Курс предназначен для специалистов и научных работников, планирующих работать, или уже выполняющих работы в лабораториях, где исследуются генетические параметры водных биологических ресурсов (не дается в рамках этого курса), объектов аквакультуры, проводится селекционная работа для повышения качества получаемой продукции.
В программу включены изучение генетической вариабельности – основы для селекции любых организмов, знания о половом размножении, митохондриальной и ядерной ДНК, ее размерах и методах исследования. Знания о генетической структуре природных популяций, ее оценке, изучение понятий плоидности и ее изменения, использование этих знаний при выращивании объектов аквакультуры, проведении селекции на аквакультурных хозяйствах, знания о генетических линиях, имбридинге, кросс-скрещиваниях и гибридизации, знакомство с работой оборудования и изучение новых технологий секвенирования. Также будут рассмотрены проблемы влияния климата на ВБР и растущая антропогенная нагрузка, методы средства и технологии исследований добычи и переработки ВБР, проблемы аквакультуры и искусственого воспроизводства, а также экономические решения задач, стоящих перед российской рыбохозяйственной наукой. Рассмотрены принципы ведения документации и фиксации при проведении экспериментов различной сложности, проблемы этического и правого статуса генно-модифицированных организмов в России и мире. Особый акцент курса сделан на рассмотрении самых современных методов генетической селекции, основанный на знании генома селекционируемых объектов, генетического редактирования геномов и др. новейших методах проведения селекции.
После успешного прохождения итоговой аттестации слушателям курса выдается удостоверение о повышении квалификации установленного образца
Занятие 1. Геномные технологии в аквакультуре и рыболовстве, основы геномного редактирования (лекция 13 академических часа).
Строение ДНК и РНК, понятие генетического кода, структура белков и хромосом, половое размножение как инструмент биоразнообразия, основы популяционной генетики: оценка частот аллелей, изменение частот во времени и пространстве, оценка демографического роста, уровня генетической дифференциации, природоохранная генетика. Полиморфизм природных и аквакультурных популяций, понятие гетерозиготности, эффект основателя понятие полиплоидности, имбридинга, чистой линии и гибридизации. Мутации и их проявления. Фенотип и генотип.
Технологии секвенирования нового поколения, Анализ экспрессии генов на микрочипах, Новые технологии в секвенировании – тплатформа 454, Solid и Illumina.), Секвенирование третьего поколения – PacBio, Nanopore и др. Исследование генома, экзома, транскриптома, протеомика. Введение в биоинформатику, картирование генов, приготовление библиотек ДНК (геномные библиотеки, библиотеки кДНК).
Понятие аквакультуры, различие целей и стратегий аквакультуры и воспроизводства естественных популяций. Селекция только в товарной аквакультуре. Роль аквакультуры в мировой и российской экономике. Породы рыб осетровых, лососевых и карповых, эффект гетерозиса и направленного отбора. Основные критерии селекции в аквакультуре, методы селекции – классические и генетические. Разбор основных методов генетической селекции:
Полногеномный список ассоциаций (GWAS- Genome-Wide Association Studies) – исследование ассоциаций между геномными вариантами и фенотипическими признаками. Понятие эпистаза, регуляторных каскадов,
MAS (marker-assisted selection), RAD-секвенирование, генотипирование рестриктазо-ассоциированных участков, поиск однонуклеотидных замен (SNP) и др.
Основы геномного редактирования. Использование технологий TALEN и CRISPR/Cas9 в введении направленного изменения генетического кода. Особенности геномного редактирования на культуре клеток, а также на икре и эмбрионах рыб.
Примеры геномной селекции водных биологических ресурсов в мире, разбор методов. Selective breeding –проект обобщенных данных по селекции объектов аквакультуры для Европейского Союза, проект AquaAdvantage salmon. Проблемы использования продукции, полученной с помощью геномной селекции.
Самостоятельная внеаудиторная работа[1] (8 академических часов).
Занятие 2. Аквакультура, в том числе искусственное воспроизводство и охрана водных биологических ресурсов (лекция 7 академических часов).
Понятие аквакультуры, различие целей и стратегий аквакультуры и воспроизводства естественных популяций. Селекция только в товарной аквакультуре. Роль аквакультуры в мировой и российской экономике. Породы рыб осетровых, лососевых и карповых, эффект гетерозиса и направленного отбора. Основные критерии селекции в аквакультуре, методы селекции – классические и генетические. Разбор основных методов генетической селекции:
Современные направления научного обеспечения аквакультуры
Самостоятельная внеаудиторная работа1 (5 академических часов).
Занятие 3. Водные биологические ресурсы и среда их обитания в условиях меняющегося климата и возрастающей антропогенной нагрузки (лекция 5 академических часа).
Новые подходы оценки и прогноза запасов ВБР с привлечением промысловых и климатических данных.
Исследования и перспективы рыболовства в условиях климатических изменений арктических морей.
Проблемы экологии и их решения в местах антропогенных катастроф.
Самостоятельная внеаудиторная работа1 (4 академических часов).
Занятие 4. Перспективные методы, средства и технологии исследований, добычи и переработки водных биологических ресурсов (лекция 5 академических часа).
Современные технологии добычи ВБР и перспективы их развития
Биотехнологические основы создания специализированной продукции на основе ВБР, их биотехнологический потенциал
Радиационные технологии в пищевой промышленности на основе ВБР. Самостоятельная внеаудиторная работа1 (4 академических часа).
Занятие 5. Фундаментальные походы к решению прикладных задач (лекция 5 академических часов).
Выделение единиц запасов гидробионтов: эколого-генетический подход
Молекулярная филогения и филогеография. Их значение для сохранения генофондов и управления ресурсами мирового океана
Использование компьютерных симуляций для определения микроэволюционных процессов
Занятие 6. Экономические проблемы и решения в рыбохозяйственной отрасли (лекция 5 академических часов).
Проблемы и перспективы функционирования рыбохозяйственного комплекса России
Государственное регулирование и управление рыбохозяйственным комплексом России
Самостоятельная внеаудиторная работа (4 академических часа).
Итоговая аттестация: (4 академических часа) осуществляется в форме тестирования в рамках читаемого курса.
Сведения о преподавателях
Булатов Олег Аркадьевич директор по научной работе ФГБНУ ВНИРО, д.б.н.
Образование высшее. Диплом Калининградского технического института рыбной промышленности и хозяйства специальность Ихтиолог-рыбовод 1975 г. Доктор биологических наук по специальности Ихтиология, 2005 год
Общий стаж работы – 48 лет, стаж работы в ФГБНУ «ВНИРО» – 21 год. Научный стаж – 36 лет. Направление научных исследований: размножение рыб и оценка их запасов
Имеет более 110 научных публикаций, в т.ч. в журналах ВАК Российской Федерации; принимает активное участие в международных и отраслевых методологических семинарах; член редколлегии журналов, член диссертационных советов по ихтиологии. Заслуженный работник рыбного хозяйства Российской Федерации.
Глубоковский Михаил Константинович научный руководитель ФГБНУ «ВНИРО», д.б.н.
Образование высшее. Диплом Ленинградского государственного университета, биологический факультет, специальность Зоолог/биолог 1971 г. Доктор биологических наук по специальности – Зоология-Ихтиология, 1991 г. Профессор биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова с 2001 г.; руководитель Научного органа СИТЕС Российской Федерации в отношении осетровых видов рыб, Россия.
Общий стаж работы – 49 лет, стаж работы в ФГБНУ «ВНИРО» – 13 лет. Научный стаж – 35 лет. Направление научных исследований: Исследования эволюционной биологии и популяционной структуры лососевых и других рыб; организация рыбохозяйственной научной деятельности, член редколлегии журналов, член диссертационных советов по ихтиологии.
Имеет более 90 научных публикаций, в т.ч. в журналах ВАК Российской Федерации; принимает активное участие в международных и отраслевых методологических семинарах; педагогический стаж – более 25 лет.
Мюге Николай Сергеевич начальник отдела молекулярной генетики ФГБНУ «ВНИРО», к.б.н.
Образование высшее. Диплом МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, специальность Зоология/ботаника 1986 г. Кандидат биологических наук по специальности - Генетика, 1997 г.
Общий стаж работы – 44 года, стаж работы в ФГБНУ «ВНИРО» – 21 лет. Научный стаж – 38 лет. Направление научных исследований: генетика и геномика рыб, эволюционная биология.
Имеет более 150 научных публикаций, в т.ч. в журналах ВАК Российской Федерации; принимает активное участие в международных и отраслевых методологических семинарах; имеет педагогический опыт преподавания в ВУЗе.
Составители программы:
Мюге Н.С., к.б.н., начальник отдела молекулярной генетики ФГБНУ «ВНИРО»;
Барминцева А.Е., к.б.н., ведущий научный сотрудник.
