Молекулярно-генетические исследования в аквакультуре

Генетическая паспортизация производителей осетровых видов рыб или зачем рыбе паспорт?

В лаборатории молекулярной генетики ФГБНУ «ВНИРО» разработана система генетической паспортизации производителей осетровых видов рыб. Принцип генотипирования осетровых основан на использовании природного разнообразия митохондриальной ДНК и высокополиморфных микросателлитных маркеров и аналогичен методам генетической идентификации личности и родственных отношений, широко применяемых в криминалистике и медицинской генетике.
Генетический паспорт составляется на имеющую электронную метку особь и содержит индивидуальные генетические данные — митохондриальный гаплотип (по сводной базе данных гаплотипов —уникальных последовательностей мтДНК осетровых) и аллельный состав по панели микросателлитных локусов, используемых для генетической паспортизации. На настоящие время используется пять микросателлитных локусов. Вероятность совпадения генетических паспортов двух особей, взятых в природе ничтожно мала и можно говорить, что мы можем опознать имеющую генетический паспорт рыбу «в лицо».
Основные направления применения генотипирования:

Определение популяционно-видовой принадлежности
Оптимизация схем скрещивания для производства здоровой молоди
Подтверждение легального происхождения икры от аквакультурных особей
Оценка эффективности искусственного воспроизводства.

Применение молекулярно-генетического паспорта осетра при формировании РМС и подборе оптимальных пар производителей

Поддержание популяции осетровых в настоящее время почти целиком зависит от искусственного воспроизводства и выпуска молоди на осетровых рыборазводных заводах (ОРЗ). Традиционно, для получения молоди использовались производители, отловленные во время нерестового хода. В связи с катастрофической нехваткой диких производителей, в последнее годы для получения молоди на ОРЗ все чаще используются осетры из содержащихся в искусственных условиях ремонтно-маточного стада (РМС). Если раньше РМС формировались из выловленных в природе несозревших экземпляров, которые доращивались в прудах, то в последние годы на заводах все чаще в качестве производителей используют аквакультурную рыбу, выращенную «от икры» и поэтому часто близкородственную. В связи с этим остро встала проблема сохранения и поддержания генетического разнообразия производителей, используемых для целей воспроизводства естественной популяции осетровых. Проведение генетической паспортизации маточных стад,наличие генетического паспорта у каждого производителя дает возможность рыбоводам составить из имеющихся особей наиболее оптимальные пары с цельюсохранения высокого генетического разнообразия природной популяции и повышения жизнеспособности потомства.
Использование принципов природоохранной генетики при составлении оптимальных пар скрещиваний позволяет исключить генетическое вырождение популяции из-за инбридинга (близкородственного скрещивания).

Генетический мониторинг искусственного воспроизводства и оценка его эффективности

Система генетического мониторинга позволяет оценить степень генетического родства особей участвующих в получении половых продуктов с целью искусственного воспроизводства, а также идентифицировать потомство, полученное от генотипированных производителей.

Основные направления использования генетического мониторинга в воспроизводстве осетровых:

Использование генотипирования производителей для оптимального подбора схем скрещивания и получения генетически благополучного потомства. Генотипирование позволяет выявить и предотвратить близкородственные скрещивания, неминуемо приводящие к инбридингу и генетической депрессии.
Генетический анализ потомства в дальнейшем позволит определить, от каких производителей эта молодь получена, и, тем самым, оценить вклад каждого ОРЗ региона в искусственное воспроизводство в масштабах бассейна. Отбор проб на генотипирование может проводиться прижизненно путем отрезания небольшого кусочка плавника без изъятия особи из среды.

Оценка эффективности искусственного воспроизводства проводится по соотнесению доли осетровых выловленных в море в ходе учетных съемок и определенных как потомство данного ОРЗ к доли молоди, выпущенной этим ОРЗ по отношению ко всем ОРЗ бассейна. Внедрение методов генетического мониторинга позволит значительно оптим изировать искусственное воспроизводство, выявить высоко- и малоэффективные предприятия и технологии, многократно повысить эффективность ОРЗ и снизить затраты на воспроизводство.
Чтобы возродить осетровых каспийского и азово-черноморского бассейнов, необходимо обеспечить высокий адаптивный потенциал и природный генетический полиморфизм выпускаемой в море молоди.

Определение легального аквакультурного происхождения продукции из осетровых, в том числе икры, с применением генотипирования производителей

В настоящее время все 10 видов осетровых, обитающих на территории России, находятся на грани исчезновения и внесены в список CITES (Приложение Iи II). Для проведения в рамках CITESконтроля экспорта необходима возможность определения не только видовой принадлежности икорной и другой продукции из осетровых, но и определение ее легального аквакультурного происхождения.
Микросателлитный профиль неоплодотворенной икры полностью идентичен профилю самки, что позволяет однозначно утверждать о происхождении икры от определенных генотипированных особей
В хозяйстве, где имеется большое количество генетически однородных осетров, полученных от небольшого числа производителей, с целью сокращения затрат на генотипирование вместо индивидуальных генетических паспортов составляется масс-паспорт стада.
Таким образом,генотипирование производителей на осетровых хозяйствах делает возможным проследить происхождение продукции от места получения икры до прилавка магазина. Внедрение генетической паспортизации для икры и осетрины, поставляемой на внутренний рынок, позволит значительно снизить долю нелегальной продукции и позволит эффективнее бороться с реализацией браконьерской икры под видом аквакультурной.