КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 21-74-30004

НазваниеРазработка современных подходов к созданию технологий устойчивого культивирования и воспроизводства ценных морских гидробионтов.

РуководительДолматов Игорь Юрьевич, Доктор биологических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное учреждение науки "Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского" Дальневосточного отделения Российской академии наук, Приморский край

Года выполнения при поддержке РНФ 2021 - 2024 

КонкурсКонкурс 2021 года по мероприятию «Проведение исследований научными лабораториями мирового уровня в рамках реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-106 - Биология развития

Ключевые словаголотурии, ракообразные, липидом, моллюски, вирусы, бактерии, развитие, транскриптом, иммунитет, микроводоросли, марикультура, мультрофная аквакультура

Код ГРНТИ34.41.02


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект посвящен решению проблемы развития отечественной марикультуры. Целью проекта является создание научного и практического базиса для совершенствования технологий культивирования гидробионтов и формирования новых подходов к развитию марикультуры на Дальнем Востоке России, основному району выращивания морских беспозвоночных в России. Работа будет проводиться в трех направлениях: а) исследование различных аспектов биологии объектов марикультуры; б) исследование микроводорослей и разработка на их основе перспективных кормов; в) разработка технических условий и технологических инструкций, адаптированных под конкретные биоэкономические характеристики хозяйства аквакультуры, в зависимости от гидрологических, климатических и геоморфологических особенностей акватории и побережья. Исследования биологии объектов марикультуры будут проводиться на широком круге видов, которые уже культивируются или перспективны для искусственного выращивания – голотурии, морские ежи, двустворчатые моллюски, десятиногие ракообразные. Для этого планируется использовать широкий спектр современных морфологических, микробиологических, биохимических, фармакологических и молекулярно-генетических методов. Морфологические исследования дадут возможность, с одной стороны, детализировать механизмы развития конкретного вида животного, а с другой позволят выявлять отклонения от нормы и определять степень воздействия условий содержания на развитие и рост личинок, идентифицировать стадии патогенеза и разрабатывать методы борьбы с инфекциями. Исследования нейроэндокринной системы ракообразных и роли гормонов (экдизона (ecdyson hormone), серотонина, гипергликемического гормона и др. ), которые участвуют в регуляции роста, метаморфоза и развития личинок, могут решить проблемы, связанные с выращиванием молоди, агрессивным поведением и каннибализмом крабов на разных стадиях развития. Молекулярно-генетические исследования позволят создать условия как для более эффективной селекции, так и для разработки методов манипуляций с геномом и липидомом. Изучение иммунитета, а также патогенной и полезной микрофлоры дадут возможность идентифицировать патогены, разработать эффективные способы экспресс диагностики инфекций и подбирать методы борьбы с ними, а также повысить эффективность кормов. Исследование водорослей и разработка на их основе более качественных кормов будут проводиться, в том числе на представителях таких перспективных отделов, как диатомовые (в частности, Thallasiosira spp., Chaetoceros sp., Phaeodactylum tricornutum) и некоторые бурые водоросли. Их изучение подразумевает, в первую очередь, выделение альгологически чистых культур, видовую идентификацию, характеристику биохимических и физиологических показателей, оценку их питательной ценности для тех или иных видов беспозвоночных. Также будут подобраны смеси микроводорослей и примененены дрожжи, например, пекарские – Saccaramices cerevisiae, для кормления объектов аквакультуры. Разработка технических условий и технологических инструкций планируется для создания отечественных, адаптированных к местным условиям, технологий получения молоди (посадочного материала) и товарного выращивания. Особое внимание будет уделено технологиям заводского получения молоди гребешка, дальневосточного трепанга, серого морского ежа, камчатского краба, мохнаторукого краба, четырехугольного волосатого краба, а также технологиям промышленного культивирования новых кормовых и пищевых объектов (саргассум, ундария и др.). Кроме того, планируется провести исследования для разработки технологий мультитрофного выращивания, садкового подращивания и товарного культивирования дальневосточного трепанга и морских ежей. Такой комплексный подход не только позволит усовершенствовать имеющиеся технологии и повысить производительность марикультурных хозяйств, но и создаст необходимый научный задел для дальнейшего развития марикультуры в России.

Ожидаемые результаты
Реализация проекта будет способствовать накоплению новых фундаментальных данных по биологии многих видов морских беспозвоночных, являющихся ценными объектами марикультуры. Использование современных методов молекулярной биологии, морфологии, биохимии и микробиологии обеспечит получение научных результатов мирового уровня. На их основе будут разрабатываться технические условия и технологические инструкции для создания отечественных, адаптированных к местным условиям, технологий получения молоди (посадочного материала) и товарного выращивания ценных гидробионтов. С помощью широкого набора методов морфологического анализа (микротомография, световая, электронная и конфокальная микроскопия, иммуноцитохимия) будут описаны особенности формирования и развития внутренних органов в онтогенезе у дальневосточного трепанга, морских ежей и нескольких видов крабов. Будут собраны и проанализированы транскриптомы нескольких видов десятиногих крабов, будет проведена оценка динамика экспрессии генов. С помощью методов высокоэффективной жидкостной хроматографии, сверхкритической флюидной хроматографии и тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения впервые будет расшифрован полный липидом трепанга, камчатского и волосатого крабов. Это позволит получить информацию о вероятных функциях, сигнальных каскадах и процессах, в которых участвуют гены, активирующиеся на разных этапах онтогенеза у этих животных. Молекулярно-генетическими методами и методами иммуноцито- и иммуногистохимии будет проведено исследование механизмов развития нервной системы у личинок спизулы сахалинской (Spisula sachalinensis) и японского гребешка (Chlamys farreri) с целью выяснения временных рамок экпресии нейротрансмиттеров и их роли в процессах выживаемости, влияния на перемещения в толще воды и скорости развития (на основе Патента № МПК A01K61/00). Кроме этого, будет проведен качественный и количественный анализ синтеза нейротрансмиттеров у взрослых животных. Морфологический и генетический анализ присутсвия и экспрессии нейротрансмиттеров в личинках моллюсков на разных стадиях развития позволит применить фармакологические методы воздействия (ингибирования или увеличение синтеза) уровеня синтеза трансмиттеров и их предшествнников, а именно серотонина, катехоламинов, нейропептидов FMRFамида, влияющих на процессы оседания и метаморфоза личинок. Данные фундаментальные аспекты изучения процессов развития необходимы для экспериментальных площадок марикультуры двустворчатых моллюсков, значительная часть личинок которых погибает до оседания (90%). Влияя на эти процессы фармакологической нейромодуляцией можно кардинально изменить процессы равития и роста личинок и увеличения популяции молоди промысловых видов двустворчатых моллюсков. Кроме того, будет изучена нейрохимическая организация основных нейроэндокринных центров у крабов, идентифицированы и изучены гормоны и нейротрансмиттеры, участвующие в регуляции агонистического поведения, размножении и развитии ракообразных, а также выработаны рекомендации для коррекции их поведенческой активности в аквакультурных хозяйствах для решения проблем, связанных с линькой и каннибализмом крабов на разных стадиях развития. Будут исследованы патогены, вызывающие ряд заболеваний у камчатского краба и других видов крабов-литодид. Будут выявлены пути заражения и патогенез инфекций у особей камчатского краба. На основании полученных данных будет предпринята попытка создать метод диагностики инфекций на основе ПЦР. Будут определены параметры иммунного статуса дальневосточного трепанга и камчатского краба, отражающие высокий уровень устойчивости к патогенам вирусной и бактериальной природы. Будет определена динамика липидома трепанга и краба в процессе развития личинки, а также влияние пищи на липидом, как индикатора резерва энергии и структурных элементов клеточных мембран этих животных. Липидомный подход будет использован для оценки скорости роста, уровня здоровья и потребительских характеристик этих промысловых животных. Будет осуществлен подбор кормовых смесей, обеспечивающих максимальную выживаемость личинок. Подбор кормовых смесей будет осуществлен на базе представителей альгофлоры Японского моря, что до этого не осуществлялось. Будет призведено сравнение видов, наиболее часто используемых в аквакультуре, таких как, например, Tetraselmis viridis и Tetraselmis striata из Японского моря. Будут разработаны технические условия и технологические инструкции для следующих морских биотехнологий: 1) садкового ускоренного откорма морского ежа, 2) садковой адаптации маложизнестойкой молоди трепанга, 3) садкового товарного выращивания трепанга, 4) садкового полноцикличного товарного выращивания морского серого ежа, 5) садкового доращивания молоди камчатского краба, 6) мультитрофной аквакультуры моллюсков, иглокожих и водорослей.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ