 15,5 18 1,65 0,8 10 3.LL irrgeular 33,8 13,5 24 1,35 0,63 10 4.LL irregular 28,9 13 24 1,32 0,62 10 5.LL incomplete 42,2 15,1 26 1,51 0,72 10 NM 1.NM tükrös 19,8 10,6 22 1,12 0,56 10 2.NM tükrös 11,9 8,6 23 1,00 0,4 9 3.NM tükrös 28,1 11,8 25 1,32 0,55 10 4.NM tükrös 13 8,8 22 1,00 0,45 9 5.NM tükrös 37,6 12,1 26 1,41 0,6 10 SS 1.SS pikkelyes 52,1 15,6 26 1,70 0,85 10 2.SS pikkelyes 41,4 14,5 24 1,50 0,70 10 3.SS pikkelyes 50,8 15,6 24 1,50 0,70 10 4.SS pikkelyes 48 14,6 27 1,61 0,73 10 5.SS pikkelyes 45,8 14,7 26 1,50 0,70 10 *:Fagyasztott mintából

114

115

Várt %

Keresz- M_ M_ Fe_ Fe_ Hely Dátum M_Tag Fe_Tag Sc % Li% Mi% Nu% Lethal tezés Pheno Orig Pheno Orig % MiMi4* HUN 2006. Mirror Eur Mirror Eur ? ? 100% ScSc5* HUN 2006. Scaled Eur Scaled Eur ? ? 75% 25% NuMi6* HUN 2006. Mirror Eur Nude Eur ? ? 50% 50% 18,75 37,50 12,50 LiLi7 HUN 09.05.2008 Linear Eur Linear Eur ? ?Azonos L 6% % % % 25% 18,75 37,50 12,50 LiLi8 HUN 09.05.2008 Linear Eur Linear Eur ? ? 6,25% % % % 25% LiMi9 HUN 09.05.2008 Mirror Eur Linear Eur ? ?Azonos L 25% 25% 25% 25% 0 12,50 LiNu10 HUN 09.05.2008 Nude Eur Linear Eur ? ?Azonos L 25% 12,50% 25% % 25% 43494F55 MiNu21 HUN 05.02.2009 Nude Eur Mirror Eur 452F3B0139 0 0 50% 50% 61 0 452F5A60 12,50 LiNu22 HUN 05.02.2009 Nude Eur Linear Eur 452F3B0139 25% 12,50% 25% 02 % 25% 452F5A60 LiMi23 HUN 05.02.2009 Mirror Eur Linear Eur 4461561F0E 25% 25% 25% 25% 02 0 452E7A107 452F5A60 18,75 37,50 12,50 LiLi24 HUN 05.02.2009 Linear Eur Linear Eur 6,25% 5 02 % % % 25% 452E237F NuMi25 HUN 05.02.2009 Mirror Eur Nude Eur 4461561F0E 0 0 50% 50% 0A 0 452E237F NuNu26 HUN 05.02.2009 Nude Eur Nude Eur 452F3B0139 0 0 25% 50% 0A 25% 452E7A107 452E237F 12,50 NuLi27 HUN 05.02.2009 Linear Eur Nude Eur 25% 12,50% 25% 5 0A % 25% 4533787652/ 452F4F5D ScSc28 HUN 01.06.2010 Scaled Eur Scaled Eur 100% 4534490561 74 4533787652/ 4349774A MiSc29 HUN 01.06.2010 Scaled Eur Mirror Eur 100% 4534490561 78 452F4F5D ScLi30 HUN 01.06.2010 Linear Eur Scaled Eur 452F046033 50% 50% 74 4533787652/ 452E4F38 NuSc31 HUN 01.06.2010 Scaled Eur Nude Eur 50% 50% 4534490561 53

Tapasztalt egyedszám Tapasztalt %

Keresztezés Sc Li Is Ir Mi Nu Lethal F1_No Sc Li Is Ir Mi Lethal Nu Scattered MiMi4* 2 0 0 0 40 0 0 42 4,8% 0,0% 0,0% 0,0% 95,2% 0,00% 0,0% 95,2% ScSc5* 98 18 0 0 19 0 0 135 72,6% 13,3% 0,0% 0,0% 14,1% 0,00% 0,0% 14,1% NuMi6* 0 0 0 0 0 86 0 86 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,00% 100,0% 0,0% LiLi7 0 22 22 3 3 0 0 50 0,0% 44,0% 44,0% 6,0% 6,0% 0,00% 0,0% 56,0% LiLi8 0 14 5 0 1 0 0 20 0,0% 70,0% 25,0% 0,0% 5,0% 0,00% 0,0% 30,0% LiMi9 0 1 1 0 1 0 0 3 0,0% 33,3% 33,3% 0,0% 33,3% 0,00% 0,0% 66,7% LiNu10 0 0 0 0 36 0 0 36 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 100,0% 0,00% 0,0% 100,0% MiNu21 0 0 3 0 21 1 0 25 0,0% 0,0% 12,0% 0,0% 84,0% 0,00% 4,0% 96,0% LiNu22 0 0 0 0 48 2 0 50 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 96,0% 0,00% 4,0% 96,0% LiMi23 0 2 31 0 142 0 0 175 0,0% 1,1% 17,7% 0,0% 81,1% 0,00% 0,0% 98,9% LiLi24 0 5 81 18 72 1 0 177 0,0% 2,8% 45,8% 10,2% 40,7% 0,00% 0,6% 96,6% NuMi25 0 0 0 0 233 0 0 233 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 100,0% 0,00% 0,0% 100,0% NuNu26 0 0 0 0 11 20 0 31 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 35,5% 0,00% 64,5% 35,5% NuLi27 0 0 0 0 16 1 0 17 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 94,1% 0,00% 5,9% 94,1% ScSc28 460 0 0 0 0 0 0 460 100,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,00% 0,0% 0,0% MiSc29 435 0 0 0 0 0 0 435 100,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,00% 0,0% 0,0% ScLi30 479 0 0 0 0 0 0 479 100,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,00% 0,0% 0,0%

NuSc31 440 0 0 0 0 0 0 440 100,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0% 0,00% 0,0% 0,0% *: régebbi, 2006-os keresztezés Scaled: Linear: Inc Scale /Lethal: letális; Scattered: szórt

116