Klonální rozmnožování a polyploidie jsou vzácné avšak významné projevy v evoluci obratlovců. Mezi rybami (Teleostei) bylo v přírodě objeveno méně než 10 modelových skupin s těmito jevy.

Činnost Laboratoře genetiky ryb je zaměřena zejména na studium tohoto segmentu evoluční biologie ryb, případně dalších nižších obratlovců. Dlouhodobě je studována problematika hybridních unisexuálních obratlovců na modelových hybridních komplexech sekavců rodu Cobitis, stříbřitých karasů rodu Carassius, nové též u synkleptonu vodních skokanů Pelophylax esculentus. Laboratoř se zabývá detailním popisem takového modelu k obecnému porozumění, jak klonální obratlovci vznikají, jak je udržována dynamika a soužití klonálních a sexuálních jedinců a jakou hrají evoluční roli v přírodních populacích. Laboratoř provedla detailní analýzu skupiny ryb rodu Cobitis rozšířených v Evropě, přináší poznatky o druhové a hybridní rozmanitosti, jejich způsobu rozmnožování, kterým je sperm-dependentní pohlavní parasitizmus, včetně experimentálního modelování tohoto rozmnožování, dále charakterizuje molekulární fylogeografii a fylogenii těchto forem prokazující reciproční, polyfyletický a opakující se původ klonálních linií, včetně schopnosti měnit hostitelský druh, na kterém parazitují. Matematickým modelováním je také studována koexistence pohlavně a klonálně se množících forem a fyziologické odlišnosti těchto forem: Pro detailní studium taxonomického postavení a evoluční historie vzniku klonálních forem je zpracovávána molekulárně fylogenetická, systematická a taxonomickou organizaci nejen celé čeledi Cobitidae, ale celé nadčeledi Cobitoidea (kolem 100 rodů s více než 1000 známými druhy), kde byly popsány 3 nové čeledi, řada nových rodů a druhů.

Řada prací se zabývala detailním fylogeografickým studiem těchto ryb v mediteránní Evropě pro poznání původu našich populací. Byla prokázána významná role mezidruhových hybridizací a polyploidizací v evoluci několika linií těchto ryb. Podařilo se experimentálně vytvořit klonální a polyploidní ryby prostým křížením, bez buněčné manipulace, prokázat klonální rozmnožování a vysvětlit vznik polyploidie jakou kauzální následek mezidruhového křížení a vyřazení konzervativního mechanismu meiózy. Jedná se o první takový úspěšný experiment mezidruhovou hybridizací, po dlouhých 80-ti letech od popisu prvního klonálního obratlovce na světě.

Za výsledek nazvaný Klonální obratlovci: objev, mechanismy, biodiversita a rekonstrukce na modelu sekavcovitých ryb obdržela Laboratoř genetiky ryb Cenu AV ČR v roce 2012.

V současné době je dokončováno sekvencováni transkriptomů čtyř parentálních druhů sekavců. Další významnou aktivitou laboratoře je ve spolupráci s kolegy z Fakulty rybářství a ochrany vod Jihočeské university studium hybridní a ploidní diverzity jeseterů pomocí genetických metod, kde byla zrekonstruována ploidní řada jedinců jeseterů od úrovně 120 po 390 chromozómů a v této souvislosti se začala intezivně zabývat průzkumem genomů archaických forem ryb (kostlínů, dvojdyšných).

Tradičně rozvíjeným tématem laboratoře je cytogenetické studium holarktických skupin sladkovodních ryb (kaprovití, sekavcovití, lososovití, sumcovití). Vedle základního cytotaxonomického průzkumu v zásadě karyologicky nedostatečně probádaných skupin, probíhá intenzivní studium polohy a vlastností rDNA genů na chromozómech zástupců těchto skupin. Bylo též ukázáno, že charakteristická asociace GC bohatého heterochromatinu s rDNA genovým shlukem je evolučně konzervována od úrovně Neopterygii. Na základě těchto studií byly formulovány představy o karyotypové evoluci některých skupin ryb (lososovití, štikotvaří).

Nově se laboratoř zaměřuje na problematiku transpozonů v genomech ryb a jejich úloze při speciačních událostech (sekavci, lososovití). Laboratoř je intenzivně zapojena do Programu národních genových zdrojů (kapr, lín, síhové, pstruzi, jeseteři) a NATURA 2000 (sekavci, hrouzci, vranky) analýzou genetických parametrů linií a populací, pro kterou má Laboratoř akreditaci MZe. Laboratoř využívá celou paletu genetických metod např. sekvencování DNA, laserové mikrodisekce chromozómů, přípravu malovacích sond a komparativní genomové hybridizace.

 Obr. Příklad komparativní genomové hybridizace triploidního biotypu sekavce s dvěma genomy druhu C. elangatoides (chromozómy značeny červeně) a jedním genomem druhu C. taenia (chromozómy značeny zeleně).

    Adresa:

ÚŽFG AV ČR, v.v.i.
Laboratoř genetiky ryb
Rumburská 89
277 21 Liběchov