Генетические технологии в аквакультуре открывают новые горизонты для создания пород рыб, устойчивых к заболеваниям, что особенно актуально в условиях роста мирового спроса на рыбу и морепродукты. Современные методы, такие как геномное редактирование и селекция с использованием молекулярных маркеров, позволяют значительно повысить эффективность и устойчивость рыбоводства.
🧬 Геномное редактирование: CRISPR-Cas3 и Cas9
Технологии CRISPR-Cas3 и Cas9 стали революционными инструментами в генетике аквакультуры. Например, японская компания C4U совместно с Международным центром технологий для аквакультуры (CAT) разработала методику, позволяющую с помощью CRISPR-Cas3 эффективно бороться с паразитами и вирусами у рыб. Этот подход предполагает микроинъекцию икры и уже прошёл тестирование как in vitro, так и in vivo. В отличие от Cas9, система Cas3 обеспечивает более широкие возможности редактирования генома с меньшим риском непреднамеренных мутаций .
Кроме того, в США компания AquaBounty Technologies разработала генетически модифицированного лосося AquAdvantage, который достигает товарного веса в два раза быстрее обычного — за 18 месяцев вместо 36. Это стало возможным благодаря внедрению гена гормона роста, активируемого даже в зимний период, что обеспечивает круглогодичный рост рыбы.
🧪 Внедрение антибактериальных генов
Учёные также работают над повышением устойчивости рыб к заболеваниям путём внедрения в их геном генов, кодирующих антибактериальные белки. Так, в геном сома был внедрён ген секропина тутового шелкопряда, что повысило устойчивость к кишечной септицемии. А в геном семги — фрагмент ДНК, кодирующий лизоцим радужной форели, обладающий антибактериальными свойствами.
🧬 Геномная селекция и молекулярные маркеры
Геномная селекция с использованием молекулярных маркеров позволяет идентифицировать и отбирать особей с высокой устойчивостью к заболеваниям. Например, в селекционных программах по выращиванию тиляпии были обнаружены генетические маркеры, связанные с устойчивостью к бактерии Streptococcus iniae и вирусу озёрной тиляпии. Рыбы с благоприятными аллелями показали нулевую смертность при заражении, тогда как у других особей смертность достигала 73%.
Аналогичные подходы применяются и в селекции атлантического лосося для повышения устойчивости к бактериальным заболеваниям, таким как инфекционный панкреатический некроз.
🌍 Перспективы и вызовы
Применение генетических технологий в аквакультуре обещает значительное повышение устойчивости рыб к заболеваниям, снижение использования антибиотиков и улучшение общей продуктивности. Однако существуют и вызовы, включая этические вопросы, регуляторные барьеры и необходимость общественного принятия таких технологий. Важно также учитывать риски, связанные с возможным распространением генетически модифицированных организмов в природную среду и их воздействием на экосистемы.
В целом, генетические технологии представляют собой мощный инструмент для устойчивого развития аквакультуры, позволяя создавать породы рыб, способные эффективно противостоять заболеваниям и адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды.
Источники:
WIRED
The Bluewater Revolution
Fish Farm Forum
Genetic technologies helping breed disease-resistance traits in tilapia — Fish Farm Forum
The BiosearchTech Blog
Genetic solutions to infectious diseases in aquaculture — LGC