For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 575.1 : 597.4 : 639.3.041.2 DOI:10.33920/sel-09-2306-04

Studies of fish breeding biological and genetic parameters of stellate sturgeon (Acipenser stellatus Pallas, 1771) offspring obtained using native and cryopreserved sperm

Ekaterina Pavlovna Yakovleva Chief Specialist of the scientific and experimental complex of aquaculture “BIOS”, Volga-Caspian branch of VNIRO (Kaspnirh), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, E-mail: yakovleva_0912@mail.ru, ORCID: 0009-0005-4941-0785
Anna Alexandrovna Bakhareva Head of the Department of Ichthyology and Fish Farming of the Faculty of Biotechnology and Fisheries Moscow State University of Technology and Management of the K.G. Razumovsky (PKU) (Moscow, 109004, Zemlyanoy Val str., 73, Russia), Professor of the Department of “Aquatic Bioresources and Technologies” of the branch of the AGTU in the Tashkent Region of the Republic of Uzbekistan (100164, Republic of Uzbekistan, Tashkent region, Kibraisky district, Universitetskaya street, house No. 2), E-mail: bahareva.anya@yandex.ru, ORCID: 0000-0002-7724-2425
Ekaterina Grigor’evna Makarova Leading Researcher of the Laboratory of Molecular Genetics and Physiology, Candidate of Biological Sciences, Volga-Caspian branch of VNIRO (Kaspnirh), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, E-mail: for.alissa2015@yandex.ru, ORCID: 0000-0002-9272-3550
Natal’ja Viktorovna Kozlova Head of the Laboratory of Molecular Genetics and Physiology, Candidate of Biological Sciences, Volga-Caspian branch of VNIRO (Kaspnirh), 414056, Russia, Astrakhan, Savushkina str., 1, E-mail: natali19_12@mail.ru, ORCID: 0000-0002-2840-9647
Olga Borisovna Dokina Leading Researcher of the Laboratory of Cryobiology, Candidate of Chemical Sciences, Branch for the freshwater fisheries of VNIRO (VNIIPRKH), 141821, Russia, Moskovskaya oblast’, Dmitrovskij rajon, poselok Rybnoe, 40a, E-mail: olgadokina@mail.ru, ORCID: 0009-0004-6968-1163
Konstantin Victorovich Kovalev Head of the Laboratory of Cryobiology, Candidate of Agricultural Sciences, Branch for the freshwater fisheries of VNIRO (VNIIPRKH), 141821, Russia, Moskovskaya oblast’, Dmitrovskij rajon, poselok Rybnoe, 40a, E-mail: silur5@mail.ru, ORCID: 0000-0002-2837-8430

Comparative results of experimental work on the study of stellate sturgeon offspring obtained using cryopreserved (experimental) and native (control) sperm, carried out at the scientific and experimental complex of aquaculture “BIOS” of the Volga-Caspian branch of VNIRO (CaspNIRKH) in this article were presented. Molecular genetic studies of cryopreserved sperm, females and males from the brood stock of the complex were carried out. In order to select the optimal parental pairs, calculations of genetic relationship of fish spawners were made. The scheme of the experiment was developed. The technological process of working with stellate sturgeon spawners was described: obtaining mature reproductive cells, insemination, incubation of caviar. Holding and breeding of the studied groups of stellate sturgeon juveniles up to standard weight was carried out. Each stage of the research work was subjected to comparative analysis. The genetic diversity of juveniles was studied. As a result of the work carried out, it was found that the group of fish obtained using of cryopreserved sperm had higher weight indicators, compared with the juveniles of the control group obtained from males from the brood stock of “BIOS”, by an average of 16%. In addition, the experimental group had a higher homogeneity compared to the control group, as evidenced by the values of the coefficients of variation. The survival rate of juveniles of the experimental group of fish was higher than the control group by an average of 10%. The stellate sturgeon obtained using cryopreserved sperm was characterized by higher values of the total number of alleles and the absence of a deficit of heterozygotes compared to the control group of juveniles, which is especially important for preserving the diversity of this valuable sturgeon species. The results of the research work carried out will help develop proposals for the formation of artificially created sturgeon brood stocks by replenishing them with juveniles obtained using cryopreserved sperm and having higher fish breeding biological and genetic indicators. This will allow the herd to have a stock of working material from different generations of sturgeon species, which is a promising factor for the conservation of aquatic biological resources and selection in commercial aquaculture.

В настоящее время пополнение естественных популяций осетровых рыб, а также их товарное выращивание осуществляются за счет эксплуатации созданных на рыбоводных предприятиях маточных стад. В связи с объявленным Российской Федерацией и прикаспийскими государствами мораторием на лов осетровых видов рыб в Волжско-Каспийском рыбохозяйственном бассейне (белуги с 2000 года, осетра и севрюги с 2005 года) заготовка производителей для целей воспроизводства не производится. В связи с этим генетический ресурс существующих маточных стад истощается, а потомство, полученное в результате близкородственного скрещивания, менее жизнеспособно и продуктивно.

Использование криоконсервированной спермы осетровых видов рыб искусственной генерации других поколений (1980-х, 1990-х годов и др.) либо особей, заготовленных в период благополучного состояния естественной популяции, для оплодотворения икры позволит сохранить генофонд редких и исчезающих видов [1; 4; 6]. Особое значение в сохранении генетического разнообразия осетровых имеет севрюга, естественная популяция которой находится в критическом состоянии — на грани исчезновения.

Цель работы: изучение оплодотворяющей способности криоконсервированной и нативной спермы севрюги; изучение рыбоводно-биологических показателей и генетического разнообразия молоди севрюги, полученной с использованием криоконсервированной спермы при выращивании в индустриальных условиях.

До начала эксперимента были проведены молекулярно-генетические исследования. Фрагменты плавников производителей севрюги были отобраны прижизненно на НЭКА «БИОС» в соответствии МР 4.2.001-2015 [8]. Образцы криоконсервированной спермы были отобраны из коллекции низкотемпературного генетического банка филиала по пресноводному рыбному хозяйству ФГБНУ «ВНИРО» (ВНИИПРХ). Все генетические пробы были зафиксированы в 95%-ном этаноле. Выделение и последующую очистку тотальной ДНК проводили на адсорбционных колонках [12]. Препараты ДНК использовали для микросателлитного анализа. Амплификация ДНК, выделенной из образцов, осуществлялась в термоциклерах Thermo Cycler С-1000, S-1000 (Bio-Rad, USA). Образцы ядерной ДНК проанализированы по пяти микросателлитным локусам An20, Afug41, Afug51, AoxD165, AoxD161 с флуоресцентными метками, условия проведения ПЦР оптимизированы для осетровых видов рыб [2]. Амплифицированные продукты подвергали электрофоретическому разделению с помощью системы капиллярного электрофореза ABI-3500 Genetic Аnalyzer (Applied Biosystems, USA), идентифицируя длины фрагментов ДНК в компьютерной программе GeneMapper 4.1. Для самок и образцов криоконсервированной спермы севрюги были рассчитаны коэффициенты генетического родства [7], с учетом которых осуществлялась комплектация родительских пар. Для оценки генетического разнообразия молоди севрюги определяли количество аллелей и их частоты, наблюдаемую и ожидаемую гетерозиготность, используя специализированный макрос GenAlEx 6.41 для MS Excel [13].

For citation:
Ekaterina Pavlovna Yakovleva, Anna Alexandrovna Bakhareva, Ekaterina Grigor’evna Makarova, Natal’ja Viktorovna Kozlova, Olga Borisovna Dokina, Konstantin Victorovich Kovalev, Studies of fish breeding biological and genetic parameters of stellate sturgeon (Acipenser stellatus Pallas, 1771) offspring obtained using native and cryopreserved sperm. Fish Breeding and Fisheries. 2023;6.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: