Механизмы воспроизводства и поддержания межвидовых гибридов комплекса P. esculentus в естественных и антропогенных местообитаниях

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-74-00115

НазваниеМеханизмы воспроизводства и поддержания межвидовых гибридов комплекса P. esculentus в естественных и антропогенных местообитаниях

Руководитель Дедух Дмитрий Викторович, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-105 - Эволюционная биология

Ключевые слова Межвидовые гибриды, полуклональное воспроизводство, элиминация генома, среднеевропейские зеленые лягушки, популяционные системы, антропогенное влияние

Код ГРНТИ34.23.35; 34.23.00; 34.23.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение важной научной проблемы - раскрытие механизмов, приводящих к возникновению и воспроизводству межвидовых гибридов животных в естесственной среде и под антропогенным воздействием. Актуальность проекта определяется малой изученностью гибридизации, влияния гибридов на родительские виды, а также сложностью в оценке антропогенного влияния на эти процессы, так как они продолжительны во времени, что делает наблюдение практически невозможным. В качестве модельной системы выбран комплекс среднеевропейских зеленых лягушек (комплекс Pelophylax esculentus), который обладает рядом преимуществ для изучения поставленных целей: представители этого комплекса широко распространены, практически повсеместно характеризуются успешным формированием и воспроизводством межвидовых гибридов. Таким образом, анализ гибридов из различных типов популяционных систем позволит сделать вывод об особенностях удаления геномов и влиянии гибридов на родительские виды в долгосрочной перспективе и антропогенном влиянии. Кроме того, в задачи текущего проекта входит выяснение клеточных и молекулярных механизмов, приводящих к появлению жизнеспособных гибридов способных производить фертильные гаметы. Это возможно благодаря существенным изменениям в мейозе гибридов, приводящих к уникальному способу воспроизводства, называемому гибридогенезом. Этот способ включает избирательное удаление всех хромосом одного из родительских видов и формирования клональных гамет, без рекомбинации. Интересно, что этот способ воспроизводства встречается достаточно редко, но обнаружен у различных групп живых организмов (растения, насекомые, рыбы и амфибии), что свидетельствует о способности животных адаптировать клеточные процессы для селективного удаления одного из родительских геномов. При этом, каким образом происходит удаление родительского генома, не описано для большинства гибридных организмов, в том числе и для гибридов зеленых лягушек. В результате, гибридные животные способны поддерживать высокое гетерозисное состояние из-за гибридного происхождения, но сохранять способность производить гаметы и получать рекомбинантные геномы от другого родительского вида. Эти свойства, присущие гибридным животным высоко ценятся в селекции, однако существенной проблемой в отдаленной гибридизации является стерильность гибридов. Таким образом, понимание цитологических особенностей удаления одного из родительских геномов и формирование клональных гамет позволит решить проблему отдаленной гибридизации в селекции низших позвононочных животных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Дедух Д.В., Литвинчук Ю.С., Свинин А.О., Литвинчук С.Н., Розанов Ю.М., Красикова А.В. Variation in hybridogenetic hybrid emergence between populations of water frogs from Pelophylax esculentus complex BMC Evolutionary Biology (год публикации - 2019)

2. Дедух Д.В., Литвинчук Ю.С., Свинин А.О., Литвинчук С.Н., Розанов Ю.М., Красикова А.В. Variation in hybridogenetic hybrid emergence between populations of water frogs from the Pelophylax esculentus complex PLoS ONE, 14(11): e0224759. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0224759 (год публикации - 2019)
10.1371/journal.pone.0224759

3. Дедух Д.В., Рюмин С.С., Чмилевская М., Розенблут-Коштисты Б., Коленда К., Казмерчак М., Огиельска М., Красикова А.В. Gradual chromosome elimination during gametogenesis of interspecies hybrids from Pelophylax esculentus complex Molecular Cytogenetics, 12(Suppl 1):30 (год публикации - 2019)
10.1186/s13039-019-0439-z

4. Рюмин С.С., Дедух. Д.В. Элиминация и эндоредупликация геномов в ходе раннего гаметогенеза межвидовых гибридов зелёных лягушек комплекса Pelophylax esculentus: цитологический анализ сборник тезисов Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов 2019» (год публикации - 2019)

5. Рюмин С.С., Дедух Д.В. Механизмы воспроизводства межвидовых гибридов зелёных лягушек комплекса Pelophylax esculentus в популяционных системах Польши: цитогенетический анализ Сборник тезисов 23-ой Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (год публикации - 2019)

6. Рюмин С.С., Дедух Д.В., Маслова А.В. Клональное наследование как выход из «репродуктивного тупика»: избирательная элиминация хромосом в гаметогенезе гибридов зелёных лягушек Сборник тезисов XVIII Конференции-школы с международным участием Актуальные проблемы биологии развития, Материалы XVIII Конференции-школы с международным участием «Актуальные проблемы биологии развития», 14-19 октября 2019 г. — М. Издательство Перо, 2019. — 108 с. (год публикации - 2019)

7. Дедух Д, Рюмин С, Чмилевская М, Розенблут-Коштисты Б, Коленда К, Казмерчак М, Дудзик А, Огельская М, Красикова А Micronuclei in germ cells of hybrid frogs from Pelophylax esculentus complex contain gradually eliminated chromosomes Scientific reports (год публикации - 2020)

8. Свинин А.О., Дедух Д.В., Боркин Л.Я., Ермаков О.А., Иванов А.Ю, Литвинчук Ю.С., Замалетдинов Р.И., Михайлова Р.И., Скоринов Д.В., Розанов Ю.М., Литвинчук С.Н. Genetic structure, morphological variation, and gametogenesis peculiarities in water frogs (Pelophylax) in northeastern European Russia Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research (год публикации - 2020)

Публикации