Резултатите показват, че агресията и съревнованието по време на селекцията зависи от наличната храна.

Канибалистичното и агресивно поведение често се наблюдават при ракообразните и рибите с висока плътност на популацията и ниска честота на хранене. Такива социални взаимодействия могат да повлияят на растежа, оцеляването и благосъстоянието на членовете на едно население. Например при много видове риби до 90 процента от смъртността се дължи на канибализъм. Съобщава се, че междуиндивидуалната конкуренция и йерархията на доминиране увеличават коефициента на вариация на телесното тегло в Нилска тилапия и арктическо салвелино.

намалява

Високата променливост в размера на тялото може да повлияе на растежа, оцеляването и хуманното отношение към животните и представлява сериозна пречка за ефективността на производството при аквакултурите. Мерки за управление като класиране на размера са необходими, за да се сведе до минимум конкуренцията и да се увеличи еднаквостта, въпреки че е трудоемка и стресираща за животните. Социалните взаимодействия между индивидите могат да имат генетичен компонент, които са известни като косвени генетични ефекти (IGE) и възникват, когато генотипът на индивида влияе върху фенотипните стойности на индивидите, с които взаимодейства.

За семейна програма за селективно развъждане в аквакултурата кандидатите обикновено се маркират и тестват в една или повече общи условия за развъждане. Въпреки че наблюдаваните социални взаимодействия могат да предполагат наличието на IGE, тези генетични ефекти не могат да бъдат оценени с традиционен животински модел поради объркване с директен генетичен ефект (DGE) и липсата на ефективен експериментален дизайн. За да се изчисли IGE, хората трябва да бъдат разделени на голям брой групи, което прави структурата на данните, базирана на традиционна общностна среда за отглеждане, не адекватна за отделяне на DGE от IGE. Пренебрегването на IGE при селективно развъждане обаче може да доведе до повишена конкуренция и отрицателен отговор на селекцията.

Отговорът за избор на IGE в целевата характеристика зависи от интензивността на конкуренцията на производствените среди. Налице е компромис между DGE и IGE и наследената вариация постепенно намалява, когато има силна отрицателна корелация между DGE и IGE. Следователно, за програма за селективно развъждане, която има за цел да подобри ефектите от социалните взаимодействия, е важно да се тестват генетичните параметри на IGE върху целевата характеристика в различни конкурентни условия.

Тази статия, адаптирана и обобщена от оригинален пост (Luan, S. et al. 2020. Конкуренцията с фуражи намалява наследствените вариации на телесното тегло в Litopenaeus vannamei. Genetics Selection Evolution, том 52, номер на артикул: 45) - количествено определени DGE и IGE за телесно ниско тегло ad libitum (FA; колкото искате) и ограничени режими на хранене (RF) в L. vannamei.

Настройка на проучването

Изследването е проведено в Hebei Xinhai Aquaculture Technology Ltd в град Huanghua, провинция Хъбей, Китай. Експерименталните скариди принадлежат към поколението G3 на селекционна линия, създадена през 2012 г., с осем подобрени партиди от различни компании в САЩ и Сингапур, представени като основа за разплод.

Здрави животни със зрели полови жлези бяха избрани след едномесечно отглеждане. Установена е основната популация (G0 поколение) от осем щама и всяко поколение, семейства с пълен и полусиб са произведени с помощта на вложен дизайн на чифтосване, при който две жени (мъжки) се чифтосват със същия мъжки (женски) чрез изкуствени осеменяване. Общо са произведени 207 семейства от 187 мъже и 174 жени. Поколения G1 до G3 са произведени при използване на подобни процедури.

87 семейства от 65 мъже и 68 жени от поколение G2 бяха избрани за анализ на IGE в поколение G3.

DGE и IGE в телесно тегло са тествани по схемите за хранене FA и RF на ниво група, като се използва оптимален дизайн от три семейства на група, където всяко семейство се тества многократно в три групи, включително две други семейства. Скаридите са били хранени с търговски фураж четири пъти на ден. Според режима на PA приемът на храна на ден представлява 5 до 7 процента от телесното тегло на нивото на клетката. Общият прием на храна на ден при режим RF е равен на 50% от приема на храна по режим FA.

За всеки режим на хранене са маркирани 42 скариди на семейство (3360 индивида за 80 семейства от селекционната линия) и са разделени по равно на три групи, когато средното телесно тегло достигне

6,5 грама. След това една от трите групи във всяко семейство беше разпределена на случаен принцип в една от 80 мрежести клетки (70 × 70 × 100 cm) в правоъгълен бетонен резервоар (100 квадратни метра). Общо 6720 скариди бяха разпределени в 160 клетки и 5281 скариди бяха събрани след период на растеж от 71 дни за статистически анализ на телесното тегло.

За подробна информация относно експерименталния дизайн, базовите популации и подбора и отглеждането на животни; и използваните статистически анализи, вижте оригиналната публикация.

Резултати и дискусия

Това проучване докладва за първото мащабно изпитване за IGE в различни конкурентни среди в аквакултурата. Установено е силно пренареждане [класифициране на нещо ново или различно] на конкурентните генетични възможности на семействата между двата режима на хранене. Лицата, които са били генетично силно конкурентни, са показали по-добро оцеляване при режим RF. Общата унаследена вариация на телесното тегло беше значително намалена поради силните конкурентни взаимодействия, които се случиха между индивиди по RF режим.

Резултатите показват, че увеличаването или намаляването на конкуренцията по време на изкуствен подбор за растеж зависи от наличността на ресурси. Освен това резултатите показват криптична генетична вариация [генетична вариация, която обикновено има слаб или никакъв ефект върху фенотипа (наблюдаеми характеристики или черти на организма), но която при нетипични условия, които са били редки в историята на популация, генерира вариация наследствена фенотипна ] за телесно тегло, когато храненето е ограничено.

Разликите в телесното тегло между FA и RF режимите на хранене са относително малки, въпреки че RF режимът отчита 50% по-малък прием на храна в сравнение с FA режима. Въпреки това, мрежовите клетки не бяха почистени по време на проучването и на повърхността на мрежите израснаха много водорасли, които скаридите консумираха в режим RF. В допълнение, беше предоставен фураж в излишък, за да се гарантира, че скаридите във всички мрежови клетки се хранят ad libitum съгласно режима FA. Следователно, действителният прием на фураж за скарида по RF режим е бил вероятно повече от 50% от фуражния прием на скаридите, хранени ad libitum. Освен това, ефективността на хранене на индивиди под режим RF може да е била по-висока от тази на режим FA.

Оценките за наследственост за телесно тегло, получени с традиционен животински модел (т.е. без да се отчита IGE), са 0,11 ± 0,09 в FA и 0,25 ± 0,11 в RF. При разширени животински модели, представляващи IGE, съответните оценки за телесно тегло са 0,07 ± 0,08 и 0,34 ± 0,11. Следователно наследствеността е по-висока при режим RF, отколкото при режим FA, независимо дали IGE е отчетена или не.

При проектирането на развъдни проекти трябва да се оценят последиците от изкуствения подбор за растеж или други икономически черти върху социалните взаимодействия. Прекалено агресивните индивиди прекарват много време и енергия в преследване на конкуренти в ненужни опити да монополизират предлагането на храна, позволявайки на по-малко агресивните индивиди да спечелят предимство за растеж, когато има налична излишна храна.

В нашето проучване положителната оценка на генетичната корелация между DGE и IGE върху телесното тегло в режима на AF подкрепя тази теоретична хипотеза. Прекалено агресивните индивиди може да са били елиминирани чрез силно интензивна селекция, прилагана през последните 30 години на размножаване през L. vannamei. Ако в анализираната популация имаше агресивни индивиди, корелацията между DGE и IGE върху телесното тегло би била нула или дори отрицателна. Наблюдаваната положителна корелация предполага до известна степен, че е имало групово поведение в тестваната популация.

Изкуственият подбор за растеж увеличава нивото на конкурентни взаимодействия, когато количеството храна е ограничено. В нашето проучване силната отрицателна корелация между DGE и IGE в телесното тегло по режим RF предполага, че индивидите с генетика за бърз растеж също притежават силни конкурентни способности. Това предполага, че подборът може да увеличи конкурентното поведение в L. vannamei в условия с ограничени ресурси.

Умерената корелация между IGE при AF и RF режими показва, че пренареждането въз основа на конкурентните способности на семействата е настъпило между двата режима на хранене. Това предполага, че състоянието с ограничена храна причинява и увеличава вариациите в конкурентните възможности на семействата. Доколкото ни е известно, това е първият път, когато количественият генетичен анализ подкрепя предположението, че „увеличаването или намаляването на агресията и конкуренцията по време на селекцията зависи от това дали храната е ограничена или е налична в излишък“. Като цяло нашите резултати показаха, че конкурентният капацитет на семействата на L. vannamei варират, когато предлагането на храна преминава от адекватно на ограничено.

Перспективи

Резултатите от нашето проучване разкриват силни конкурентни взаимодействия между L. vannamei когато се отглежда в условия с ограничен фураж. Състезателните способности на семействата се различават значително между ad libitum и ограничени диети. Силните конкурентни взаимодействия намаляват общите наследени вариации в телесното тегло, когато количеството храна е ограничено.

Нашите резултати подкрепят предположението, че увеличаването или намаляването на агресията и конкуренцията по време на селекцията зависи от това дали наличното количество храна е ограничено или прекомерно.

След като приключихте с четенето на статията .

Надяваме се, че ще обмислите да подкрепите нашата мисия за документиране на еволюцията на световната индустрия на аквакултурите и споделяне на обширните знания на нашата обширна мрежа от партньори всяка седмица.

Ставайки член на Глобалния алианс за аквакултури, вие гарантирате, че цялата предконкурентна работа, която извършваме чрез предимства, ресурси и събития за членове, може да продължи. Индивидуалното членство струва само $ 50 на година. Тази година индивидуални и корпоративни членове на GAA получават безплатен достъп до виртуалната конференция на GOAL през октомври.

Автори

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за риболов в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Д-р Гуангфън Кян

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за изследване на рибарството в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Д-р Баосян Цао

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за риболов в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за риболов в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Д-р Xianhong Meng

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за изследване на рибарството в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Д-р Баолонг Чен

Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за риболов в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай

Автора за кореспонденция
Ключова лаборатория за устойчиво използване на морските рибни ресурси
Министерство на земеделието
Институт за риболов в Жълто море
Китайска академия за риболовни науки
Nanjing Road 106, Кингдао, 266071, Китай; и
Лаборатория за наука за морския риболов и процеси на производство на храни
Национална лаборатория за морска наука и технологии в Кингдао
Кингдао, Китай