Генетическое разнообразие ремонтно-маточных стад русского осетра Азовского бассейна и оценка применения оптимальных схем скрещивания с целью повышения адаптационного потенциала выпускаемой молоди

   Цель: оценка уровня генетической гетерогенности ремонтно-маточных стад (РМС) русского осетра Азово-Черноморского бассейна, а также анализ схем подбора родительских пар для сохранения и повышения уровня генетического разнообразия потомства.

   Используемые методы: проведён анализ полиморфизма микросателлитной ДНК на основании пяти STR-локусов (AoxD161, AfuG41, An20, AfuG51, AoxD165) среди трёх выборок РМС русского осетра: выборка Донского осетрового завода (ДОЗ), Темрюкского осетрового завода (ТОРЗ) и Гривенского осетрового завода (ГОРЗ) (по 100 образцов в каждой).

   Новизна: впервые проведена сравнительная оценка генетической гетерогенности РМС основных выпускающих предприятий Азово-Черноморского бассейна, после чего на основании родительских генотипов выполнена оценка генетической гетерогенности предполагаемого потомства.

   Результаты: во всех исследованных выборках отмечен высокий уровень генетической изменчивости (Mean Ho = 0,920-0,940; Total Na = 59-60; Mean Na/locus = 11,8-12), однако выявлена ярко выраженная межгрупповая дифференциация по аллельной структуре. Отмечено, что более стабильным состоянием характеризуется РМС ДОЗ и ТОРЗ, тогда как для ГОРЗ отмечена тенденция к повышению гомозиготности по отдельным локусам (AfuG51 и AoxD165). Моделирование пар скрещиваний показало, что использование оптимально подобранных родительских комбинаций повышает ожидаемую гетерозиготность потомства до 0,991-0,995 и снижает долю слабых гетерозигот в среднем на 45 % по сравнению со случайным подбором пар.

   Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы для научно обоснованного подбора родительских пар русского осетра с целью сохранения аллельного разнообразия и поддержания высокого уровня гетерозиготности потомства при реализации программ искусственного воспроизводства.

1. Бугаев Л. А., Небесихина Н. А., Алимова А. Ш., Гайдамаченко В. Н. 2023. Генетическое разнообразие производителей русского осетра из ремонтно-маточного стада Донского осетрового завода ФГБУ «Главрыбвод» в 2018-2023 гг. // Рациональная эксплуатация водных биологических ресурсов. Мат. Межд. науч.-техн. конф., Владивосток, 26-27 окт. 2023 г. Владивосток: Дальрыбвтуз. С. 140-146.

2. Булгакова Т. И., Кульба С. Н., Пятинский М. М. 2022. Моделирование сценариев восстановления запаса русского осетра Acipenser gueldenstaedtii Азовского моря при отсутствии естественного воспроизводства // Вопросы ихтиологии. Т. 62. № 2. С. 198-208. DOI: 10.31857/S0042875222020047.

3. Горбенко Е. В., Воробьева О. А., Панченко М. Г., Павлюк А. А. 2018. Материалы по использованию производителей из ремонтно-маточных стад для искусственного разведения молоди осетровых видов рыб на осетровых заводах Азовского бассейна в современный период // Актуальные вопросы рыболовства, рыбоводства (аквакультуры) и экологического мониторинга водных экосистем. Ростов-на-Дону: АзНИИРХ. С. 44-49.

4. Горбенко Е. В., Павлюк А. А., Воробьева О. А., Сергеева С. Г., Панченко М. Г. 2022. Особенности процесса выращивания молоди русского осетра на Донском осетровом заводе в 2021 г. // Водные биоресурсы и среда обитания. Т. 5. № 4. С. 66-82. DOI: 10.47921/2619-1024_2022_5_4_66.

5. Мирзоян А. В., Лужняк В. А., Белоусов В. Н., Пятинский М. М., Небесихина Н. А. 2024. Проходные осетровые рыбы Азовского моря в условиях природных и антропогенных трансформаций водной экосистемы // Труды ВНИРО. Т. 196. С. 107-123. DOI: 10.36038/2307-3497-2024-196-107-123.

6. Павлюк А. А., Горбенко Е. В. 2018. Влияние условий выращивания в прудах на жизнестойкость выпускаемой молоди проходных осетровых видов рыб // Вопросы рыболовства.Т. 19. № 4. С. 445-450.

7. Павлюк А. А., Горбенко Е. В. 2020. Современные проблемы искусственного воспроизводства осетровых видов рыб в Азовском бассейне // Сб. тез. докл. уч. пула науч.-практ. конф. Сочи: КГМТУ (Керчь). С. 220-222.

8. Aljanabi S. 19 97.Universal and rapid salt-extraction of high quality genomic DNA for PCR- based techniques // Nucleic Acids Research. V. 25. № 22. P. 4692-4693. DOI: 10.1093/nar/25.22.4692.

9. Diripasko O. A. Bogutskaya N. G., Dem’yanenko K.V., Izergin L. V. 2015. Sea of Azov : A brief review of the environment and fishery // Aquatic Ecosystem Health & Management. V. 18. № 2. C. 184-194. DOI: 10.1080/14634988.2015.1039428

10. Fernández J., Villanueva B., Toro M. A. 2021.Optimum mating designs for exploiting dominance in genomic selection schemes for aquaculture species // Genet Sel Evol. V. 53. № 1. P. 14. DOI: 10.1186/s12711-021-00610-9.

11. Henderson-Arzapalo A., King T. L. 2002.Novel microsatellite markers for Atlantic sturgeon (Acipenser oxyrinchus) population delineation and broodstock management // Molecular Ecology Notes. V. 2. № 4. P. 437-439. DOI: 10.1046/j.1471-8286.2002.00262.x.

12. Kaczmarczyk D. Kohlmann K., Kersten P., Luczyński M. 2007. Polymorphism of microsatellite loci – a tool in studying biodiversity of paddlefish aquaculture brood stock // Environmental Biotechnology. № 3(2). P. 44-48.

13. Kaczmarczyk D., Wolnicki J. 2020. Genassemblage 2.0 software facilitates conservation of genetic variation of captively propagated species // Sci Rep. V. 10. № 1. P. 17871. DOI: 10.1038/s41598-020-74683-9.

14. Kohlmann K. Kersten P., Geßner J., Eroglu O., Firidin S. 2018. Validation of 12 species- specific, tetrasomic microsatellite loci from the Russian sturgeon, Acipenser gueldenstaedtii, for genetic broodstock management // Aquacult. Int. V. 26. № 6. P. 1365-1376. DOI: 10.1007/s10499-018-0290-y.

15. Luzhniak V. A. 2022. Population Dynamics of Sturgeon Fish (Acipenseridae, Acipenseriformes) in the Sea of Azov // J. Ichthyol. V. 62. № 7. P. 1404-1418. DOI: 10.1134/S0032945222060157.

16. Pan G., Yang J. 2010. Analysis of microsatellite DNA markers reveals no genetic differentiation between wild and hatchery populations of Pacific threadfin in Hawaii // Int J Biol Sci. V. 6. № 7. P. 827-833. DOI: 10.7150/ijbs.6.827.

17. Welsh A. B., Blumberg M., May B. 2003. Identification of microsatellite loci in lake sturgeon, Acipenser fulvescens, and their variability in green sturgeon, A. medirostris // Molecular Ecology Notes. V. 3. № 1. P. 47-55. DOI: 10.1046/j.1471-8286.2003.00346.x.

18. Yoshida G. M., Yáñez J. M., De Oliveira C. L., Ribeiro R. P., Lhorente J. P., De Queiroz S. A., Carvalheiro R. 2018. Mate selection allows changing the genetic variability of the progeny while optimizing genetic response and controlling inbreeding // Aquaculture. V. 495. P. 409-414. DOI: 10.1016/j.aquaculture.2018.06.011.

19. Zane L. Patarnello T., Ludwig A., Fontana F., Congiu L. 2002. Isolation and characterization of microsatellites in the Adriatic sturgeon (Acipenser naccarii) // Molecular Ecology Notes. V. 2. № 4. P. 586-588. DOI: 10.1046/j.1471-8286.2002.00328.x.