КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 23-26-00291

НазваниеНовый взгляд на проблему загрязнения пестицидами: влияние глифосата и продукта его деградации аминометилфосфоновой кислоты на объекты аквакультуры в присутствии растворённого органического вещества

РуководительМорозов Алексей Александрович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д.Папанина Российской академии наук, Ярославская обл

Период выполнения при поддержке РНФ

2023 г. - 2024 г.

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки, 06-201 - Рыбный промысел

Ключевые словааквакультура, рыбы, глифосат, аминометилфосфоновая кислота, растворённое органическое вещество, протеом, ферменты биотрансформации, антиоксидантная защита, перекисное окисление, нейротоксичность, клеточный иммунитет.

Код ГРНТИ69.25.17

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Исследования роли среды обитания для рыб имеют особую актуальность и практическую значимость в контексте аквакультуры, активно и быстро развивающейся отрасли сельского хозяйства. Для достижения поставленной Правительством РФ цели – перехода к высокопродуктивной аквакультуре – важно обладать информацией об ограничениях, которые накладывает среда обитания на рыб. Данный проект лежит в рамках одной из современных проблем – влияния агрохозяйств на качество среды водных объектов и, следовательно, на устойчивость и продуктивность аквахозяйств, оборудованных с использованием природных водных объектов. Наше исследование направлено на изучение компенсаторно-приспособительных реакций рыб, обеспечивающих структурные основы гомеостаза на молекулярном и клеточном уровнях, на действие гербицида глифосата и основного продукта его деградации аминометилфосфоновой кислоты в условиях влияния недооцененного экологического фактора – растворённого органического вещества в среде обитания. Реализация настоящего проекта по принципу от модельного тест-объекта к реальному объекту аквакультуры позволит получить новые для мирового научного знания комплексные сведения о негативных биологических эффектах и адаптивных возможностях рыб по отношению к указанным ксенобиотикам в экологически значимом диапазоне концентраций. Ожидаемые научные результаты будут получены на основании данных об изменении протеома, а также активности ферментов систем биотрансформации ксенобиотиков и антиоксидантной защиты в печени, интенсивности окислительной модификации тканей печени и мозга, реакции холинергической системы мозга и гематологических показателей у представителей карповых рыб, данио-рерио Danio rerio и обыкновенного карпа Cyprinus carpio, по результатам хронических экпериментов. Исследование имеет существенное значение применительно ко всем видам пресноводной товарной аквакультуры (пастбищной, индустриальной с использованием садков и других технических устройств на рыбоводных участках, прудовой), так как при всех этих способах выращивания объекты могут подвергаться влиянию изучаемых факторов.

Ожидаемые результаты
Реализация настоящего проекта по принципу от модельного тест-объекта к реальному объекту аквакультуры позволит получить новые для мирового научного знания комплексные данные о негативных биологических эффектах и адаптивных возможностях рыб по отношению к гербициду глифосату и основному продукту его деградации аминометилфосфоновой кислоте в экологически значимом диапазоне концентраций и, что принципиально, в присутствии растворенного органического вещества, важного, но недооцененного экологического фактора. Значимость исследования обусловлена подходом к выбору тестируемых концентраций соединений и разработанной схемой экспериментов. По окончании экспозиции будут проанализированы изменения картины крови рыб, а в печени, основном органе детоксикации ксенобиотиков, будут исследованы изменения протеома, активность ферментов биотрансформации и антиоксидантных ферментов, а также накопление продуктов перекисного окисления липидов и интенсивность образования активированных кислородных метаболитов. Полученные результаты обеспечат новые сведения о клеточных и молекулярных основах защитных механизмов организма рыб к воздействию глифосата и аминометилфосфоновой кислоты в условиях, приближенных к обитанию в природном водном объекте, а также степени развития окислительного стресса (или его отсутствия) в ответ на действие этих факторов. Кроме того, будут получены данные об активности ацетилхолинэстеразы и накоплении продуктов перекисного окисления липидов в мозге, важные с точки зрения изучения нейротоксичности и степени окислительных повреждений этого органа в зависимости от силы влияния фактора (в диапазоне концентраций, которые могут встречаться в водных объектах). Исследование имеет существенную научную и практическую значимость для товарного рыбоводства, так как расширяет представления о влиянии широко используемого гербицида и продукта его деградации – негативных факторов, способных вызывать физиологические перестройки в организме рыб, которые в конечном счёте могут приводить к увеличению энергетических затрат объектов аквакультуры и, следовательно, потенциальным экономическим издержкам.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В отчётном периоде были получены данные об изменении протеома печени, активности ферментов биотрансформации ксенобиотиков, антиоксидантной защиты и холинергической системы, интенсивности окислительной модификации в тканях печени и мозга, а также изменения лейкоцитарного профиля периферической крови Danio rerio под влиянием экологически значимых концентраций глифосата и продукта его деградации аминометилфосфоновой кислоты в присутствии растворённого органического вещества в 28-дневном эксперименте. Был проведён анализ белковых профилей образцов печени рыб из 8 экспериментальных групп, который показал значительные различия между группами: растворённое органическое вещество заметно модифицирует ответ организма на глифосат и аминометилфосфоновую кислоту, реакция на совместное действие гербицида и продукта его метаболизма значительно отличается от эффектов каждого вещества по отдельности. Большинство белков, относительное обилие которых изменилось в ответ на действие изучаемых факторов, участвуют в фундаментальных процессах анаболизма и катаболизма, транскрипции и посттранскрипционной модификации, адгезии клеток и организации внеклеточного матрикса или относятся к структурным белкам цитоскелета, двигательным и транспортным белкам. Кроме того, среди белков с изменившимся относительным обилием были обнаружены те, которые отвечают за функционирование неспецифической защитной системы организма, в частности, белки, задействованные в защите от окислительного стресса, иммунном ответе, регуляции воспалительного процесса и коагуляции, цитохромы Р450. Значения активности ферментов и интенсивности окислительной модификации в тканях печени и мозга не указывали на развитие процессов окислительного стресса и нейротоксичности при данном режиме экспозиции. Гематологический анализ не выявил патологий клеток крови данио-рерио, при этом воздействие изучаемых факторов вызвало изменения лейкоцитарного профиля, свидетельствующие о развитии иммунного ответа у подопытных рыб.

Публикации