Разработка инновационной биотехнологии заводского воспроизводства популяций рыб на основе полносистемных научных исследований

Усиливающиеся загрязнения поверхностных вод и воздействие загрязняющих веществ на естественное и заводское воспроизводство рыб диктует необходимость поиска новых форм и методов профилактики этого негативного процесса. Эколого-гистофизиологическими исследованиями гипоталамогипофизарной нейросекреторной системы (ГГНС) с помощью световой, электронной микроскопии и иммуноцитохимии впервые в мировой литературе установлено ее участие в размножении рыб. В начале миграций проходных рыб происходит нарушение основной осморегуляторной функции ГГНС, вызывающее смену среды обитания. Одновременно ГГНС вызывает нейротропный эффект возбуждения ЦНС в виде доминантного состояния ‒ «миграционного импульса». В начале нереста ГГНС также инициирует нерестовое поведение и завершает нерест участием в защитно-приспособительных реакциях организма на естественный физиологический стресс. Функциональная роль ГГНС в размножения рыб заключается в инициации энергозатратных репродуктовных процессов миграционного и нерестового поведений и завершении нереста путем подавления гиперактивности желез-мишеней, которое обеспечивает переход организма на энергосберегающий пластический обмен. Анализ ключевой роли ГГНС в интеграции размножения рыб по принципу саморегуляции позволил разработать конструктивную рабочую схему. На ее основе разработаны новые способы управления сроками размножения, степенью выживаемости и скоростью роста ценных видов рыб. Они представлены в виде 10 изобретений. Конкретно, для стимуляции полового созревания производителей разработаны и внедрены в осетроводство препараты изолированных передней и задней долей гипофиза, повышающие степени их рыбоводного использования на 15% и экономии гипофиза до 40%. Для задержки полового производителей созревания разработан метод их промышленного резервирования в среде критической солености 4-8‰, причем как в морской воде, так и в растворах поваренной соли. Производственными испытаниями доказана возможность длительного сохранения рыбоводного качества производителей и получения доброкачественного потомства в этой среде даже при верхних нерестовых температурах. С целью заводского воспроизводства природных популяций промысловых рыб разработан метод управления их размножением триадой адекватных экологических факторов ‒ "критической" соленостью, температурой и освещенностью при видоспецифических пороговых воздействиях. На этой основе разработан полносистемный метод воспроизводства популяций ценных видов осетровых и лососевых рыб, охватывающий все этапы заводской биотехники. Новый метод осуществляется путем массовой морской заготовки производителей, получения потомства в морских садках и, после заводского речного выращивания молоди до готовности к миграции, конечного доращивания в морских садках крупной жизнестойкой молоди. Для промышленного внедрения всей предложенной биотехники и круглогодичной аквакультуры разработаны системы водоснабжения рыбоводных заводов и рыбоводных хозяйств. Они функционируют на принципе внесезонного подземного гидрокондиционирования среды и на природно-промышленных принципах инженерной экологии. Благодаря общей цели (повышения эффективности биотехники воспроизводства) и логической взаимосвязи все разработки интегрированы в систему управления биотехникой воспроизводства популяций рыб.

1. Garlov P.E. Plasticity of Nonapeptidergic Neurosecretory Cells in Fish Hypothalamus and Neurohypophysis. International Review of Cytology. 2005. 245, 123-170.

2. Гарлов П.Е., Мосягина М.В., Рыбалова Н.Б. Эколого-гистофизиологический обзор участия гипоталамо-гипофизарной нейросекреторной системы в размножении рыб. // Труды ЗИН РАН. 2019, 323, № 4. С. 476-497.

3. Гарлов П.Е., Нечаева Т.А., Мосягина М.В. «Механизмы нейроэндокринной регуляции размножения рыб и перспективы искусственного воспроизводства их популяций». СПб,: Изд-во «Проспект науки», 2018. 335с.

4. Способ приготовления гормонального препарата для стимуляции созревания производителей рыб. 1976. Авторское свидетельство СССР № 719571. (Заявители: ЛГУ им. А.А.Жданова, ИЭФБ им И.М.Сеченова АН СССР, 26.10.1976). Опубл.: Бюлл. Госкомизобретений и открытий. 05.03.1980. № 9, С. 13-14.

5. Способ стимуляции полового созревания самцов рыб. 1983. Авт. свид. СССР № 1163817 (Заявители: Институт цитологии АН СССР, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова АН СССР, Центральный НИИ осетрового рыбного хозяйства МРХ СССР, КаспНИИРХ МРХ РСФСР, 15.11.1983). Опубл.: Бюлл. Госкомизобретений и открытий. 30.06.1985 N 24, С. 5.

6. Способ резервации производителей рыб. 1977. Авт. свид. СССР № 965409. (Заявители: ГосНИОРХ, ИЭФБ им И.М.Сеченова АН СССР, ЦНИОРХ МРХ СССР, КаспНИИРХ МРХ РСФСР, 05.12.1977). Опубл.: Бюлл. Госкомизобретений и открытий. 12.10.1982 N 38, С. 6.

7. Способ воспроизводства популяции рыб. 1977. Авт. свид. СССР № 682197. (Заявители: ГосНИОРХ, ИЭФБ им И.М.Сеченова АН СССР, 02.06.1977). Опубл.: Бюлл. Госкомизобретений и открытий. 30.08.1979. N 32, С. 11.

8. Способ воспроизводства популяций севрюги и балтийского лосося. Патент на изобретение № 2582347. (Патентообладель ФГБОУ ВО СПбГАУ (RU). Заявка МПК А01К 61/00 № 2014132322/13(052080). Приоритет изобретения 05.08.2014. Зарегистрировано в Гос. Реестре РФ 01. апреля 2016. Срок действия патента истекает 05 августа 2034г. Опубликовано: 27.04.2016. Бюл. № 12.

9. Стационарная рыбная ловушка для рекреационной аквакультуры. Патент на изобретение № 2707909. Патентообладель ФГБОУ ВО СПбГАУ (RU); по заявке МПК А01К 69/00 № 2017120877 от 14 июня 2017. Опубликовано: 02.12.2019.

10. Способ содержания производителей в искусственной биостимулирующей среде. (Патент на изобретение № 2726107. Патентообладель ФГБОУ ВО СПбГАУ (RU); по заявке МПК А01К 61/00 № 201910644/(012451) от 06. марта 2020. Зарегистрировано в Гос. Реестре РФ 09 июля 2020. Срок действия патента истекает 06 марта 2039г. Опубликовано: 09.07.2020. Бюл. № 19).

11. Способ выращивания молоди рыб в искусственной биостимулирующей среде. Заявка на выдачу патента на изобретение № 2020121859 от 26.06.2020. (положительное решение ФИПС).

12. Система водоснабжения рыбоводных заводов. Авт. свид. СССР № 982614. (Заявитель: ГосНИОРХ МРХ РСФСР, 06.04.1981). Опубл.: Бюлл. Госкомизобретений и открытий. 23.12.1982 N 47, С. 6.

13. Система водоснабжения рыбоводных хозяйств. Патент на изобретение № 2400975. (Патентообладель ФГНУ ГосНИОРХ (RU). Заявка № 2008117679. Приоритет изобретения 04 мая 2008. Зарегистрировано в Гос. Реестре РФ 10 октября 2010. Срок действия патента истекает 04 мая 2028г. Дата публикации заявки: 10.11.2009). Опубликовано: 10.10. 2010 Бюл. № 28.