Tohoku Journal of Agricultural Research
Vol. 42 No. 3-4, March 1992
Printed in Japan
Genetic Variation for Thermal Resistance
of the Guppy, Poecilia reticulata
Naohisa KANDA, Masamichi NAKAJIMA
and Yoshihisa FUJI°
Department of Fishery Science, Faculty of Agriculture
Tohoku University, Sendai, Japan
(Received, January 27, 1992)

Genetische Variation für Wärme-Widerstand

Die Reaktionen auf hohe Temperaturen wurden in 10 Untergruppen gemessen, von denen jede aus einem tragenden Weibchen mit einem Männchen des S3-Stammes des Guppys, Poecilia reticulata gepaart vorbereitet wurden. Die Reaktionen wurden zur Todeszeit gemessen, zu dem Zeitpunkt, an dem die bis 37 ° C ausgesetzten Fische starben, die für 23 ° C akklimatisiert waren. Die Reaktions-Messung wies nach, dass der Tod der Jungfische später als der der reifen Weibchen und Männchen innerhalb der einzelnen Sub-Population eintrat. Die Regressionslinien der Todeszeitpunkte in Bezug auf die Körperlängen der reifen Weibchen und Männchen überschnitten sich mit der durchschnittlichen Todeszeit der Jungfische aus jeder Teilpopulation. Dies zeigte, dass der genetische Unterschied des thermischem Widerstands eindeutig dargestellt werden konnte, indem man nur Jungfischen benutzt.
Die Verteilung der Todes-Zeiten unter den Jungfischen zeigte, dass der thermische Widerstand eine kontinuierliche Variation hatte und dass die Klasse mit der größten Häufigkeit in zwei Abteilungen getrennt war. Die Zwei-Wege-Auswahl für den thermischen Widerstand führte zu einer signifikanten Differenz der Todeszeit von Jungfischen zwischen der hochtemperaturwiderstandsfähigen und der sensitiven Population. Aus diesen Ergebnissen konnten am Locus für den thermischen Widerstand beim Guppy zwei Allele, ein widerstandsfähiges und ein sensitives, vermutet werden.

Die bisherige Arbeit (1) zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den Überlebensraten nach 24 Stunden bei 35 ° C von Fischen, die bei 23 ° C akklimatisiert wurden, aus 16 Sub-Populationen, die jeweils von einem isolierten Paar des S3-Stammes des Guppy, Poecilia reticulata, stammten. Obwohl diese Messung nicht so geeignet war, die deutlich vorhandene die Differenz des thermischen Widerstandes zwischen Individuen klar aufzuzeigen, weil sie auch durch die Einflüsse von Geschlecht und Körperlänge (Alter) schwankte, schlugen wir vor, dass der thermische Widerstand von einem Haupt-Gen gesteuert werden könnte. In der Praxis ist es jedoch nicht leicht zu erkennen, ob der genetische Einfluss auf den thermischen Widerstandt auf einem einzelnen Gen beruht oder polygen ist. Wärmewiderstand nennt man Schwellen- Charakter. Der Charakter hat eine zugrunde liegende Kontinuität mit einer Schwelle, die eine Diskontinuität auf die sichtbare Ausprägung, (hier) tot oder lebendig, ausübt. Diese kontinuierliche Veränderung wird von mehr als einem Locus beeinflusst,
und auch durch die Umwelt (2).
Diese Arbeit ist eine Darstellung der genetischen Variation für thermischen Widerstand, gemessen anhand der Todeszeit, nachdem man die Guppys einer Temperatur von 37 ° C ausgesetzt hat, und präsentiert als Ergebnis eine Zwei-Wege-Selektion für thermischen Widerstand


Material und Methoden

Tiere
Der Guppy, Poecilia reticulata, ist nützlich als Pilot Organismus für genetische Studien und Zucht von Fischen (3-5). Alle hier verwendeten Populationen wurden aus dem ursprünglichen S3 Stamm abgeleitet und wurden in geschlossenen Schwärmen in unserem Labor gehalten. S3-A,-B S3 und S3-C waren neue Populationen entstanden aus etwa 5 Paaren, und S3-4, S3-5, S3-6, S3-7, S3-11, S3-12, S3- 13, S3-14, S3-15 und S3-16 waren die Sub-Populationen von einem Paar. Sie wurden in 60 l Aquarien in angemessenen Dichten von 300-500 Individuen pro Aquarium gehalten. Die Fische wurden bei einer Temperatur von 23 + 2 ° C gehalten. Die Hochtemperatur-Behandlung wurde kontinuierlich das ganze Jahr über mit allen verfügbaren Populationen nach dem Zufallsprinzip durchgeführt.

Auswahlverfahren

Die Selektion wurde bei 35 ° C für 24 Stunden bei den Weibchen des ursprünglichen S3 Stammes nach dem Werfen durchgeführt. Die Hochtemperatur-Behandlung folgte der in der früheren Arbeit beschriebenen Methode (1). Die Nachkommen von 6 überlebenden Weibchen wurden als Hochtemperatur-widerstandsfähige Population (S3-HR) aufgezogen und die Nachkommen der 6 toten Weibchen wurden als die hohe Temperatur-sensitive Population (S3-HS) angesehen.


Hochtemperatur-Behandlung

Bis zu 10 Fische wurden aus jeder Population in zufälliger Weise gesammelt und in Netz- Käfigen (10 x 10 x 10 cm) im Aquarium zunächst bei regulierten 23 ° C platziert, die Fische wurden im Aquarium für 30 min gehalten, um sie an die neue Umgebung anzupassen. Die Wassertemperatur wurde alle 12 Minuten um 1°C bis auf 37°C erhöht. Diese Rate minimiert kumulativen Stress bei den Fischen. Eine Belüftung mischte das Wasser und versorgte das Aquarium mit Sauerstoff.
Tote Fische wurden in einem 30 min Intervall nach Erreichen einer Temperatur von 37 °C aufgezeichnet und ihre Standard Länge (mm) wurde gemessen. Der Nachweis des Todes wurde durch die vollständige Einstellung der Kiemendeckel-Bewegung bestimmt. Alle getesteten Fische wurden in drei Kategorien nach ihrer Körperlänge-reifen Weibchen (14-32 mm), reife Männchen (14-19 mm) und Jungfische (8-13 mm) aufgeteilt


Ergebnisse



Abb. 1 zeigt den Todes-Zeitpunkt der Guppys, die bis 37 ° C ausgesetzt waren in Bezug auf die Körperlänge bei den S3, S3-A,-B S3 und S3-C Populationen. Jede Regressionslinie der reifen Weibchen und Männchen wurde berechnet, eingeschlossen der Jungtiere, da jedes (Tier) eine Annäherung an die kalkulierte Regressionslinie war, mit Ausnahme der Jungfische. Je größer die Körperlänge des Fisches war, je schneller starb er. Die längsten Überlebenden in jeder Population waren die Jungfische. Weibchen überlebten tendenziell länger als die Männchen. Dies zeigt, dass der thermische Widerstand mit Geschlecht und Körperlänge (Alter) schwankt. Weibchen und Männchen "Regressionsgeraden des Todes Zeit eine Körperlänge zum durchschnittlichen Zeitpunkt des Todes Jungfische in jeder Bevölkerung durchschnitten. Dies deutet darauf hin, dass die Expression des Gens durch thermische Beständigkeit nur mit Jungfischen beobachtet werden konnte.
Die Regressionslinien der Todeszeitpunkte in Bezug auf die Körperlängen der reifen Weibchen und Männchen überschnitten sich mit der durchschnittlichen Todeszeit der Jungfische aus jeder Teilpopulation. Dies zeigte, dass der genetische Unterschied des thermischem Widerstands eindeutig dargestellt werden konnte, indem man nur Jungfischen benutzt.



Figur 2 zeigt die Verteilung der Todeszeiten bei den Jungfischen die 37°C ausgesetzt wurden bei den S3, S3-A, S3-B and S3-C Populationen. Every population