| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Переход к высокопродуктивному и экологически чистому агро- и аквахозяйству, разработку и внедрение систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранение и эффективную переработку сельскохозяйственной продукции, создание безопасных и качественных, в том числе функциональных, продуктов питания |
| 16. |
Аннотация |
Хирономиды - семейство амфибиотических насекомых отряда двукрылые, играющее заметную роль в трофических связях пресноводных и околоводных биоценозов. Особый интерес к хирономидам вызван их способностью к выживанию в экстремальных условиях среды, таких как отрицательные температуры или засуха, а также наличием одного из самых компактных геномов среди насекомых (100-200 млн п.н.). Для двух видов хирономид, Polypedilum vanderplanki и Belgica antarctica хорошо изучена физиология и молекулярные механизмы, обуславливающие выживаемость личинок при почти полном обезвоживании в Западной Африке (P. vanderplanki), значительных колебаниях температур и воздействия морской среды в Антарктическом полуострове Антарктиды (B. antarctica). В тоже время, хирономиды приспособлены к обитанию в экстремальных условиях островных территорий СеверногоЛедовитого океана, высокогорных районах Гималаев, Альп, Кавказа и других горных систем, и литоральных зон морей. Молекулярные и физиологические механизмы, обеспечивающие выживание личинок хирономид в таких экстремальных условиях, совершенно не изучены. Популяционная структура и генетическое разнообразие хирономид на основании молекулярно-генетических данных также не изучены, при том, что множество подобных исследований выполнено на кровососущих комарах (Culicidae). К настоящему времени секвенировано и аннотировано только шесть митогеномов хирономид. Это крайне мало в сравнении с другими группами насекомых, а отдельные маркеры мтДНК успешно используются для филогенетических реконструкций на родовом и видовом уровнях, а также популяционно-генетических исследований. Целью нашего проекта является всестороннее изучение холодоустойчивых хирономид Палеарктики с использованием молекулярно-генетических данных. Из 11 подсемейств хирономид, Diamesinae, Prodiamesinae и Ortocladiinae обладают наибольшей реофильностью, предпочитая холодные водотоки горных районов и высоких широт, выступая в качестве биоиндикаторов горных, арктических и бореальных биоценозов. В рамках проекта мы планируем реконструировать филогенетические связи подсемейств Diamesinae, Prodiamesinae и Ortocladiinae, а также установить положение этих подсемейств в филогении хирономид. Помимо этого, впервые для хирономид будет показана популяционная структура и генетическое разнообразие на основании молекулярно-генетических данных на примере сильно пластичного, широкораспространенного вида Pagastia orientalis. С использованием методов секвенирования нового поколения будет прочитан и частично собран геном четырех видов хирономид: 1) устойчивого к холоду Tokunagaia rectangularis, собранной с земли Франца Иосифа; 2) теплолюбивого Pagastia nivis с о-ва Хоккайдо; 3) собранного в Алтайских горах Diamesa khumbugelida и 4) галофильного Telmatogeton japonicus, обитающей в литоральной зоне Японского моря. Планируемые для исследования виды хирономид обитают в наиболее разнообразных экологических условиях. Для каждого вида будут собраны белки аквапорины всех типов (DRIP, PRIP, BIB, RPIP, LHIP) с последующим расчетом GC оснований, анализом вторичной структуры белков и включением новых таксономических единиц в филогенетическое дерево аквапоринов насекомых, а также будут собраны и подсчитаны транспозоны и посчитано соотношение GC оснований в выборке белок кодирующих генов. Ранее было показано, что снижение GC оснований в белоккодирующих генах, в частности аквапоринов, снижение количества транспозонов и уменьшение размера генома свидетельствуют об адаптациях хирономид к экстремальным условиям обитания, в частности к отрицательным температурам и устойчивости к засухе. Результаты обработки полученных данных позволят выявить Палеарктические виды хирономид, имеющие генетические адаптации к экстремальным условиям и могут быть использованы в качестве объектов для дальнейших исследований по физиологии белков и экспрессии генов на разных стадиях жизненного цикла и в различных абиотических условиях. |