В отчетном году проведены экспериментальные работы на Выгском рыбоводном заводе ФГБУ «Карелрыбвод» (п. Сосновец Беломорского района, РК) по влиянию на рост и развитие икры атлантического лосося: 1 - электромагнитного облучения (He-Ne лазер, 0,63 мкм, 1,5*10-2 Дж/см2,) на стадии дробления икры;
2 - различных световых режимов:
Кроме того, дополнительно к плану, заявленному на 2020 г., в октябре 2020 г. была собрана икра популяции атлантического лосося реки Индёра (бассейн Белого моря), оплодотворена и перевезена на форелевое хозяйство (район Ладожского озера), одна партия икры на стадии дробления облучена лазером, вторая служила как контроль. Результаты этого эксперимента будут отражены в отчете 2021 г. и проанализированы в сравнительном аспекте с аналогичными результатами, полученными в 2019-2020-2021 г.г. для лосося, выращиваемого на Выгском рыбоводном заводе. В отчете представлены результаты ихтиологических наблюдений, биохимических и молекулярно-генетических исследований: общих липидов (ОЛ), общих фосфолипидов (ФЛ), моноацилглицеринов (МАГ), диацилглицеринов (ДАГ), триацилглицеринов (ТАГ), эфиров холестерина (ЭХС), холестерина (ХС), свободных жирных кислот (СЖК), отдельных фосфолипидных фракций – фосфатидилхолина (ФХ), фосфатидилэтаноламина (ФЭА), фосфатидилсерина (ФС), фосфатидилинозитола (ФИ), лизофосфатидилхолина (ЛФХ), сфингомиелина (СФМ) жирных кислот (ЖК) общих липидов, активности ферментов цитохромоксидазы (ЦО), лактатдегидрогеназы (ЛДГ), 1-глицерофосфатдегидрогеназы (1-ГФДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), альдолазы в икре на стадии бластулы и активности ферментов ЦО, ЛДГ, альдолазы и уровня экспрессии генов мышечных белков MyHC, MyoG, MyoD1, Myf5, MSTN в мышцах сеголеток.Полученные результаты.
1.
Анализ ихтиологических наблюдений молоди лосося в первый год жизни свидетельствует о стимулирующем влиянии лазерного излучения малой мощности на развитие рыб. Личинки лосося, выращенные из оплодотворенной икры, облученной лазером на этапе дробления, имели повышенные показатели весового роста и низкие показатели смертности по сравнению с контролем (2,6 г- при «отходе» 0,07%, против 1,9 г при «отходе» 0,15% в контроле). Это подтверждается результатами исследования биохимических и молекулярно-генетических показателей состояния икры в начале эмбриогенеза (бластула) и сеголеток (0+) лосося. Обнаружено снижение содержания ОЛ, в том числе ДАГ, ТАГ, ХС и восков в опытных вариантах икры и молоди лосося. У сеголеток экспериментальной группы содержание ФЛ остается на сравнительно высоком уровне, а содержание минорных МАГ повышено. В целом, различия в липидном профиле между опытными и контрольными вариантами обнаруживались в начале развития (бластула) и сохранялись у выклюнувшейся личинки (сеголетки, возраст 0+) 
лосося. Снижение содержания структурного липида – ХС у икры на стадии бластулы и у сеголеток 0+ при лазерном облучении может влиять на функциональную активность мембраносвязанных ферментных систем и рецепторов, на процессы ионной проницаемости биомембран для метаболитов, воды и кислорода, интенсивность которого особенно возрастает при активном питании на этапе сеголеток. Механизм лазерной биостимуляции включает активацию энергетики клеток при усилении синтеза АТФ в митохондриях, а также влияет на насыщение тканей кислородом, на что указывают результаты анализа активности ферментов углеводного и энергетического метаболизма. Уровень активности ЦО, Г6ФДГ, 1-ГФДГ в оплодотворенной икре на стадии бластулы, обработанной лазером, был достоверно выше по сравнению с контролем. Это указывает на то, что в результате обработки икры лазером имеет место интенсификация аэробного, пентозо-фосфатного пути и пути синтеза глицерофосфата. В ходе пентозо-фосфатного пути образуются пентозы, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот и восстановительные эквиваленты НАДФН. Установлены различия между сеголетками из опытного и контрольного вариантов в экспрессии генов некоторых факторов регуляции миогенеза. Так, уровень эспрессии MyoG, MyoD1 был выше у сеголеток из контрольной группы. Этот результат позволяет предположить, что сеголетки могут отличаться между собой по типу процессов миогенеза (гиперплазии и гипертрофии).2.
Новые, дополняющие ранее полученные, результаты влияния различных световых режимов на рост и развитие молоди (сеголеток) лосося в период с августа по октябрь свидетельствуют о том, что введение в технологический процесс выращивания молоди круглосуточного освещения (LD24:0) оказывает положительный эффект на прирост массы и длины у сеголеток. Этот эффект наиболее ярко обнаружился в октябре при снижении температуры воды до 4,2-4,0оС. При других выбранных режимах (LD 12:12 и LD Natural) в этот период отмечено снижение темпов роста сеголеток (достоверно относительно контроля). Показатели липидного статуса личинок лосося из опытных и контрольных бассейнов изменялись в разной степени в зависимости от сезона (температура) и от режима фотопериода. Следует отметить, что наиболее важное значение имеет не просто общее количество структурных и запасных липидов, а их соотношение, а также изменение их доли в общих липидах (ОЛ). Более высокая скорость роста мальков при круглосуточном освещении совпала с повышенными показателями индексов ЭХС+Воска+ТАГ/ФЛ+ХС и ЭХС+Воска+ТАГ/ОЛ (до 2,9 и 0,68, соответственно), что свидетельствует об их высоком энергетическом потенциале по сравнению с таковыми при режимах LD12:12, LD Natural и контроле (2,76 и 0,66; 2,66 и 0,65; 2,48 и 0,65, соответственно), а также указывает на доминирующий рост запасных липидов по отношению к структурным и суммарным липидам, что влияет на активность мембранных ферментов и в целом на обменные процессы. Вариации индекса ХС/ФЛ у сеголеток (от 1,09 - в контроле до 0,92-1,03-0,98 при трех режимах фотопериода) свидетельствуют об участии этих структурных липидов в процессах адаптации и указывают на один из путей регуляции состояния микровязкости биомембран. Данный аспект связан, в основном, с повышением запасных ЭХС (в 1,64-1,72 раза), а также восков (при LD12:12 и «натуральный»), вариациями ТАГ и снижением в разной степени структурных ФЛ и ХС, что обеспечило сохранение энергетического потенциала у рыб в октябре, особенно при режиме LD24:0. Известно, что ЭХС являются важной формой депонирования ХС и долгосрочного энергетического источника (ЖК) в клетках печени, коры надпочечников, половых желез (Lochmann et al., 1995). Из этих депо холестерин используется для синтеза желчных кислот и стероидных гормонов (Лопухин и др.,1985). Снижение в октябре у сеголеток структурных липидов (ФЛ и ХС) при всех световых режимах (по сравнению с контролем), в большей степени вызвано влиянием фотопериода и в меньшей – температурного фактора, так как в контрольных вариантах отмечен их рост. Достоверное снижение запасных ТАГ у сеголеток осенью при режиме LD24:0 (по сравнению с контролем) можно объяснить усилением процессов деацилирования и положительной их корреляцией с ростом содержания СЖК, ДАГ и ФЛ. Известно, что СЖК и диацилглицерины (ДАГ) являются активными липидными компонентами, которые включаются в обменные реакции между структурными и запасными липидами и их направленность зависит как от внутренних, так и внешних факторов среды. В жирнокислотном спектре общих липидов сеголеток лосося в летне-осенний период доминировали моноеновые жирные кислоты (МНЖК). 
Выявляя и отслеживая динамику тех МНЖК, которые имеют пищевое происхождение, можно связать их повышение у личинок с положительным влиянием режимов фотопериода на процессы усвоения корма, в составе которого присутствуют эти ЖК. В составе суммарных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) у сеголеток 0+ лосося повышена доля физиологически значимой 22:6n-3 ЖК и ее содержание в отношении ЖК-предшественников. Полученные результаты могут указывать на регуляцию процессов биосинтеза ПНЖК в части синтеза и расходования физиологически значимых и эссенциальных ЖК в ряду «20:5n-3, эйкозапентаеновая кислота → 22:5n-3, докозапентаеновая кислота → 22:6n-3, докозагексаеновая кислота» у сеголеток при данных режимах освещения. Причем состав и содержание липидов (в большей степени запасных) у рыб в условиях искусственного разведения может модулироваться уровнем и специфическими особенностями липидов, которые поступают в составе корма, а также активностью ферментов (липогенеза).Повышенные уровни активности ЛДГ обнаружены у рыб из бассейнов с естественным (LD Natural), и постоянным режимами освещения (LD 24:0) в августе. Самые высокие значения активности ЦО установлены в мышцах сеголеток, выращиваемых при постоянном освещении. Наиболее высокая активность альдолазы наблюдалась у рыб, выращиваемых при LD Natural (в августе и сентябре) и LD 12:12 (в сентябре), по сравнению с таковой у рыб из контрольной группы (без дополнительного освещения). Наблюдалась сезонная динамика в активности ферментов, схожая для рыб, выращиваемых при разных режимах освещения. На протяжении всего эксперимента изменения уровней активности ЛДГ и альдолазы имели схожий (сезонный) характер - более высокие значения показателей отмечались в сентябре, по сравнению с августом, и более низкие - в октябре, по сравнению с сентябрем, что связано со снижением темпов роста в октябре.
В августе установлены различия между группами сеголеток по уровню экспрессии мРНК MyHC . При этом у рыб, выращиваемых при имитированном естественном режиме (LD Natural), уровень экспрессии этого гена был выше по сравнению с таковым у сеголеток при постоянном освещении (LD 24:0). При этом уровень экспрессии MyoG и MSTN1a также были выше у рыб при режиме (LD Natural). В другие месяцы различий в экспрессии гена тяжёлой цепи миозина MyHC у рыб, выращиваемых при разных режимах, установлено не было. Поскольку в сентябре-октябре различий в экспрессии мРНК MyHC установлено не было, а темпы роста были выше у рыб при постоянном освещении, то можно сделать предположение, что рыбы отличаются по соотношению процессов синтеза-распада белка, и у рыб при режиме LD 24:0, вероятно, преобладают процессы биосинтеза. Сезонная динамика экспрессии генов имеет сходство у личинок для всех режимов освещения, а именно – повышение экспрессии MyoG и MyoD1a, снижение Myf5 и MyoD1b к концу октября. Эти результаты указывают на существование сезонных паттернов в процессах регуляции миогенеза.Таким образом, результаты изучения влияния исследуемых физических факторов (электромагнитное облучение икры на стадии раннего дробления, определенный режим фотопериода) на рост атлантического лосося в период раннего развития свидетельствуют об увеличении темпов роста и выживаемости (низкой смертности) личинок, что обусловлено метаболическими изменениями их биохимического статуса. Экспериментальные данные дают основание сделать предположение о том, что подбором оптимальных значений температуры, фотопериода и электромагнитного воздействия в ранний период развития можно добиться наилучшего роста молоди лосося, готовой к выпуску и это может способствовать снижению потерь рыбоводной продукции при искусственном воспроизводстве. Эффекты воздействия исследованных физических факторов, обнаруженные для сеголеток, повышают адаптивные способности молоди лосося и могут отразиться на ее дальнейшем развитии (сеголетка-пестрятка-смолт), повлиять на процессы регуляции потребления пищи, ее эффективную конвертацию и метаболизм и, в конечном счете, - на сроки смолтификации рыб, готовность смолтов к переходу в морскую среду, что имеет большое практическое значение для пополнения природных популяций лосося.
Информационные ресурсы в сети Интернет, посвященные проекту:
