По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 639.3.034 DOI:10.33920/sel-09-2512-06

Подбор параметров давления для получения индуцированных триплоидов нельмы (Stenodus leucichthys nelma Pallas, 1773)

Анатолий Анатольевич Лютиков кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, лаборатория аквакультуры, Санкт-Петербургский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ГосНИОРХ имени Л.С. Берга), Россия, 199004, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 26, Е-mail: tokmo@mail.ru, ORCID: 0000-0003-0418-8218, SPIN: 9187-6075
Василий Александрович Голотин кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория генетики, Санкт-Петербургский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ГосНИОРХ имени Л.С. Берга), Россия, 199004, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 26, Е-mail: golotin@bk.ru, ORCID: 0000-0003-0385-2463, SPIN: 7198-3170
Валерий Валентинович Костюничев кандидат биологических наук, заведующий лабораторией аквакультуры, Санкт-Петербургский филиал Всероссийского научно-исследовательского института рыбного хозяйства и океанографии (ГосНИОРХ имени Л.С. Берга), Россия, 199004, г. Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 26, Е-mail: kostyunichev@yandex.ru, SPIN: 1809-0910

Развитие аквакультуры ценных видов рыб, в частности нельмы (Stenodus leucichthys nelma Pallas, 1773), является важной задачей. Низкая естественная скорость роста и позднее достижение половой зрелости сдерживают ее широкое внедрение в промышленное рыбоводство. В этой связи ключевым направлением становится внедрение современных биотехнологий, позволяющих целенаправленно модифицировать геном для повышения продуктивности и хозяйственной эффективности. Одной из таких перспективных технологий является искусственное получение триплоидных организмов, обладающих тремя наборами хромосом. Целью данного исследования был подбор оптимальных параметров для индукции триплоидии у нельмы методом гидростатического шока, который считается одним из наиболее эффективных и контролируемых. В ходе работы изучалось влияние двух ключевых факторов: величины давления (в диапазоне 600–700 бар) и времени экспозиции (3–5 минут), применяемых к оплодотворенным икрам на ранних стадиях развития. В результате экспериментального подбора был подобран протокол с параметрами 650 бар и 4 минуты, который обеспечил наилучший баланс между выживаемостью эмбрионов (75,9%) и эффективностью триплоидизации (90,9%). Показатель доли триплоидных личинок подтверждался методом проточной цитометрии. В ходе исследования была четко установлена отрицательная корреляция между силой физического воздействия (рост давления и увеличение времени экспозиции) и выживаемостью эмбрионов. Апробированный режим обработки демонстрирует высокую эффективность и может быть рекомендован для применения в рыбоводной практике с целью получения триплоидных посадочных материалов нельмы, характеризующихся ускоренным темпом роста.

Литература:

1. Богданов, В.Д. Современное состояние популяций сиговых рыб Обь-Иртышского бассейна / В.Д. Богданов, Е.Н. Богданова // Вестник рыбного хозяйства. — 2017. — № 4. — С. 44–51.

2. Лютиков, А.А. Предварительные результаты исследований по искусственной триплоидизации сиговых рыб / А.А. Лютиков, В.В. Костюничев, В.А. Голотин, М.М. Вылка // Сборник научных трудов III Международной научно-практической конференции «Аквакультура-2023». — Ростов-на-Дону: ДГТУ-Принт, 2023. — С. 55–59.

3. Пугенко, Д.В. Триплоидия в аквакультуре: методы получения и преимущества / Д.В. Пугенко, В.С. Рекша, А.Л. Никифоров-Никишин // Вестник рыбохозяйственной науки. — 2019. — Т. 6, № 4 (20). — С. 4–15.

4. Решетников, Ю.С. Сиговые рыбы (Coregonidae): биология, распространение, популяционная структура, использование / Ю.С. Решетников. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2019. — 308 с.

5. Шумилина, А.К. Методические рекомендации по формированию ремонтно-маточных стад нельмы в индустриальных условиях / А.К. Шумилина, В.В. Костюничев, А.А. Лютиков. — М.: ВНИРО, 2024. — 45 с.

6. Benfey, T.J. Effectiveness of triploidy as a management tool for reproductive containment of farmed fish: Atlantic salmon (Salmo salar) as a case study / T.J. Benfey // Reviews in Aquaculture. — 2016. — Vol. 8, № 3. — P. 264–282.

7. Budy, P. A comparative and experimental evaluation of performance of stocked diploid and triploid Brook Trout / P. Budy, G.P. Thiede, A. Dean [et al.] // North American Journal of Fisheries Management. — 2012. — Vol. 32, № 6. — P. 1211–1224.

8. Ciancio, G. Measurement of cell-cycle phase-specific cell death using Hoechst 33342 and propidium iodide: preservation by ethanol fixation / G. Ciancio, A. Pollack, M.A. Taupier, N.L. Block, G.L. Irvin // Journal of Histochemistry and Cytochemistry. — 1988. — Vol. 36, № 9. — P. 1147–1152. — DOI 10.1177/36.9.2457047.

9. Farrell, C. An evaluation of the relative size, body condition, and survival of triploid walleye in the wild / C. Farrell, A. Hansen, M. Brandt [et al.] // North American Journal of Fisheries Management. — 2024. — Vol. 44. — P. 172–188. — DOI 10.1002/ nafm.10972.

10. Imsland, A.K. Triploid induction in Atlantic cod (Gadus morhua L.) by the use of different pressure levels / A.K. Imsland, T. Haugen, S. Håvardstun [et al.] // Journal of Applied Aquaculture. — 2014. — Vol. 26, № 3. — P. 252–262.

11. Malison, J.A. Manipulation of ploidy in walleyes by heat shock and hydrostatic pressure shock / J.A. Malison, J.A. Held, L.S. Weil [et al.] // North American Journal of Aquaculture. — 2001. — Vol. 63, № 1. — P. 17–24.

12. Otto, F.J. Flow Cytometry and Cell Sorting / F.J. Otto. — Berlin: Springer Laboratory, 2021. — 320 p.

13. Piferrer, F. Polyploid fish and shellfish: production, biology and applications to aquaculture for performance improvement and genetic containment / F. Piferrer, A. Beaumont, J.C. Falguière [et al.] // Aquaculture. — 2009. — Vol. 293, № 3-4. — P. 125–156.

14. Riccardi, C. Analysis of apoptosis by propidium iodide staining and flow cytometry / C. Riccardi, I. Nicoletti // Nature Protocols. — 2006. — Vol. 1, № 3. — P. 1458–1461. — DOI 10.1038/nprot.2006.238.

15. Zhou, L. Natural and artificial polyploids in aquaculture / L. Zhou, J. Gui // Aquaculture and Fisheries. — 2017. — Vol. 2, № 3. — P. 103–111.

1. Bogdanov, V.D., Bogdanova, E.N. Current state of whitefish populations in the Ob-Irtysh basin. Vestnik rybnogo khozyaystva, 2017, no. 4, pp. 44–51 (in Russian).

2. Lyutikov, A.A., Kostyunichev, V.V., Golotin, V.A., Vylka, M.M. Preliminary results of research on artificial triploidization of whitefishes. In: Akvakul’tura 2023: sbornik nauchnykh trudov III Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. DSTU-Print, Rostov-on-Don, 2023, pp. 55–59 (in Russian).

3. Pugenko, D.V., Reksha, V.S., Nikiforov-Nikishin, A.L. Triploidy in aquaculture: methods of production and advantages. Vestnik rybokhozyaystvennoy nauki, 2019, vol. 6, no. 4 (20), pp. 4–15 (in Russian).

4. Reshetnikov, Yu.S. Whitefishes (Coregonidae): Biology, Distribution, Population Structure, Use. Tovarishchestvo nauchnykh izdaniy KMK, Moscow, 2019. 308 p. (in Russian).

5. Shumilina, A.K., Kostyunichev, V.V., Lyutikov, A.A. Guidelines for the formation of broodstock replacement herds of nelma in industrial conditions. VNIRO, Moscow, 2024. 45 p. (in Russian).

6. Benfey, T.J. Effectiveness of triploidy as a management tool for reproductive containment of farmed fish: Atlantic salmon (Salmo salar) as a case study. Reviews in Aquaculture, 2016, vol. 8, no. 3, pp. 264–282.

7. Budy, P., Thiede, G.P., Dean, A. et al. A comparative and experimental evaluation of performance of stocked diploid and triploid Brook Trout. North American Journal of Fisheries Management, 2012, vol. 32, no. 6, pp. 1211–1224.

8. Ciancio, G., Pollack, A., Taupier, M.A. et al. Measurement of cell-cycle phase-specific cell death using Hoechst 33342 and propidium iodide: preservation by ethanol fixation. Journal of Histochemistry and Cytochemistry, 1988, vol. 36, no. 9, pp. 1147–1152. DOI 10.1177/36.9.2457047.

9. Farrell, C., Hansen, A., Brandt, M. et al. An evaluation of the relative size, body condition, and survival of triploid walleye in the wild. North American Journal of Fisheries Management, 2024, vol. 44, pp. 172–188. DOI 10.1002/nafm.10972.

10. Imsland, A.K., Haugen, T., Håvardstun, S. et al. Triploid induction in Atlantic cod (Gadus morhua L.) by the use of different pressure levels. Journal of Applied Aquaculture, 2014, vol. 26, no. 3, pp. 252–262.

11. Malison, J.A., Held, J.A., Weil, L.S. et al. Manipulation of ploidy in walleyes by heat shock and hydrostatic pressure shock. North American Journal of Aquaculture, 2001, vol. 63, no. 1, pp. 17–24.

12. Otto, F.J. Flow Cytometry and Cell Sorting. Berlin: Springer Laboratory, 2021. 320 p.

13. Piferrer, F., Beaumont, A., Falguière, J.C. et al. Polyploid fish and shellfish: production, biology and applications to aquaculture for performance improvement and genetic containment. Aquaculture, 2009, vol. 293, no. 3-4, pp. 125–156.

14. Riccardi, C., Nicoletti, I. Analysis of apoptosis by propidium iodide staining and flow cytometry. Nature Protocols, 2006, vol. 1, no. 3, pp. 1458–1461. DOI 10.1038/nprot.2006.238.

15. Zhou, L., Gui, J. Natural and artificial polyploids in aquaculture. Aquaculture and Fisheries, 2017, vol. 2, no. 3, pp. 103–111.

Сиговые рыбы являются одними из наиболее значимых объектов российской рыбохозяйственной отрасли [2; 4]. Нельма (Stenodus leucichthys nelma) как крупный и быстрорастущий хищный представитель этого семейства особенно интересна для индустриального сиговодства [5]. Перспективным направлением в современной аквакультуре является получение триплоидных организмов, обладающих тремя наборами хромосом [4]. Рыбы-триплоиды, как правило, стерильны, что позволяет направить энергию, обычно затрачиваемую на развитие гонад, на соматический рост, а также предотвращает нежелательное размножение в условиях аквакультуры [7; 15], в том числе пастбищной, когда объекты разведения вселяются в естественные водоемы [9]. Это особенно важно для хищных видов, таких как нельма, поскольку исключает риски неконтролируемого расселения.

Индуцированная триплоидия достигается путем воздействия на оплодотворенную икру физических (температурный или гидростатический шок) или химических факторов, которые препятствуют удалению второго полярного тельца, что приводит к сохранению диплоидного набора хромосом в женском пронуклеусе [13]. Гидростатический шок считается одним из наиболее эффективных и воспроизводимых методов [10]. Однако его параметры (момент применения, величина давления, продолжительность) критически видоспецифичны и требуют точного экспериментального подбора для каждого объекта, что связано с различиями в размере икры, толщине оболочек и скорости эмбриогенеза [9].

Предварительные исследования по триплоидизации нельмы, основанные на адаптированных протоколах для других лососевидных, показали свою принципиальную осуществимость [2].

Цель исследования: подбор параметров величины давления и времени экспозиции при воздействии на икру нельмы гидростатического шока для получения триплоидного потомства.

Икра нельмы была получена от производителей из маточного стада, выращенного в садках рыбоводного хозяйства (ООО «Форват», озеро Суходольское, Ленинградская область, Россия) на искусственных экструдированных кормах. Объектом исследования служила икра нельмы (Stenodus leucichthys nelma) от производителей в возрасте 5+ — 6+, содержавшихся в индустриальных условиях.

Для Цитирования:
Анатолий Анатольевич Лютиков, Василий Александрович Голотин, Валерий Валентинович Костюничев, Подбор параметров давления для получения индуцированных триплоидов нельмы (Stenodus leucichthys nelma Pallas, 1773). Рыбоводство и рыбное хозяйство. 2025;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: