| 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 |
Лососевые рыбы – ключевой элемент пресноводной ихтиофауны арктических регионов, являются объектом промысла и аквакультуры. Одна из особенностей, позволяющих лососевым рыбам занимать главенствующую роль в северных широтах, – чрезвычайно экологическая пластичность, которая проявляется точечной подстройкой фенотипа под конкретные условия. В некоторых случаях адаптации выходят за границы нормы реакции вида и закрепляются в дискретных фенотипах. Процесс дивергенции новых форм из единого предка называется адаптивной радиацией. Этот феномен чаще всего встречается у озёрных гольцов рода Salvelinus, более чем в 70 озёрах популяционная система разделяется на пары форм: планктоноядную (или рыбоядную) и бентосоядную. При этом экологические зоны и варианты адаптаций, судя по всему, однотипны по всему ареалу. Эта особенность предполагает наличие универсальных геномных механизмов, приводящих к формированию новых фенотипов, однако работ, посвящённых этой тематике, практически нет.
Среди лососевых рыб только для мальмоидных гольцов (Salvelinus cf. malma) известны примеры репродуктивно изолированных форм в речных экосистемах – это каменный и белый гольцы, обитающие в бассейне р. Камчатка. При этом в бассейне р. Камчатка ранее были описаны ручьевые группировки в р. Урц, р. Николка, ручье Пономарский (Савваитова, 1989), которые значительно отличаются от проходной мальмы числом пилорических придатков, позвонков и жаберных тычинок. После первоописания работ по этим гольцам не проводилось. Более того были обнаружены сходные формы в других водотоках. Подтверждение репродуктивной изоляции между локальными группировками и проходной мальмой, повсеместно встречающейся в бассейне р. Камчатка, будет означать наличие нетипичных для лососевых рыб механизмов формирования локального разнообразия.
Одним из основных методов выполнения проекта станет ddRAD-seq (double digest RAD sequencing) – высокопроизводительное секвенирование, с высоким разрешением. Результатом работы ddRAD-seq являются миллионы коротких последовательностей, соответствующих участкам генома, находящимся рядом с рестрикционными сайтами. Эти данные могут быть использованы для идентификации полиморфизмов и изучения генетических механизмов, лежащих в основе фенотипических различий между организмами.
Более того в рамках предлагаемого проекта будет проведена уникальная работа по оценке параллельности микроэволюционных процессов, происходящих в речных и озёрных экосистемах. Объектом исследования станут рыбоядные гольцы двух крупнейших пресноводных экосистем Камчатки – оз. Кроноцкое и р. Камчатка. Планируется сравнить геномный полиморфизм, отличающий рыбоядных гольцов от общего предка, выявить сходства и различия в озёрных речных экосистемах. Наиболее вероятно, будут обнаружены параллелизмы в мутациях локусов, отвечающих за: 1) формирование краниофациальной области; 2) регуляцию липидного обмена 3) регуляцию активности тиреоидной оси.
Для проверки поставленных гипотез будут проведены работы по всему бассейну р. Камчатка, уже намечены участки малых водотоков, подобные р. Озерная. В ходе работ планируется описать морфологические, экологические и генетические особенности каждой из обнаруженных популяций. Для проведения работ по оценке геномных механизмов формирования адаптаций в речных и озёрных экосистемах планируется использовать как собственный материал, так и данные, депонированные в лаборатории Экологии низших позвоночных ИПЭЭ РАН. Осуществимость поставленных задач определяется: 1) наличием у руководителя более 30% необходимого материала; 2) детально проработанной техникой полевых работ, позволяющей получать материал необходимого объёма в труднодоступных регионах; 3) опытом в проведении молекулярно-генетического и морфологического анализов; 4) наличием коллаборации с ведущими биоинформатиками в области эволюционной экологии. |