Ajankohtaista

Väitös: 7.4.2017 Lämmönsietokyky ei takaa kalatautibakteerille menestystä (Ashrafi)

Alkamisaika: perjantai 07. huhtikuuta 2017, 12.00

Päättymisaika: perjantai 07. huhtikuuta 2017, 15.00

Paikka: Ylistönrinne, YAA 303

Roghaieh Ashrafi
Roghaieh Ashrafi

FM Roghaieh Ashrafin ekologian ja evoluutiobiologian väitöskirjan ”Exploring potential evolutionary responses to increasing temperature in an environmental opportunistic pathogen” tarkastustilaisuus. Vastaväittäjänä professori Anna-Liisa Laine (Helsingin yliopisto) ja kustoksena dosentti Tarmo Ketola (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Elämme keskellä voimakasta ympäristömuutosta, jossa maapallon keskilämpötila nousee ja lämpötilojen vaihtelut lisääntyvät dramaattisesti ihmisten toiminnan seurauksena. Lämpötilojen vaihtelut vaikuttavat voimakkaasti muun muassa eliöihin, joiden kasvua ja selviytymistä lämpötilat säätelevät.

Roghaieh Ashrafi tutki väitöskirjassaan Flavobacterium columnare –bakteerin populaatiogenetiikkaa, lajin sisäistä kilpailua ja lämpötilansietoa. Bakteeri aiheuttaa merkittäviä taloudellisia tappioita kalanviljelyssä ympäri maapalloa. Koska bakteeri kykenee elämään sekä kalassa että sen ulkopuolella, lämpötila voi vaikuttaa tämän opportunistibakteerin taudinaiheutuskykyyn ja sen evoluutioon.

Tutkimusaineistona toimivat 83 bakteerikantaa, jotka oli eristetty vedestä tai sairastuneista kaloista eri puolilta Suomea vuosina 2003–2012. Kuuden muuntelua sisältävän geenin sekvenssejä vertailemalla saatiin selville, kuinka bakteerikannat jakautuvat geneettisesti kahteen päälinjaan ja viiteen eri perimätyyppiin. Bakteerin eristämisajankohta, -paikka tai kalalaji ei vaikuttanut perimätyypin esiintymiseen. Perimien välillä oli kuitenkin merkittäviä eroja lämmönsietokyvyssä.

Lämpötilansietokyky kehittyy muiden ominaisuuksien kustannuksella

Tutkimuksessa kävi ilmi Pohjois-Suomesta eristettyjen bakteerikantojen kylmänsietokyvyn olevan Etelä-Suomesta löytyvien kantojen sietokykyä parempi. Vaikka yleisesti kantojen taudinaiheutuskyky on kasvanut vuosien saatossa, Ashrafi havaitsi hyvän lämpötilansietokyvyn olevan yhteydessä myös alhaisempaan taudinaiheutuskykyyn.

Bakteerin lajinsisäisen kilpailun tutkimiseksi väittelijä kehitti menetelmän, jolla pystytään seuraamaan hankalasti toisistaan erotettavien kantojen kasvua. Uusi menetelmä perustuu trpB-geenin sekvenssissä olevien pienien erojen havaitsemiseen. Lajin sisäinen kilpailu voi sekoittaa lämpötilan aiheuttamaa valintaa ympäristössä, jos hyvin lämpöä sietävä bakteerikanta onkin huono sietämään kilpailua.

Tutkimustulosten perusteella voidaan päätellä lämpötilan vaikuttavan voimakkaasti kilpailuun riippuen siitä, tapahtuuko valinta pinnoilla vai nesteessä. Kasvumittauksilla tai kilpailutesteillä ei voida aukottomasti selvittää, mikä kannoista pärjää missäkin kilpailutilanteessa. Ashrafin tutkimuksen perusteella lämpötila vaikuttaa Flavobacterium columnare –bakteerin kantojen väliseen kilpailuun, evoluutioon ja kantojen esiintymiseen. Lämpötila ei kuitenkaan yksin selitä muutoksia taudinaiheutuskyvyssä. Epidemioiden lisääntyminen voikin selittyä pidentyneellä kasvukaudella sekä muilla kalanviljely-ympäristössä vaikuttavilla valintatekijöillä.

Lisätietoja:

Roghaieh Ashrafi, puh. 040 824 2290, roghaieh.ashrafi@jyu.fi

Viestintäharjoittelija Kirke Hassinen, 040 805 3638, tiedotus@jyu.fi

Ashrafi valmistui luonnontieteiden kandidaatiksi kasvitieteen alalta Iranin Urmia yliopistosta. Hän jatkoi bio- ja ympäristötieteiden laitoksella maisteriohjelmassa Jyväskylän yliopistossa, ja valmistui maisteriksi vuonna 2012. Ashrafin väitöstutkimuksen pääohjaajana toimi dosentti Tarmo Ketola, muita ohjaajia olivat dosentti Katja Pulkkinen ja akatemiatutkija Lotta-Riina Sundberg.

Teos on julkaistu sarjassa Jyväskylä studies in biological and environmental science, 328, 45 s., ISSN 1456-9701, ISBN 978-951-39-7006-2 (nid.), ISBN 978-951-39-7007-9 (PDF). Pysyvä linkki julkaisuun: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7007-9

Abstract:

Environmentally growing opportunistic pathogens can grow outside the host. This makes them very sensitive to selection pressures outside the host, which in turn, could further alter disease severity. In this thesis, I used novel techniques and analyses to investigate the effect of environmental selection pressures, in particular temperature, on thermal performance, virulence, and intraspecific interactions of Flavobacterium columnare, a waterborne opportunistic bacterial pathogen of fish. The phylogenetic analysis of 83 strains from eight different geographic locations in Finland over ten years (2003-2012) were carried out using the multilocus sequence analysis (MLST/MLSA). This analysis demonstrated that strains were clearly separated into two main lineages, (I and II) which can be further divided into five genotypes. Meanwhile, isolates clustered independent from the geographic origin, host, and year with a semi-clonal and epidemic population structure (where frequent recombination occurs among isolates, but time to time, one or a few fit genotypes can arise and increase rapidly to produce an epidemic clone). F. columnare isolates showed variation in their thermal tolerances and in virulence, with virulence increasing over the years. Virulence was negatively correlated with a broader thermal performance curve with a right-shift towards warmer temperatures. Most likely climate change driven changes in the disease epidemics of this bacterium are associated with increased length of growing season, extending the suitable period for disease outbreaks. Finally, competition outcome in liquid cultures seemed to be well predicted by growth and yield of isolated strains at two different temperatures. However, interference competition results measured in inhibition tests on solid agar were inconsistent with head-to-head competition, suggesting that benefits of interference while growing on a surface are relaxed in liquid culture.

kuuluu seuraaviin kategorioihin: ,