Хранить рыбьи гены помогает холод

Всероссийский НИИ пресноводного рыбного хозяйства при помощи методов криоконсервации собрал крупнейшую в стране генетическую коллекцию спермы и тканей рыб. Сейчас институт разрабатывает новый способ восстановления редких и исчезающих видов.

Новые возможности для селекции

Одной из острейших проблем природы и современного рыбоводства во ВНИИПРХ называют сохранение генетического разнообразия рыб. С помощью создания банков криоконсервированной спермы, как в животноводстве, можно будет поставить селекционно-племенную работу на качественно новый уровень, уверены ученые.

Как рассказали в пресс-службе Всероссийского НИИ пресноводного рыбного хозяйства, на протяжении ряда лет институт выращивал на своих базах карпа и осетров, полученных с использованием замороженной спермы. Оказалось, что потомства карпа, полученные от криоконсервированной спермы, имели некоторые преимущества (массонакопление, выживаемость, плодовитость) перед полученными традиционным методом. Аналогичные результаты показало и выращивание осетров от личинки до восьмилетнего возраста на Конаковском живорыбном заводе.

Что показали исследования

В результате многочисленных экспериментов было установлено, что криоустойчивость сперматозоидов в значительной степени зависит от условий содержания производителей. Нарушения кислородного и температурного режимов, кормления, передержки и пересадки производителей карповых и осетровых рыб приводят к неспособности спермиев переносить процедуры замораживания-оттаивания даже при использовании эффективных криозащитных сред. Отмечено, что сперма севрюги, стерляди, веслоноса, сазана, обитающих в естественных водоемах, более криоустойчива, чем у рыбы этих же видов, выращенной в искусственных условиях.

Успех криоконсервации спермы определяется одновременным действием множества факторов: качеством нативной спермы (оно в значительной степени зависит от условий содержания производителей), качеством и количеством веществ, входящих в состав применяемой криозащитной среды, подбором видоспецифичных криопротекторов, режимом замораживания и оттаивания. В результате исследований ученые разработали криопротективные среды и практические приемы консервации спермы лососевых, карповых и осетровых рыб, обеспечивающие сохранение жизнеспособности до 70-90% сперматозоидов.

Для определения уровня криптоповреждений сперматозоидов рыб специалисты института разработали способ, ориентированный на метаболический критерий, – интенсивность свободно-радикальных реакций. Этот способ позволяет определить криоповреждения перед закладкой проб на долгосрочное хранение в криобанк. Таким образом сокращается объем коллекции за счет выбраковки образцов низкого качества и уменьшаются расходы на обслуживание биохранилищ.

Уникальный банк

С использованием разработанных методов во ВНИИПРХ создали единственную в Российской Федерации генетическую коллекцию спермы и тканей, в которую вошли почти 2 тыс. образцов семенного материала более 50 видов и популяций карповых, сиговых, осетровых и лососевых. Общий объем спермы, хранящейся в криобанке, составляет около 20 л. Отбираются образцы спермы и тканей у рыб, относящихся к различным категориям селекционных достижений (в том числе внесенных в государственные реестры), экспериментальных линий, а также редким и исчезающим видам и популяциям, внесенным в Красные книги России или регионов, в списки видов, нуждающихся в особом режиме охраны.

Криобанк работает в экспериментальном режиме. Замороженная сперма используется в основном для специальных селекционных, биохимических и генетических исследований. Проверка спермиев некоторых видов рыб, заложенных на хранение в криобанк в разные годы, показала в целом высокую сохранность клеток в исследованных образцах. Было установлено, что длительность хранения не снижает оплодотворяющую способность криоконсервированных сперматозоидов.

Сохранить вымирающие виды «в пробирке»

Институт приступил к исследованиям по принципиально новому направлению. Эксперты разрабатывают способы реализации сохраненной в спермиях генетической информации с использованием методов молекулярной биологии и биологии развития. «Начато изучение возможного сочетания методов диспермного андрогенеза и криоконсервации спермы для восстановления редких и исчезающих видов рыб. Комбинированное использование этих методов является альтернативным замораживанию эмбрионов подходом к сохранению биоразнообразия рыб», - рассказали в пресс-службе.

По словам специалистов, этот подход позволяет получать потомство с исходным уровнем генетической изменчивости даже в том случае, если восстанавливаемый вид полностью вымер, а сохранилась только его криоконсервированная сперма. В предварительно проведенных опытах от некоторых видов осетровых рыб были получены жизнестойкие андрогенетические потомства.

Fishnews