ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ РОССИЙСКИХ ПОРОД ОВЕЦ ПО МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ МАРКЕРАМ Денискова Т.Е.,Гладырь Е.А.,Зиновьева Н.А.

Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства им. Л.К. Эрнста


Номер: 9-1
Год: 2016
Страницы: 24-29
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

ДНК-маркеры, микросателлиты, аллельные профили, породы овец, DNA markers, microsatellites, allelic profiles, sheep breeds

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В работе дана генетическая характеристика трех российских пород (романовская, татарстанская, тувинская короткожирнохвостая) по 11 микросателлитным локусам. Исследование является одним из этапов ДНК-паспортизации пород овец России.

Текст научной статьи

Для комплексной ДНК-паспортизации отечественных пород овец, которая, в свою очередь, является важным этапом для сохранения уникального генофонда и совершенствования продуктивных качеств, необходимо дать генетическую оценку каждой отдельной породе (или типа), изучить их аллелофонд, консолидированность и генетическое разнообразие. Для решения этих задач из всего спектра ДНК-маркеров особенно успешно зарекомендовали себя мультилокусные системы анализа на основе микросателлитов. Микросателлиты известны с 1984 год [1,4130] и обладают такими важными особенностями, как менделевский характер наследования, равномерное распределение в геноме, высокая информативность на локус вследствие большого аллельного разнообразия и легкость автоматизации [2,234; 3, 4]. Благодаря этим преимуществам микросателлитный анализ нашел широкое применение в популяционно-генетических исследованиях овец как для оценки генетического разнообразия, установления филогенетических взаимосвязей между породами, подтверждения происхождения и породной принадлежности особей, так и для исследования структуры популяции. Кроме того, микросателлиты могут служить индивидуальной генетической характеристикой особи [2,234; 3, 4; 4,4399; 5,27; 6,46; 7,52; 8,395] Романовская порода овец является одной из самых известных и многоплодных пород овец не только в России, но и в мире. По мнению профессора Д.Д. Арсеньева, [9,31], «романовскую породу нужно рассматривать как как продукт длительной эволюции, в результате которой у животных сложился неповторимый комплекс признаков, который необходим как источник генетического, а значит и экономического, потенциала». Овцы романовской породы характеризуются хорошей приспособляемостью к условиям разведения в разных климатических районах, высокой плодовитостью, полиэстричностью и скороспелостью. [9,27; 10,221]. Благодаря непревзойденному качеству овчины и особенностям шерстного покрова, романовская порода овец создавалась, прежде всего, как шубная. Но с падением спроса на овчины и шкуры, часть хозяйств также используют овец и на мясо. Кроме того, высочайшие воспроизводительные качества романовских овец позволяют использовать их для скрещивания с другими породами для повышения их плодовитости [11,4]. Особый интерес представляет татарстанская порода овец, до настоящего времени не изученная по микросателлитным маркерам. Татарстанская порода овец, утвержденная в 2012 году (авторы: П.П. Араев, И.Н. Шайдуллин и др.), была создана методом воспроизводительного скрещивания помесных маток (прекос и куйбышевская) с баранами удмуртского типа советской мясошерстной породы с применением жесткого отбора. Животные желательного типа затем разводились в чистоте. По направлению продуктивности овцы являются полутонкорунными. Животные отличаются крепкой конституцией, комолые, хорошо приспособлены к длительному выгульному содержанию [10,214]. Тувинская короткожирнохвостая овца является уникальной аборигенной породой, выведенная племенами кочевников. В связи с этим тувинские овцы невероятны приспособлены к суровым климатическим и кормовым условия Республики Тыва. [12,34]. Животные характеризуются крепкой конституцией, крупным размером, высокой мясной продуктивностью и выраженными мясосальными формами тела. Тувинские овцы относятся по направлению продуктивности к грубошерстным [10,227]. Целью нашей работы явилось исследование аллелофонда и генетического разнообразия трех российских пород овец: тувинской короткожирнохвостой (TUV, n=15), татарстанской (TTR, n=15) и романовской, представленной выборкой из трех генофондных хозяйств Ярославской области: ROM1 (n=14), ROM2 (n=11) и ROM3 (n=13). Выделение ДНК производилось с помощью набора «ДНК-Экстран» (ЗАО «Синтол», Россия) согласно стандартному протоколу производителя. Для характеристики трех пород овец были выбраны 11 микросателлитных локусов: OarCP49, INRA063, HSC, OarAE129, MAF214, OarFCB11, INRA005, SPS113, INRA23, MAF65 и McM527. ПЦР-амплификация проводилась согласно «Методическим рекомендациям…» [13,25]. Исследование полиморфизма микросателлитов осуществлялось на шестнадцати капиллярном генетическом анализаторе ABI 3131xl Genetic Analyzer (Applied Biosystems, США). Длины фрагментов были получены с помощью программного обеспечения Gene Mapper 4. Статистическую обработку данных проводили с использованием программ GenAIEx 6.5 [14,25], Structure 2.3.2 [15,945] и PAST [16,5]. С помощью GenAIEx 6.5 были рассчитаны следующие показатели: среднее число аллелей на локус (Na), эффективное число аллелей (Ne), число информативных аллелей на локус (Na Freq. ≥5%) с частотой встречаемости 5% и более, количество приватных аллелей (No. Private Alleles), уровни ожидаемой (He) и наблюдаемой (Ho) гетерозиготности, значение информационного индекса Шеннона (I), показатели F-статистики, расчет генетических дистанций по М. Нею [17,583]. В программе Structure 2.3.2 по методу Pritchard J.K. с соавторами [15,945]. был рассчитан критерий Q, который характеризует принадлежность каждого отдельного животного к соответствующей породе. Значение Q равное 75% и выше подтверждает членство особи в своем кластере. В программе PAST выполнено построение филогенетического дерева на основе расчета генетических дистанций по Нею (1978). На рисунке 1 представлены аллельные профили трех изучаемых пород овец. Среднее число аллелей на локус варьировало от 5,55±0,68, 5,36±0,61 и 5,73±0,54 у ROM1, ROM2 и ROM3, соответственно, до 8,55±0,74 у TUV с промежуточным значением у TTR (7,55±0,59). По эффективному числу аллелей и числу информативных аллелей была отмечена та же тенденция в распределении пород: 3,28±0,32 и 4,18±0,42; 3,49±0,34 и 4,00±0,41; 3,52±0,40 и 4,09±0,29; 4,68±0,66 и 5,23±0,45; 5,55±0,42 и 5,73±0,33 для ROM1, ROM2 и ROM3, TTR, TUV, соответственно. Интересным фактом было то, что овцы TUV по количеству приватных аллелей, т. е. встречающихся только у определенной породы или популяции, почти в два раза превышали аналогичный показатель у TTR: 3,45 аллеля у TUV против 1,45 аллеля у TTR. Возможно, такое высокое значение числа приватных аллелей TUV объясняется тем, что в выборке были представлены неродственные животные, а также тем, что данная порода является наиболее древней из трех приведенных пород, а также наиболее географически обособленной, что позволило накопить уникальные аллели. Рис. 1. Аллельные профили изучаемых пород овец. Na - среднее число аллелей на локус; Ne - число эффективных аллелей на локус; Na Freq. ≥5% - число информативных аллелей; No. Private Alleles - количество приватных аллелей; ROM1 - романовская порода, хозяйство 1; ROM2 - романовская порода, хозяйство 2; ROM3 - романовская порода, хозяйство 3; TTR - татарстанская порода; TUV - тувинская короткожирнохвостая порода. В таблице 1 приведены основные параметры генетического разнообразия трех пород овец. Наибольшая степень наблюдаемой гетерозиготности была выявлена у TUV и TTR: 0,97±0,02 и 0,91±0,03, соответственно. Аналогичный показатель у ROM был ниже на 0,34 и 0,28, чем у двух выше обозначенных пород, соответственно. Умеренно высокий избыток гетерозигот был зафиксирован у TTR и TUV (15 и 16%, соответственно). Это подтверждалось высокими отрицательными значениями индекса фиксации FIS. Группы романовских овец характеризовалась незначительным дефицитом гетерозигот в 4%. Значения FIS колебались также в диапазоне от 0,06±0,09 до 0,09±0,12 у ROM1 и ROM3, соответственно. В то же время значения информационного индекса Шеннона указывали на достаточно высокое генетическое разнообразие в двух из трех исследованных пород (I ≥ 1,5) за исключением романовской породы: 1,33 и 1,36 для ROM1 и ROM3, соответственно. Таблица 1 Генетико-популяционные параметры генетического разнообразия изучаемых пород овец Порода Ho He Ho-He I FIS TTR 0,91±0,03 0,76±0,02 0,15 1,66±0,10 -0,21±0,04 TUV 0,97±0,02 0,81±0,02 0,16 1,86±0,09 -0,21±0,04 ROM1 0,62±0,07 0,66±0,04 -0,04 1,33±0,12 0,06±0,09 ROM2 0,62±0,08 0,66±0,06 -0,04 1,35±0,14 0,07±0,07 ROM3 0,64±0,09 0,66±0,05 -0,04 1,36±0,13 0,09±0,12 В целом 0,75±0,04 0,71±0,02 0,04 1,51±0,06 -0,04±0,04 Примечание: Ho - наблюдаемая гетерозиготность; He - ожидаемая гетерозиготность; I - информационный индекс Шеннона; FIS - индекс фиксации. Анализ структуры филогенетического древа, построенного на основании генетических дистанций по Нею (рис. 2), показал, что тувинские овцы, как и наиболее древние и географически изолированные, генетически далеки от других пород и формирует отдельную ветвь. В свою очередь, овцы романовской и татарстанской пород формируют общий кластер, внутри которого формируется кластер второго порядка, состоящий из групп романовских овец. При этом ROM 2 и ROM 3 являются более генетически близкими, чем ROM1. Рис. 1. Филогенетическое дерево на основе матрицы попарных генетических дистанций Nei M. [1978] между изучаемыми группами овец (метод UMPGA) Кластерный анализ, выполненный для наиболее вероятного числа кластеров k=3 (рис. 3А), показал уникальность аллелофонда каждой из трех изучаемых пород овец: доля членства в собственном кластере составила Q1/3=0,951±0,051, Q2/3=0,962±0,042 и Q3/3=0,985±0,006 для татарстанской, романовской (по всем группам) и тувинской пород, соответственно. При увеличении наиболее вероятного числа кластера до k=4 (рис.3Б) происходит разделение романовской породы овец на два кластера: четко отделяется группа ROM1 и группы ROM2 и ROM3 образуют смешанный кластер. Полученные данные соответствуют структуре филогенетического древа. При дальнейшем увеличении числа кластеров до k=5 (рис.3В), которое соответствует количеству изучаемых групп овец, группы ROM2 и ROM3, за исключением единичных особей, по-прежнему образуют один кластер. Кроме того, наблюдается расщепление кластера TTR, что может быть объяснено стратегией создания татарстанской породы с использованием целого ряда неродственных пород. Рис. 4. Результаты анализа генетической структуры изучаемых пород для наиболее вероятного числа кластеров (k): А. k=3; Б. k=4; В. k=5. Примечание: ось Х - изучаемая порода овец, ось Y - доля членства в соответствующем кластере Q1-Q5, значения Q рассчитаны по методу J.K. Pritchard с соавт. [15,945]. В заключении следует отметить, что умеренно невысокие показатели генетического разнообразия для романовской породы, выявленные в нашем исследовании, возможно являются характерными только для представленных в данном исследовании групп. Следует ожидать большей гетерогенности овец романовской породы в пределах России, вследствие разнообразия селекционных подходов в разведении одной из самых популярных российских пород овец, распространенной практически повсеместно по территории страны. Кроме того, исторически романовская порода была сформирована за счет нескольких отродий, выведенных на территории Ярославской области и отличающихся друг от друга генетически, что, вероятно, объясняет разделение групп романовской породы на несколько кластеров в нашем исследовании. В свою очередь, татарстанская порода была создана на основании многопородного скрещивания, что подтверждается расщеплением ее кластера при k=5. В будущем планируется расширение выборок изучаемых овец для получения данных, более полно и точно характеризующих породу в целом, а не только популяции, представленные в нашей работе.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.