Направление развития аквакультуры лососевых в мире

Рост населения Земли предполагает поиск альтернативных источников полноценного питания человека. Одним из таких направлений является развитие аквакультуры. Мировая аквакультура, как и другие отрасли сельского хозяйства, прошла этапы своего становления начиная от ведения хозяйства примитивными методами до использования средств современных технологий. Лососеводство занимает важное место в промышленном рыбоводстве, а объемы выращиваемой продукции увеличиваются каждый год. Данный обзор кратко характеризует основные вехи развития аквакультуры лососевых рыб, описывает тренды, по которым велись селекционные программы и отображает генетические подходы, направленные на использование в рыбоводстве. Внедрение генетических методов в селекцию лососевых рыб зависит от уровня развития стран, где находятся рыбоводные хозяйства. За рубежом накоплен большой опыт инвестиционной политики, направленный на создание и введение проектов до завершающей (эксплуатационной) стадии внедрения методов молекулярной генетики в лососеводство, в том числе с использованием геномной селекции. В то время как в России только обсуждается концепция генетических улучшений в аквакультуре.  В настоящем обзоре важное место отводится обобщению накопленного материала о генетических методах исследования лососевых рыб, а также направлениях применения генетических маркеров в лососеводстве. Обсуждаются проблемы поиска кандидатных генов, локусов количественных признаков (QTL), связанных с набором мышечной массы и устойчивостью рыб к заболеваниям.  Показываются направления и способы решения селекционных задач. Интенсивное развитие научных подходов к развитию аквакультуры за рубежом является вектором для постановки целей расширения инвестиций бизнеса в развитие молекулярно-генетических подходов к селекции лососевых рыб в России.

1. Bou M. Gene expression profile during proliferation and differentiation of rainbow trout adipocyte precursor cells / M. Bou, J. Montfort et al. // BMC Genomics. – 2017. – V. 18. – P. 347-367.

2. Карпевич А. Ф., Акклиматизация и культивирование лососевых рыб-интродуцентов / Агапов В. С., Магомедов Г. М., Карпевич А. Ф. - М.: ВНИРО, 1991. – 206 с.: ISBN 5-85382-091-5.

3. Артамонова В. С., Махров А. А. Генетические методы в лососеводстве: от традиционной селекции до нанобиотехнологий. – М.: Товарищество научных изданий КМК, 2015. – 128 с.: ил. ISBN 978- 5-9907572-0-2.

4. Максимова Е. Пастбищное рыбоводство: тенденции и перспективы// Рыбная сфера. – 2014. – V. 2(10). – P. 16-19.

5. Halwart M. Cage aquaculture / Soto D., Arthur J.R. -. Rome: Viale delle Terme di Caracalla, 2010. – 299 c.: ISBN 978-92-5-405801.

6. Брайнбалле Я. Руководство по аквакультуре в установках замкнутого водоснабжения – Копенгаген: AKVA GROUP Denmark, 2010. – 69 с.

7. FAO. 2022. The State of World Fisheries and Aquaculture 2022. Towards Blue Transformation. Rome, FAO. DOI: 10.4060/cc0461en.

8. Tobin D. Fat or lean? The quantitative genetic basis for selection strategies of muscle and body composition traits in breeding schemes of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / A. Kause, E. A. Mantysaari et al. //Aquaculture. – 2006. – V. 261. – P. 510-521. DOI: 10.1016/j.aquaculture. 2006.07.023.

9. Ali A. Genome-wide identification of loci associated with growth in rainbow trout / A. Ali, A. Rafet et al. // BMC Genomics. – 2020. – V. 209. – P. 21-37. DOI: 10.1186/s12864-020-6617-x.

10. Scaife J. R. Influence of α-tocopherol acetate on the short- and long-term storage properties of fillets from Atlantic salmon Salmo salar fed a high lipid diet / J. R. Scaife, G. E. Onibi et al. // Aquaculture Nutrition. – 2001. – V. 6(1). – P. 65-71. DOI: 10.1046/j.1365-2095.2000.00128.x.

11. Christiansen R. Assessment of flesh colour in Atlantic salmon, Salmo salar L. / R. Christiansen, G. Struksnæs et al. // Aquaculture Research. – 1995. – V. 26(5). – P. 311-321.

12. Ruff N. The effect of dietary vitamin E and C level on market-size turbot (Scophthalmus maximus) fillet quality / N. Ruff, R. D. FitzGerald et al. // Aquaculture Nutrition. – 2003. – V. 9(2). – P. 91-103.

13. O'Malley K. G. Quantitative Trait Loci for Spawning Date and Body Weight in Rainbow Trout: Testing for Conserved Effects Across Ancestrally Duplicated Chromosomes / K. G. O'Malley, T. Sakamoto et al. // Journal of Heredity. – 2003. – V. 94. – P. 273-284. DOI: 10.1093/jhered/esg067.

14. Pasquier J. Gene evolution and gene expression after whole genome duplication in fish: the PhyloFish database / J. Pasquier, J. Cabau et al. // BMC Genomics. – 2016. – V. 17. – P. 368-378.

15. Salem M. Characterization of the rainbow trout transcriptome using Sanger and 454-pyrosequencing approaches / M. Salem, C. E. Rexroad et al. // BMC Genomics. – 2010. – V. 11. – P. 564 – 574. 16. Salem M. Genome-Wide Association Analysis With a 50K Transcribed Gene SNP-Chip Identifies QTL Affecting Muscle Yield in Rainbow Trout / M. Salem, R. Al-Tobasei et al. // Frontiers in genetic. – 2018. – V. 9. – P. 387-401. DOI: 10.3389/fgene.2018.00387.

16. Dianelys G. Genome-Wide Association Study for Identifying Loci that Affect Fillet Yield, Carcass, and Body Weight Traits in Rainbow Trout (Oncorhynchus mykiss) / G. Dianelys, G. Guangtu et al. // Frontiers in genetic. – 2016. – V. 7. – P. 203-217. DOI: 10.3389/fgene. 2016.00203.

17. Wringe B. F. Growth-related quantitative trait loci in domestic and wild rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / B. F. Wringe, R. H. Devlin et al. // BMC Genomics. – 2010. – V. 11. – P. 63-77.

18. De-Santis Ch. Candidate growth genes in finfish — where should we be looking? / Ch. De-Santis, R. Jerry Dean // Aquaculture. – 2007. – V. 272. – P .22-38. DOI: 10.1007/s 10126-010-9277-z.

19. Vilhena R. Genome-wide association analysis for body weight identifies candidate genes related to development and metabolism in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / R. Vilhena, R. Neto et al. // Molecular Genetics and Genomics. – 2019. – V. 294. – P. 563–571. DOI: 10.1007/s00438-018-1518-2.

20. Fukada M. Protein tyrosine phosphatase receptor type Z is inactivated by ligand-induced oligomerization / M. Fukada, A. Fujikawaa et al. // Federation of European Biochemical Societies. – 2006. – V. 580 – P. 4051-4056. DOI: 10.1016/j.febslet.2006.06.041.

21. Boni Ch. A Comprehensive Review of Receptor-Type Tyrosine-Protein Phosphatase Gamma (PTPRG) Role in Health and Non-Neoplastic Disease / Ch. Boni, C. Laudanna, C. Sorio // Biomolecules. – 2022. – V. 12. – P. 84-100. DOI: 10.3390/biom12010084.

22. Xiong G. Growth-related expressed sequence tag-sample sequence repeats (EST-SSRS) screen of Mud Ivory Whelk (Babylonia Lutosa) through transcriptome sequencing / G. Xiong, P. Wang et al. // Applied Ecology and Environmental Research. – 2020. – V. 18(2). – P. 3471-3482.

23. Haws W. Analyses of binding partners and functional domains for the developmentally essential protein Hmx3a/HMX3 / W. Haws, S. England et al. // Scientific reports. – 2023. – V. 13. – P. 1151-1164.

24. Haenisch Ch. The neuronal growth and regeneration associated Cntn1 (F3/F11/Contactin) gene is duplicated in fish: expression during development and retinal axon regeneration / Ch. Haenisch, H. Diekmann et al. // Mol. Cell. Neurosci. – 2025. – V. 28. – P. 361-437. DOI: 10.1016/j.mcn.2004.04.013.

25. Garikipati D. K. Identification, characterization, and quantitative expression analysis of rainbow trout myostatin-1a and myostatin-1b genes / D. K. Garikipati, S. A. Gahr, B. D. Rodgers // Journal of Endocrinology. – 2006. – V. 190. – P. 879-888. DOI: 10.1677/joe.1.06866.

26. Suarez-Bregua P. Promoter Architecture and Transcriptional Regulation of Musculoskeletal Embryonic Nuclear Protein 1b (mustn1b) Gene in Zebrafish / P. Suarez-Bregua, Chien Ch.-ju et al. // Developmental Dynamics. – 2017. – V. 246. – P. 992-1000. DOI: 10.1002/dvdy.24591.

27. Company R. Somatotropic regulation of fish growth and adiposity: growth hormone (GH) and somatolactin (SL) relationship / R. Company, A. Astola et al. // Comparative Biochemistry and Physiology Part C. – 2001. – V. 130(4). – P. 435-445. DOI: 10.1016/s1532-0456(01)00269-1.

28. Головина Н. А. Ихтиопатология / Стрелков Ю. А., Воронин В. Н., Головин П. П., Евдокимова В. Б., Юхименко Л. Н. – М.: Мир, 2003. – 448 с.: ISBN 5-03-003596-6.

29. Drew R. E. Detection of QTL influencing cortisol levels in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) / R. E. Drew, H. Schwabl et al. // Aquaculture. – 2007. – V. 272. – P. 183-194.

30. Vong Y. H. The RNA-binding protein Igf2bp3 is critical for embryonic and germline development in zebrafish / Y. H. Vong, L. Sivashanmugam et al. // PLOS Genetics. – 2021. – V. 17. – P. 17-44.

31. Zhang Y. Tissue factor pathway inhibitor-2: A novel gene involved in zebrafish central nervous system development / Y. Zhang, L. Wang et al. // Developmental Biology. – 2013. – V. 381. – P. 38-49.

32. Zhang Ya. Tissue factor pathway inhibitor-2 is critical in zebrafish cardiogenesis / Ya. Zhang, H. Wang et l. // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2015. – V. 456. – P. 827-833.