Study of reproductive biology of European hake (Merluccius merluccius) in Adriatic Sea

The aim of work was to assess the current state of the stock of European hake (Merluccius merluccius, L. 1758) in Adriatic Sea and overall, to increase the knowledge about its reproductive biology. To evaluate the reproductive cycle, the trend of morphometric indices, Le Cren’s condition factor (Kn), hepatosomatic index (HSI) and gonadosomatic index (GSI) were calculated for three years and the size at first maturity was evaluated in male and female specimens. Furthermore, for the first time in Adriatic Sea, the fecundity, estimated as batch and relative fecundity, were obtained, showing lower values than other Mediterranean and Atlantic areas. In addition to macroscopic analysis, also the histological analysis of the ovaries and testis were performed to validate the used macroscopic scale. Finally, to complete the scenario of the reproductive physiology of this relevant commercial species, the gonadotropin hormones (follicle-stimulating hormone, fsh and luteinizing hormone, lh) and their relative receptors were sequenced, characterized. The mRNA expression of gonadotropins and the receptors was measured in brain and in oocyte, respectively, at different maturity stages of the female specimens during natural reproductive cycle. For the gonadotropins, also their molecular localization was investigated in pituitary gland. Finally, toxicological studies were performed through the analysis of molecular expression of the toxicologically relevant genes (vitellogenin a and b and alpha estrogen receptor), involved in endocrine disruptor metabolism, in male liver, evidencing the contamination in water. All analysis performed in this project are essential to prevent the collapse of overfished species and they should be included in the annual monitoring programs.

Lo scopo del lavoro è stato quello di valutare lo stato attuale dello stock di nasello (Merluccius merluccius, L. 1758) nel mare Adriatico e, più in generale, incrementare la conoscenza sulla biologia riproduttiva di questa specie di importanza commerciale. Per valutare il ciclo riproduttivo, è stato valutato l'andamento degli indici morfometrici per tre anni, il fattore di condizione di Le Cren (Kn), l'indice hepatosomatico (HSI) e l'indice gonadosomatico (GSI). Inoltre, è stata valutata la taglia dei pesci alla prima maturità sia per i maschi che per le femmine. Per la prima volta in Adriatico, è stata calcolata la fecondità, stimata in fecondità di lotto e fecondità relativa, che ha mostrato valori più bassi rispetto ad altre aree del Mediterraneo e Atlantico. Oltre all'analisi macroscopica, è stata eseguita anche l'analisi istologica delle ovaie e testicoli per convalidare la scala macroscopica utilizzata. Infine, per completare lo scenario della fisiologia della riproduzione di questa importante specie commerciale, sono stati sequenziati e caratterizzati gli ormoni gonadotropici (follicle-stimulating hormone, fsh, e luteinizing hormone, lh) e i loro recettori recettori. Nelle femmine, è stata misurata l'espressione di mRNA delle gonadotropine nel cervello e dei recettori negli oociti a differenti classi di oociti, durante il ciclo naturale di riproduzione. Per le gonadotropine, è stato studiata anche la loro localizzazione molecolare nella ghiandola pituitaria delle femmine. Infine, sono stati eseguiti studi tossicologici, attraverso l'analisi dell'espressione molecolare dei geni che indicano una contaminazione da distruttori endocrini, quali vitellogenina a e b e il recettore alpha degli estrogeni nel fegato dei maschi. Tutte le analisi effettuate in questo progetto sono risultate essenziali per prevenire il collasso di questa specie sovrasfruttata.