1. В 2019 году исследовали влияние фотопериода на рост и состояние молоди атлантического лосося возраста 1+, которая искусственно выращивалась на Выгском рыбоводном заводе (Республика Карелия). На этапе сеголеток (0+, декабрь 2018г.) рыбы из контрольной и экспериментальной групп (световой режим 24С:0Т) были помещены в новые бассейны в количестве по 1054 особей: 1 и 2 бассейны – рыбы из контрольной группы (средняя масса рыб 4,2 г) , 3 и 4 бассейны – рыбы, которые росли под постоянным освещением (средняя масса рыб 4,2 г). В зимнее время рыбы из бассейнов 1,2,3 содержались без дополнительного освещения, а в бассейне 4 был установлен режим постоянного освещения 24С:0Т, но только с одной лампой. Далее, 18 мая 2019 года экспериментальные бассейны № 2, 3 и 4 были оборудованы двумя светодиодными светильниками (Aquael leddy smart led sunny, 6W, 6500K). В бассейнах № 2, 3 и 4 освещение было постоянным - 24С:0Т (24 часа), бассейн № 1 был контрольным - без дополнительного освещения.









В 2019 г. В начале исследования рыбы в каждом бассейне были помечены с помощью чипов (FelixcanSL, Испания). Для этого рыбы были усыплены при помощи гвоздичного масла. После измерения (масса, длина), рыбе вводили чип с индивидуальным номером. Чипировали особей среднего размера в пределах массы 4-5 грамм. Средняя масса отобранных для наблюдения рыб в каждом бассейне была приблизительно одинаковой (4,13 ± 0,03 г. - 4,62 ± 0,04 г.). Измерение массы рыб, температуры и содержание кислорода проводили ежемесячно.

Молодь из опытных бассейнов с постоянным освещением на протяжении всего периода исследований имела заметно более высокие значения массы тела по сравнению с особями из контрольного бассейна. К концу эксперимента (октябрь 2019 г.) особи из экспериментальных (опытных) групп были достоверно крупнее по массе (33,51 ± 0,82 г.) по сравнению с рыбами из контрольной группы (30,56 ± 0,26 г).

В мае-августе 2019 г. отбирали пробы молоди атлантического лосося возраста 1+ для проведения биохимического анализа. Было изучено около 100 биохимических и молекулярно-генетических показателей, отражающих процессы роста и развития молоди лосося.


Липиды и их жирнокислотные компоненты. В мае у годовиков лосося, содержащихся в опытном бассейне с непрерывным режимом искусственного освещения по сравнению с таковыми из других бассейнов отмечены достоверно повышенные значения индексов ХС/ФЛ и ТАГ+ЭХС/ФЛ+ХС, указывающие на увеличение степени микровязкости биомембран и повышенное накопление в них запасных липидов по отношению к структурным. Также у них по сравнению с контрольными вариантами отмечено снижение олеиновой 18:1n-9 и 20:1n-9 ЖК и повышение незаменимой α-линоленовой ЖК, 18:3n-3, и минорной 18:4n-3 ЖК, а также индекса 16:0/18:1n-9, что свидетельствует о повышении интенсивности метаболизма липидов. В июне совместное влияние факторов среды - повышение температуры (до 12℃ в июне от 2℃ в мае) и постоянное освещение вызвали у рыб из всех опытных бассейнов снижение индекса ХС/ФЛ, контролирующего вязкость и текучесть мембран, и индекса соотношения суммы запасных липидов к структурным ТАГ+ЭХС/ФЛ+ХС. При этом не установлено изменений по содержанию отдельных липидов (в % сухой массы). В июне у мальков из опытных бассейнов по сравнению контрольным вариантом отмечено также повышение минорных МНЖК - 22:1n-11, 20:1n-9 и 20:1n-11 ЖК, которые, как известно, синтезируются de novo зоопланктоном (копеподами, особенно морскими видами) и в организм рыб поступают с искусственным кормом. При этом в июне особи из опытных бассейнов (особенно в №3) имели и более высокую массу. В июле у молоди из опытных бассейнов сохраняется сравнительно высокое значение индекса ТАГ+ЭХС/ФЛ+ХС. При этом у молоди из опытных бассейнов (особенно из бассейна № 4) при повышении температуры среды до 20^оС отмечено достоверное снижение (относительно контроля) ОЛ за счет ХС, ТАГ, ЭХС и индекса ХС/ФЛ, что, как было показано нами ранее при изучении роста и развития молоди лосося в естественной среде обитания, характерно для процесса смолтификации. Снижение у рыб индекса ХС/ФЛ указывает на увеличение проницаемости биомембран (снижению микровязкости), в результате чего повышается функциональная активность клеточных рецепторов, скорость транспорта ионов, метаболитов и воды при использовании энергии запасных ТАГ и ЭХС, содержание которых у молоди из опытных бассейнов также снизилось. Также у них снизилось содержание эссенциальных арахидоновой 20:4n-6 и эйкозопентаеновой 20:5n-3 ЖК. Известно, что фотопериод оказывает наиболее сильное влияние на смолтификацию, регулируя ее процесс у проходных лососевых рыб. В августе у рыб во всех бассейнах, включая контрольный, произошло повышение как ОЛ, так и всех их компонентов. Однако у годовиков лосося из опытных бассейнов № 3 и 4, по сравнению с таковыми из контрольных, отмечено снижение ФЛ (за счет ФИ, ФЭА, ФХ), ХС, ТАГ, ЭХС, а также минорной 20:1n-9 ЖК и повышение значений индексов ХС/ФЛ, ТАГ+ЭХС/ФЛ+ХС. Специфичность изменений показателей липидного метаболизма в августе и более высокий темп их роста, возможно, связаны с используемым световым режимом (24С:0Т). Следует особо отметить, что обнаруженные в течение всего экспериментального периода (с мая по октябрь) более высокие и близкие значения индекса ТАГ+ЭХС/ФЛ+ХС у молоди из опытных бассейнов (2,55-2,60 против 1,96-2,38 в контрольном), указывают на поддержание стабильности в соотношении запасных и структурных липидов, способствующей, вероятно, более высоким темпам роста рыб. Сравнительно высокие значения этого индекса (2,59) у молоди лосося из опытных бассейнов в октябре согласуются с повышенной их массой (33,51 г.) в этот период. В рамках настоящего эксперимента показано, что одним из основных признаков смолтификации является достижение мальками определенных, модальных размеров, что было установлено у рыб в июле, при этом происходит снижение запасных липидов – ТАГ, ЭфХС. Однако, следует отметить, что мальки в июле пока еще не достигли окончательной физиологической сформированности: повышения типичных для морских рыб, 22:6n-3 и 20:5n-3 ЖК, роста коэффициента 16:0/18:1n-9, характеризующего интенсивность их метаболизма, снижения МНЖК (в основном олеиновой 18:1n-9 ЖК), которые активно используются молодью при полной смолтификации, что было показано нами ранее при изучении смолтификации у дикой молоди.

Ферменты углеводного обмена. Молодь лосося из опытного бассейна № 4, которая непрерывно находилась при постоянном освещении на протяжении всего периода отбора проб и в предшествующий зимний период отличалась от молоди из других бассейнов сравнительно низким уровнем активности цитохромоксидазы ЦО (фермент аэробного метаболизма углеводов) и альдолазы, отражающей уровень использования углеводов в гликолизе. При этом активность альдолазы в мышцах рыб из этого бассейна была несколько ниже в мае, июле и августе, что согласуется с изменениями в содержании запасных липидов (ТАГ) и указывает на использование их в энергетическом обмене. Более низкий уровень аэробного обмена в мышцах не был связан с изменениями темпов роста этих рыб, которые, наоборот, были выше, поэтому можно предположить участие этого фермента в адаптационных перестройках мышечного метаболизма, связанных с постоянным искусственным освещением в течение года. Реакция рыб из второго бассейна на введение постоянного освещения с мая 2019 года со стороны энергетического обмена выражалась в увеличении активности ЛДГ в мышцах по сравнению с контролем. Введение постоянного освещения с мая 2019 (бассейны 2 и 3) способствует продлению периода роста рыб в осенний период, сопровождаемому увеличением активности ЦО в мышцах по сравнению с контролем в этот период. Несмотря на различия в уровне активности ферментов аэробного и анаэробного обмена между молодью из контрольных и опытных бассейнов, динамика активности этих ферментов остается одинаковой, что указывает на то, что дополнительное освещение не влияет на характер регуляции аэробного и анаэробного обмена в течение выростного периода.

Экспрессия генов регуляторов мышечного роста. Молодь лосося возраста 1+ из опытных бассейнов № 3 и 4, которая росла при постоянном освещении в предшествующее лето, в мае отличалась более высоким уровнем экспрессии мРНК мышечных белков (MyHC, MyoG, MyoD1b, а также MSTN-1b), что согласуется и с более высокой массой этих рыб в начале мая. Характер изменения уровня экспрессии гена миозина (MyHC) у рыб из контрольного бассейна отличался от такового у рыб из остальных бассейнов, растущих в условиях постоянного освещения с мая. В то время, как у рыб из контрольного бассейна экспрессия MyHC снижалась к августу, у остальных – оставалась на одном уровне. Эти результаты согласуются с более низкими темпами роста рыб из первого бассейна. Исследование показало, что существуют определенные сезонные паттерны в одновременной экспрессии нескольких мышечно-специфических генов. Для всех исследуемых бассейнов было характерно увеличение уровня экспрессии мРНК MyoG и снижение уровней экспрессии мРНК генов Myf5 и MyoD1b. В целом полученные данные показывают, что дополнительное освещение влияет на регуляторные механизмы роста мышц у рыб.

Таким образом, результаты изучения биохимического статуса (липидов и их классов и фракций, жирных кислот, ферментов углеводного обмена и экспрессии генов мышечного роста) у молоди атлантического лосося возраста 1+ , выращиваемой в течение мая - октября в искусственных условиях, свидетельствуют о том, что в условиях светового режима 24С:0Т (особенно в бассейне № 4) повышение (по сравнению с контролем) размерно-весовых характеристик молоди сопровождается количественными и качественными изменениями исследуемых биохимических показателей, свидетельствующими об адаптационных метаболических перестройках в организме при использовании вышеназванного фотопериода. Эти показатели можно рассматривать в качестве дополнительных индикаторов степени готовности годовиков лосося к смолтификации (готовности к переходу в морскую среду обитания) в сроки, сопоставимые с природными популяциями.

2. В октябре 2019 г. при выполнении проекта в природных условиях были отловлены производители атлантического лосося (р. Сума бассейна Белого моря), проведена биохимическая характеристика зрелой, готовой к оплодотворению икры лосося. Показано, что большинство показателей липидного и ЖК метаболизма, а также активность ферментов углеводного обмена преднерестовой икры атлантического лосося имеют характерные для, исследуемой нами ранее зрелой икры диких популяций, значения. Результаты вариационного анализа исследуемых показателей в неоплодотворенной икре лосося указывают на наличие биохимической разнокачественности. При этом, подтверждена стабильность (отсутствие достоверных различий между индивидуальными пробами икры) общих ФЛ, а также индексов (n-3)/(n-6) ПНЖК и 20:4(n-6)/20:5(n-3), что позволяет обсуждать генетическую детерминированность отдельных метаболических реакций липогенеза и его сопряженность с общим ходом пластического обмена. Гистоморфологическая оценка состояния зрелых яйцеклеток также демонстрирует состояние "нормы". Установленные аномалии (в строении и структуре оболочек) описаны для очень небольшой доли яйцеклеток.

3. На рыбоводном заводе подготовлена экспериментальная площадка (бассейны, оборудование и др.) для проведения экспериментов по влиянию лазерного излучения на рост и развитие молоди лосося. Икру лосося оплодотворили и заложили на инкубацию в контрольные и экспериментальные бассейны. В экспериментальные бассейны помещали икру, обработанную лазером. Проведено облучение партии икры рыб низкоинтенсивным электромагнитным излучением (гелий-неоновый лазер (ГН-40). Исследования влияния лазерного излучения на рост и развитие икры, личинок и молоди лосося запланированы на 2020-2021 г.