Регистрация / Вход
Прислать материал

Экологические и генетические механизмы устойчивости популяций, сохранения редких видов и биоразнообразия

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0282
Организация
ИПЭЭ РАН
Руководитель работ
Рожнов Вячеслав Владимирович
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Внебюджетные средства
2,4 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 30.09.2009
Разработаны методы неинвазивного мониторинга активности гипоталламо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) для редких видов хищных по уровню стероидных гормонов в экскрементах. Концентрация стероидных гормонов определена в 62 тестах (по ТЗ – не менее чем в 30) с экспериментальным введением адренокортикотропного гормона и гонадотропного гормонов. Средний коэффициент вариации для образцов составил 3.9±0.3 % (в ТЗ – не более 10%). Выявлены валидные антитела к кортикостерону и кортизолу для иммуноферментного анализа уровня активности ГГНС.
  На основе экспериментальных тестов разработана процедура регуляции репродуктивного поведения и неинвазивной оценки репродуктивного состояния, для чего впервые для диких хищных использована технология УЗИ. Показано, что экспериментальная коррекция отклонений от типичной для вида репродуктивной стратегии ведет к увеличению числа овулирующих яйцеклеток и, соответственно, размера выводка в среднем на 33% (согласно ТЗ – на 30 %).
  На примере куньих (Mustelidae) разработана методика сбора и хранения образцов экскрементов (188 образцов), выделения из них тотальной ДНК, выбор молекулярных маркеров, оптимизация проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим определением нуклеотидных последовательностей амплифицированных фрагментов генома. Результаты сравнения методов выделения ДНК с разными наборами реагентов показали существенно более высокую (на 70 % выше) эффективность применения набора отечественного производства Diatom DNA Prep 200 (Изоген, Москва). Показано, что по сравнению с традиционным методом высушивания наиболее эффективной для сохранения ДНК оказалась консервация экскрементов в этиловом спирте (96%), при этом для предотвращения микробиальной деградации ДНК хозяина доля спирта должна в 4-6 раз превышать объем образца.
  Разработан метод прижизненной диагностики кариотипического статуса животных в природных популяциях и апробирован на примере хромосомных рас мелких млекопитающих. Для получения хромосомных препаратов разработан метод культивирования фибробластов из образцов тканей, собранных прижизненно в природных гибридных зонах. Сравнение нового и стандартных методов кариотипирования показало, что качество хромосомных препаратов, приготовленных из культуры тканей, оказалось значительно выше, в частности по степени конденсации хромосом, качеству дифференциальной окраски, числу метафазных пластинок (в 3 раза больше).
  На основе сравнительных тестов разных систем радиослежения разработана процедура и технические подходы к дистанционному мониторингу редких видов хищных: тигра, бурого и белогрудого медведя. Разработана экономичная и эффективная модель ошейника-радиометки для дистанционного слежения за крупными млекопитающими в условиях плохого приема сигнала на основе GPS-технологии фиксирования координат и sms-технологии передачи информации.
Развернуть
2
01.10.2009 - 10.12.2009
Организованы и проведены семинары, школы и практики для студентов и аспирантов по методам прижизненной оценки репродуктивного и гормонального статуса животных, по эколого-генетическим основам устойчивости популяций и сохранению редких видов; по методам прижизненной диагностики генетического статуса. Подготовлено и издано научно-методическое пособие по полевой геномике для студентов, аспирантов и молодых специалистов.
Утверждены для использования в фундаментальных исследованиях и научно-образовательных программах НОЦ протоколы неинвзивных методов диагностики беременности у куньих с помощью имуно-ферментного анализа и видовой идентификации животных редких видов по экскретам при помощи молекулярно-генетического анализа. Разработанные методы используются в программах по сохранению редких видов кошачьих, в том числе тигра и лесного кота на Дальнем востоке на территории ГПЗ «Уссурийский».
Разработаны и внедрены в практику исследований и образования методы неинвазивного мониторинга активности гипоталламо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС) для редких видов хищных по уровню гормонов в экскрементах. Неинвазивный метод определения уровня гормонов валидизирован в тестах с введением адренокортикотропного и гонадотропного гормонов. Достоверная корреляция уровня гормонов в экскретах и в плазме крови (с коэффициентом детерминации 95%), указывает на высокую точность неинвазивного метода оценки гормонального статуса у хищных.
При помощи неинвазивных методов анализа гормонального статуса впервые получены оценки влияния стресса и сезонных факторов на показатели репродуктивной активности редких видов хищных. В 15 тестах показано, что после стрессорных воздействий (процедура электроэякуляции и взятия крови) уровень глюкокортикоидов на 2-е сутки увеличивается, а на 4-е сутки возвращается к базальному. Применение УЗИ-технологии впервые показало возможность оценки числа желтых тел в яичниках в течение двух и более месяцев после родов.
Разработанные и утвержденные на примере куньих альтернативные варианты неинвазивной молекулярно-генетической диагностики по экскретам животных использованы для видовой и индивидуальной идентификации редких видов хищных в природе. В частности, в результате генотипирования 35 образцов экскрементов амурского тигра были определены число и пол особей, использующих территорию Уссурийского заповедника на протяжении года.
На основе молекулярно-генетических методов исследована структура пространственно подразделенных популяций сусликов. Вопреки традиционным взглядам, анализ частотного распределения генотипов и межпопуляционной дифференциации показал, что островные популяции отличаются большим разнообразием и специфичностью по сравнению с материковыми, т.е. могут служить естественным хранилищем генетического материала в условиях периодических изменений климата.
Проведены исследования пространственного и частотного распределения кариотипических форм на модели насекомоядных в 32 локалитетах 6 гибридных зон с использованием разработанных методов прижизненной цито-генетической диагностики. Получены новые данные о пространственном и частотном распределении кариотипов, установлены новые зоны контакта рас и пределы распространения; предложена схема воздействия внешних физических и внутрипопуляционных факторов на локализацию гибридных зон и поддержание разнообразия на уровне внутривидовой дифференциации.
Область применения результатов - фундаментальные исследования в области репродуктивной биологии, экологической генетики, экологического мониторинга популяций, теории и практики поддержания биоразнообразия и сохранения редких видов; образовательные программы подготовки специалистов в области экологии, общей биологии, генетики, а также рационального природопользования.
Развернуть
3
01.01.2010 - 30.06.2010
Разработка и внедрение в научные исследования и образовательный процесс технологии мониторинга популяций и их генетической структуры, а также биотехнологии управления воспроизводством редких видов. Проведены экологические и цитогенетические исследования популяций и гибридных зон; установлены факторы, влияющих на генетическое разнообразие, генетическую структуру популяций и гибридных зон; предложены новые объяснительные модели внутривидовой и межвидовой кариотипической и генетической дифференциации и гибридизации. Проведены молекулярно-генетические исследования структуры популяций редких видов с использованием неинвазивных методов молекулярной диагностики. Разработана и утверждена программа обучающих семинаров и практических занятий для студентов, аспирантов и молодых специалистов по экологическим, физиологическим и генетическим методам мониторинга популяций редких видов млекопитающих. Организованы и проведены производственные практики для студентов московских вузов по изучению репродуктивной биология редких видов млекопитающих и неинвазивным методам исследования.
Развернуть
4
01.07.2010 - 10.12.2010
Лабораторные и полевые исследования экологических, физиологических и генетических факторов формообразования, внутри- и межвидовой дифференциации и устойчивости популяций редких видов. Получены данные о генетическом разнообразии, структуре и состоянии популяций и угрожающим им рискам. На основе полученных показателей генетической, морфологичекой и кариотипической изменчивости предложены новые объяснительные модели формообразования, учитывающие роль внутрипопуляционных и биогеографических факторов во внутри- и межвидовой дифференциации. Валидизированы методы неинвазивной диагностики эндокринного статуса и оценена его роль в репродуктивной активности редких видов хищных. Разработаны и внедрены в учебный процесс курсы лекций и практических занятий по эко-физиологическим и генетическим основам устойчивости популяций и сохранения биоразнообразия. Организована и проведена Школа по неинвазивным методам гормонального анализа у млекопитающих.
Развернуть
5
01.01.2011 - 31.05.2011
Разработана модель поддержания генетической структуры популяций и потока генов на основе механизмов дисперсии. Модель демонстрирует механизм подразделенности популяций и образования прерывистого генного потока на основе различий в характере дисперсии особей в зависимости от прочности социальных связей и вне зависимости от наличия или отсутствия физических преград.
Разработана модель экологических, популяционных и генетических механизмов меж- и внутривидовой дифференциации и гибридизации как основы формообразования и подержания биоразнообразия. Модель описывает влияние экологических и популяционных факторов на поток генов и генетическую структурированность на межвидовом и внутривидовом уровне
Разработана модель коммуникационных и эндокринных механизмов воспроизводства, устойчивости и сохранения популяций. Предложены меры по улучшению воспроизводства и снижению риска инфекционных заболеваний у редких видов хищных.
Организованы и проведены практики студентов по физиологическим и генетическим исследованиям животных. Разработан и внедрен в практику образования и подготовки специалистов курс лекций по экологическим и генетическим основам меж- и внутривидовой дифференциации. Подготовлено учебно-методическое пособие по неинвазивным методам выделения ДНК.
Развернуть
6
01.06.2011 - 01.09.2011
1. Организован и проведен экологический мониторинг состояния популяций редких видов хищных.
2. Проведены полевые и экспериментальные исследования коммуникативных процессов, эндокринных механизмов и репродуктивной активности как факторов устойчивости и сохранения редких видов.
3. Проведены полевые и лабораторные исследования по изучению факторов формообразования и генетического разнообразия.
4. Разработаны программы мероприятий по управлению, сохранению и воспроизводству редких видов млекопитающих.
5. Проведено научно-методическое обеспечение организации и проведения полевых практик студентов по экологическим и генетическим исследованиям животных.
6. Проведены патентные исследования.
7. Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2013, 6 мес.
Бюджетные средства
7 млн
Организация
ЦЭПЛ РАН
профинансировано
Тема
Разработка научно-технических основ оценки биоразнообразия и принципов системы построения его мониторинга
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
28
Тема
Механизмы генетической интеграции бобовых растений с полезной почвенной микрофлорой.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 17 мес.
Бюджетные средства
7,8 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследование мониторинга состояния окружающей среды или биоразнообразия.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 21 мес.
Бюджетные средства
24 млн
Количество заявок
33
Тема
Разработка технологии переработки отходов термопластичных полимеров и резины в изделия из полимеркомпозитных материалов для широкого спектра промышленного применения.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 13 мес.
Бюджетные средства
118 млн
Количество заявок
2
Тема
Исследования, направленные на использование потенциала микробного биоразнообразия для развития промышленной биотехнологии
Продолжительность работ
2013, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
14