УДК 636.2.082
Влияние прилития крови голштинского скота на изменение аллелофонда бестужевской породы крупного рогатого скота по микросателлитам
The effect of Holstein blood introduction on the alteration of the microsatellites allele pool of Bestuzhevskaya cattle breed
Волкова В.В., Гладырь Е.А., Бушова Г.А.*, Долматова И.Ю.**, Зиновьева Н.А.
Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства РАСХН
*Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия **Башкирский государственный аграрный университет
т
Аннотация. Проанализированы аллель-ные профили чистопородной (БЕСТ_ЧП, n=49) и голштинизированной (БЕСТ_Г, n=48) популяций бестужевского скота в сравнении с популяцией голштинского скота (ГОЛШ, n=63) по 12 локусам микросателлитов (МС). Показано снижение генетического разнообразия в популяции БЕСТ_Г по сравнению с популяцией БЕСТ_ЧП: 5,6 против 6,9 аллеля на локус. Установлена высокая генетическая консолидированность изучаемых популяций: 91,2% животных БЕСТ_ЧП и 100,0% животных БЕСТ_Г были отнесены к собственной популяции. Доля межпопуля-ционной изменчивости, оцененная по МС, между популяциями БЕСТ_ЧП и БЕСТ_Г составляет 3,8%. Установлено снижение степени генетической дифференциации бестужевской и голштинской пород вследствие прилития крови голштинского скота.
Summary. The allele profiles of the purebred (BEST_P, n=49) and holsteinized (BEST_H, n=48) populations of Bestuzhevskaja breed were analyzed comparing to Holstein breed population (n=63) using 12 microsatellite loci. The decrease in genetic diversity in BEST_H population comparing to BEST_P population (5.6 and 6.9 alleles per loci) was shown. The high genetic consolidation degree of analyzed populations was observed: 91,2% of BEST_P animals and 100,0% of BEST_H animals were assigned to own population. The part of intrapopulation diversity evaluated by microsatellites between BEST_P and BEST_H populations was 3,8%. The decrease of genetic differentiation degree of Bestuzhevskaja and Holstein breeds due to Holstein cattle blood introduction was observed.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, бестужевская порода, микросателлиты.
Key words: cattle, Bestuzhevskaja breed, microsatellite.
Прилитие крови голштинского скота - один из приемов генетического совершенствования отечественных
пород крупного рогатого скота [7]. Такая стратегия обеспечивает, с одной стороны, сохранение ценных качеств улучшаемых пород, таких, как хорошие адаптационные способности, приспособленность к разведению в определенной природно-климатической зоне, повышенная устойчивость к заболеваниям, качество молока, с другой -позволяет привнести в породы такие ценные качества, как высокий уровень молочной продуктивности, приспособленность к промышленной технологии содержания, эксте-рьерные особенности [5]. Одна из старейших отечественных пород - бестужевская порода крупного рогатого скота. Создание породы началось в конце XVIII века, когда скотоводчик С.П. Бестужев в быв. Симбирской губернии стал скрещивать местный скот с завезенным из Англии мясным дургамским (шортгорнская порода). Позднее с целью улучшения молочных и мясных качеств полученных помесей скрещивали с животными голландской, шортгорнской, симментальской и некоторых других пород. Формирование животных молочно-мясного типа завершилось созданием породы к середине XIX века. Отличительная особенность скота бестужевской породы -приспособленность к континентальному климату Поволжья
[4]. Современные стратегии селекционно-племенной работы с бестужевским скотом направлены на повышение потенциала продуктивности и адаптации к промышленной технологии производства молока, что достигается созданием животных с высокой кровностью по гол-штинской породе [6]. С генетической точки зрения, прилитие крови голштинского скота может привести к утрате ценных качеств бестужевской породы. Такие изменения на уровне фенотипа могут быть оценены только в процессе дальнейшего разведения и использования помесей. На уровне ДНК такие изменения могут быть оценены на любом из этапов разведения скота. Более того, оценка генотипа животных позволяет оценить состояние генетической структуры популяций, степень консолидации, а также проследить направление процессов изменчивости в динамике. Идеальный инструмент в этой связи - использование микросателлитов, которые сегодня находят широкое применение в оценке вопросов популяционной и эволюционной генетики, став наиболее распространенным типом маркеров, используемых для этих целей [3, 8].
Целью настоящей работы явилась оценка влияния прилития крови голштинского скота на изменение аллелофонда бестужевской породы с использованием в качестве критерия генотипов животных по микросателлитам. Исследования проводили на чистопородных (БЕСТ_ЧП, п=49) и голштинизи-рованных (БЕСТ_Г, п=48) популяциях коров бестужевской породы ПЗ ОПХ «Баймакское» Республики Башкортостан. С целью сравнения в расчетах также были использованы животные голштинской породы (ГОЛШ, п=63). От животных получили пробы ткани (ушной выщип). Выделение ДНК выполняли по общепринятым методикам [1]. Исследование микросателлит-ного профиля проводили по 13 локусам микросателлитов (МС), сформированным в две мульти-локусные панели [2]. Статисти-
РАЗВЕДЕНИЕ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА
ческую обработку результатов выполняли с использованием программного обеспечения MS Excel, GenAlEx, PAST.
Исследуемые нами популяции бестужевского скота характеризовались относительно высоким уровнем генетического разнообразия: среднее число аллелей на локус МС составило 5,6 и 6,9 в популяциях БЕСТ_Г и БЕСТ_ЧП, соответственно. Несколько меньшее генетическое разнообразие популяции БЕСТ_Г, по всей видимости, является следствием использования ограниченного числа быков-производителей. Анализируя полученные данные в аспекте отдельных локусов, наименьшее генетическое разнообразие у исследованных популяций установили по ло-кусу ILST005 (2 аллеля), наибольшее - по локусу TGLA122 (9-14 аллелей). Анализ приватных аллелей показал их наличие во всех исследованных популяциях. Всего было идентифицировано 30 приватных аллелей, в том числе 8 в популяции БЕСТ_ЧП, 5 - БЕСТ_Г и 17 - в популяции ГОЛШ. Следует отметить, что все выявленные приватные аллели встречались с относительно низкой частотой - от 0,8 до 9,6%, за исключением аллеля 145 локуса TGLA122, выявленного в популяции ГОЛШ, который встречался с частотой 27,0%. Данный аллель можно рассматривать в качестве по-родоспецифичного для популяции ГОЛШ при проведении сравнительных исследований с бестужевским скотом.
Анализ аллельных профилей позволяет проследить изменение частот встречаемости аллелей МС в популяции БЕСТ_Г, обусловленное прилитием крови голштинского скота. Проиллюстрируем это на примере локусов BM2113 и ILST005 (рис. 1). Так, если в популяциях БЕСТ_ЧП и ГОЛШ частоты встречаемости аллелей 125, 127, 135, 137 и 139 локуса BM2113 составили, соответственно, 0,103 и 0,238, 0,147 и 0,230, 0,074 и 0,127, 0,456 и 0,143, 0,029 и 0,175,
Примечание: изучаемые популяции скота: БЕСТ_ЧП (белая заливка), БЕСТ_Г
(светло-серая заливка), ГОЛШ (темно-серая заливка). Рис. 1. Аллельные профили изучаемых популяций крупного рогатого скота по локусам ВМ2113 и ^Т005
Примечание: ось Х - локус МС; ось Y -индекс фиксации Fst Рис. 2. Вклад отдельных локусов МС в межпопуляционную изменчивость бестужевского скота
Фактическая и ожидаемая степени гетерозиготности в исследованных популяциях крупного рогатого скота
Порода Степень гетерозиготности Разница Ho-He Fis
фактическая (Ho) ожидаемая (He)
БЕСТ_ЧП 0,672±0,040 0,694±0,037 -0,022 0,039±0,018
БЕСТ_Г 0,630±0,031 0,699±0,028 -0,069 0,093±0,036
ГОЛШ 0,691±0,031 0,737±0,029 -0,046 0,057±0,033
РАЗВЕДЕНИЕ, СЕЛЕКЦИЯ, ГЕНЕТИКА
то в популяции БЕСТ_Г они имели промежуточные значения: 0,296, 0,206, 0,088, 0,265 и 0,088, соответственно (рис. 1 А). Частоты встречаемости аллелей 181 и 183 локуса ILST005 в популяции БЕСТ_Г составили 0,353 и 0,647 против 0,176 и 0,824 в популяции БЕСТ_ЧП и 0,593 и 0,407 в популяции ГОЛШ (рис. 1 Б).
С целью оценки генетической изменчивости в изучаемых популяциях бестужевского скота нами был выполнен расчет наблюдаемой и ожидаемой степеней гетерозиготности. Как известно, показатель гетерози-готности является отражением мутационных процессов, различных типов отбора, дрейфа генов, неслучайных спариваний и других факторов динамики популяций. Результаты анализа уровней гетерозиготности обобщены в таблице.
Как следует из данных таблицы, во всех исследованных популяциях отмечен дефицит гетерозигот от 2,2 до 6,9%. На дефицит гетерозигот указывают также положительные значения индекса фиксации Fis - от 0,039 до 0,093.
Анализ степени гетерозиготности в аспекте локусов показал различный вклад отдельных локусов в средний уровень гетерозиготности изучаемых популяций бестужевского скота. Наблюдаемая степень ге-терозиготности варьировала в популяции БЕСТ_ЧП от 0,235 в локусе ILST005 до 0,813 в локусе TGLA227, в популяции БЕСТ_Г - от 0,471 в локусе ILST005 до 0,824 в локусе TGLA227. Степень дефицита гетерозигот в исследованных популяциях также различалась в зависимости от локуса. Дефицит наблюдался в 9 из 13 исследованных локусов и варьировал в популяции БЕСТ_ ЧП от 1,7% в локусе ETH10 до 10,0% в локусе ILST006, в популяции БЕСТ_Г - от 4,5% в локусе ETH225 до 20,1% в локусе BM1818.
Для оценки доли межпо-пуляционной изменчивости в общем генетическом разноо-
бразии изучаемых популяций бестужевского скота нами был проведен расчет индекса фиксации Fst. Расчеты показали, что 96,2% всего разнообразия обусловлено внутрипопуляци-онными различиями и только 3,8% приходится на межпопу-ляционные различия. Анализ в аспекте локусов МС выявил различный вклад отдельных локусов в межпопуляционные различия: минимальные межпопуляционные различия отмечены для локуса TGLA126 (1,0%), максимальные - для локуса ^Т005 (12,5%) (рис. 2).
В результате анализа генетической консолидирован-ности изучаемых популяций бестужевского скота, основанного на генотипе каждой особи по МС, а также на числе и частотах встречаемости
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.