MHC and genomic diversity in Atlantic salmon (Salmo salar L.)

Abstract: Popular Abstract in Swedish Graden av genetisk variation inom och mellan olika populationer bestäms av balansen mellan tre faktorer: naturligt urval, slumpmässig genetisk drift och genflöde. Genom studier av genetisk variation är det möjligt att dra slutsatser om t ex selektionstryck på olika alleler (genvarianter), arters spridningsvägar till nya platser, tid sedan etablering och graden av släktskap mellan olika populationer mm. Genom val av analysmetod kan undersökningar av genetisk variation fokuseras på enskilda gener eller samla in information från flera olika genetiska regioner utspridda i hela genomet. Enskilda gener, särskilt om dessa kodar för viktiga proteiner, är normalt mer utsatta för naturlig urval medan utspridda genetiska markörer oftast är mer påverkade av genetisk drift och genflöde mellan angränsande populationer. I denna avhandling har jag, med hjälp av olika molekylärgenetiska metoder, studerat genomisk variation hos lax, öring och röding samt specifik genetisk variation på en immunförsvarsgen hos lax. Öring visade sig vara den mest genetiskt variabla arten följd av röding och lax. Detta är vad man kan förvänta sig om man tittar på de olika arternas spridningsförmåga, koloniseringsmöjligheter efter istiden och inte minst mänsklig påverkan av deras lekområden. I en studie av genomisk variation hos olika populationer av lax inom en älv, Kalixälven som är en av få orörda älvar i Sverige, visade det sig att graden av genetiskt likhet mellan populationer minskar med ökande geografiskt avstånd mellan lekområden. Detta resultat visar att olika lokala bestånd är genetiskt åtskilda och att olika populationer inom en älv kan vara genetiskt anpassade till olika miljöer. Resultatet pekar också på Kalixälvens unika värde som relativt opåverkad laxälv. Å andra sidan så fanns det inget samband mellan geografiskt avstånd och genetisk variation för en MHC-gen (Major Histocompatibility Complex är ett genkomplex med central roll i immunförsvaret och därför antas vara påverkad av naturligt urval) i samma älv. Detta antyder att det naturliga urvalet bevarar MHC variation över stora områden vilket inte var fallet med den neutrala genetiska variationen. Den genetiska heterogeniteten, i utspridda genetiska markörer, inom Kalixälven var jämförbar med de skillnader som fanns mellan olika älvar i norra Sverige vilket visar att ortstroheten till lekområdena är mycket stark hos dessa havsvandrande laxar. I denna avhandling visar jag också hur skillnader i specifika immunförsvarsgener kan påverka en individs livsduglighet. Olika alleler inom MHC orsakade signifikanta skillnader i överlevnad mellan olika genotyper vid experimentella infektioner av lax. Genetiska skillnader så små som ett baspar mellan olika MHC alleler hade avgörande effekter på överlevnad. Dessa experiment visade också att specifika MHC alleler påverkar individers överlevnad mer än graden av genetisk variation i sig, (heterozygoti) på dessa gener, vilket ofta har antagits tidigare.