Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1605
Генетическая структура аборигенного тагильского скота по STR- и SNP-маркерам
Статья научная
Разведение специализированных пород или нескольких внутрипородных линий снижает породное и генетическое разнообразие поголовья, и, как следствие, создается реальная угроза исчезновения аборигенного скота. Для изучения популяционно-генетической структуры местных пород, обладающих уникальными адаптивными признаками и устойчивостью к ряду заболеваний, чаще всего используют микросателлитный анализ либо более информативный метод полногеномного SNP (single nucleotide polymorphism) генотипирования. История создания тагильской породы насчитывает более 200 лет. В настоящее время в России и в мире осталось единственное генофондное стадо тагильского скота (около 600 гол.), однако молекулярно-генетические характеристики этого ограниченного по численности генофонда остаются недостаточно исследованными. В настоящем сообщении впервые представлены результаты идентификации STR- и SNP-генотипов уникальной местной тагильской породы. Цель работы - микросателлитный анализ (STR) и полногеномный анализ полиморфизма единичных нуклеотидов (SNPs) для оценки генетического разнообразия и установления популяционной структуры современной популяции аборигенного тагильского скота. Генотипы животных тагильской породы (TAGIL, n = 98; СПК им. Шорохова, Пермский край, 2021 год) исследовали методом мультиплексного анализа по 11 микросателлитам (TGLA227, BM2113, TGLA53, ETH10, SPS115, TGLA122, INRA023, TGLA126, BM1818, ETH225, BM1824). Для межпородной дифференциации по STR-маркерам методом главных компонент (PCA) привлекали генотипы пород, которые потенциально могли принимать участие в формировании современной популяции тагильского скота (TAGIL), - голштинской (HLST), холмогорской голштинизированной (татарстанский тип) (TAT), холмогорской чистопородной (печорский тип) (PECH), черно-пестрой (старый тип) (Ch_P_OLD), тагильской (TAG) (образцы из банка данных ОНИС БиоТехЖ, 2020 год, https://www.vij.ru/2-obshchaya/226-infrastruktura-test). Для генотипирования TAGIL по SNP-маркерам на основании результатов анализа STR-генотипов отобрали наиболее неродственных животных ( n = 48) для охвата максимального спектра генетического разнообразия. Полногеномное генотипирование по SNP-маркерам выполняли с использованием ДНК-чипа высокой плотности GGP Bovine HD 150K BeadChip (~ 150 тыс. SNP, «Illumina, Inc.», США) (108432 SNP до и 62809 SNP после LD-фильтрации). Для анализа результатов генотипирования SNP-маркеров (популяционно-генетическое и филогенетическое исследования) сформировали базу данных полногеномных SNP-генотипов тагильского скота (TAGIL). В качестве группы сравнения в набор данных (data set) ввели животных голштинской породы (HLST) ( n = 45). Мы четко дифференцировали породы отобранных животных (тагильскую и голштинскую) с помощью метода PCA. Кластерный анализ на основании генетических дистанций FST объединил животных тагильской и голштинской пород в две большие группы в соответствии с породной принадлежностью. Полногеномное SNP-генотипирование выявило геномные области, в которых аллельные варианты специфичны для тагильской породы. Анализ hapFLK показал наличие пяти районов (p function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Бесплатно
Статья научная
Стерлядь ( Acipenser ruthenus L.) включена в Красные книги Российской Федерации, Пермского края и Кировской области. Ввиду необходимости охраны промысловых и исчезающих рыб особенно важны исследования популяций, претерпевающих антропогенные нагрузки. Один из методов изучения генетического разнообразия популяций растений и животных - межмикросателлитный анализ полиморфизма ДНК (inter simple sequence repeats, ISSR). Изучение генетической структуры популяций стерляди в бассейнах рек Камы и Оби с использованием межмикросателлитного анализа полиморфизма ДНК ранее не проводилось. Целью нашего исследования был анализ генетического разнообразия и структуры естественных популяций стерляди из Кировской области, Пермского края и Ханты-Мансийского автономного округа на основании полиморфизма ISSR маркеров. Объектом исследований были естественные популяции стерляди в возрасте 3-4 лет. Отбор проб проводили в 2015-2016 годах у 195 особей из рек Кама, Обь и Вятка. Материалом для экстракции ДНК служили фрагменты грудных плавников рыб, зафиксированных в спирте. Пробы ДНК были проанализированы с пятью эффективными ISSR-праймерами. Статистическую обработку полученных данных проводили с использованием программ POPGENE 1.31 и GenAlEx6. Определяли долю (P95) полиморфных локусов, а также ожидаемую (He) гетерозиготность, абсолютное (Na) и эффективное число аллелей (Ne), число редких аллелей (R). Баейсовский анализ структуры популяции выполняли с использованием пакета STRUCTURE 2.3.4. Для описания генетической структуры популяции были использованы ожидаемая доля гетерозиготных генотипов (HT) во всей популяции, ожидаемая доля гетерозиготных генотипов (HS) в субпопуляции и показатель подразделенности популяций (GST). Выявлено 128 ISSR-PCR маркеров. В зависимости от ISSR-праймера число амплифицированных ISSR-PCR маркеров варьировало от 7 до 23. Доля полиморфных локусов A. ruthenus в общей выборке была высока - 0,938. Наибольшие показатели генетического разнообразия обнаружены в популяции стерляди из реки Вятка (P95 = 0,876; Не = 0,232; Ne = 1,402; R = 10), а наименьшие - в популяции из реки Обь (P95 = 0,634; Не = 0,100; Ne = 1,175; R = 3). В общей выборке выявили 23 редких ISSR-PCR маркера, причем 10 из них - в популяции из реки Вятка, что указывает на возможность успешной идентификации стерляди этой популяции. Величина HT составила 0,283, HS оказалась значительно ниже - 0,173, поэтому показатель GST был высок и составил 0,386. Изученные популяции стерляди были сильно дифференцированы: на межпопуляционную компоненту приходилось 38,6 % генетического разнообразия, на внутрипопуляционную - 61,4 %. Показана эффективность межмикросателлитного анализа ДНК для идентификации стерляди на популяционном уровне. Установлено, что ISSR-PCR маркеры могут быть использованы как для характеристики генофондов, так и для молекулярно-генетической идентификации популяций и пород, включая популяции и ремонтно-маточные стада. Даны рекомендации по сохранению генофондов естественных популяций A. ruthenus в бассейнах рек Кама и Обь. Данные о генетическом разнообразии естественных популяций стерляди необходимо использовать при формировании ремонтно-маточных стад для искусственного воспроизводства стерляди c дальнейшим выпуском молоди в популяцию с идентичным генофондом.
Бесплатно
Генетическая структура кемеровской и крупной белой пород свиней по системам групп крови
Статья научная
Представлены данные по частоте эритроцитарных антигенов, аллелей и генотипов семи генетических систем групп крови у свиней кемеровской и крупной белой пород, разводимых в Западной Сибири. Проводили анализ динамики изменения генетической структуры этих популяций за 30-летний период разведения.
Бесплатно
Генетическая структура локальной популяции лошадей якутской породы по генам MC1R, ASIP, DMRT3 и MSTN
Статья научная
Якутская порода лошадей считается одной из древнейших конских пород. Она обладает уникальными морфологическими характеристиками и хорошо приспособлена к выживанию за Полярным кругом. Якутские лошади имеют компактное телосложение и чрезвычайно густую зимнюю шерсть с длинной гривой и хвостом. В породе преобладают светлые масти - серая и саврасая, что служит естественной маскировкой. Якутская порода универсальна, поскольку местные лошади веками использовались не только для производства молока и мяса, но и в качестве транспортных животных. В настоящей работе впервые дана характеристика генетической структуры аборигенной якутской породы с использованием четырех ДНК-маркеров, имеющих селекционное значение в специализированных породах лошадей различного направления использования. Нашей целью было изучение полиморфизма генов ASIP и MC1R , детерминирующих пигментацию кожи и волос, а также оценка встречаемости мутаций генов MSTN (g.66493737C>T) и DMRT3 (g.22999655C>A), ассоциированных с рабочими качествами домашних лошадей. Материалом для исследований служили образцы волос с луковицами из гривы от 45 взрослых чистопородных якутских лошадей ( Equus caballus ), в том числе 11 образцов от животных коренного типа и 34 образца от животных янского типа. ДНК выделяли из волосяных луковиц с помощью реагентов ExtraGene™ DNA Prep 200 (ООО «Лаборатория Изоген», Россия). Генотипирование по SNP-маркеру C>T гена MC1R осуществляли методом PCR-RFLP (PCR-restriction fragment length polymorphism) согласно L. Mark-lund с соавт. (1996). Детекцию делеции 11 п.н. в локусе ASIP проводили по методу S. Rieder с соавт. (2001). Обозначения аллельных вариантов исследованных генов MC1R и ASIP соответствовали номенклатуре M. Reißmann (2009): E - доминантный аллель дикого типа, e - рецессивный (мутантный) аллель ( MC1R ); A - доминантный аллель дикого типа, a - рецессивный (мутантный) аллель ( ASIP ). SNP-мутацию в гене MSTN (g.66493737C>T) детектировали методом ACRS-PCR (amplification-created restriction site-PCR), предложенным M. Gábor с соавт. (2014). Генотипирование образцов ДНК по SNP-маркеру гена DMRT3 (g.22999655C>A) осуществляли методом PCR-RFLP. Детекцию полиморфизма C>A в амплифицированном фрагменте ДНК проводили с использованием эндонуклеазы рестрикции HpyF3I («Thermo Scientific», Литва). Генетико-популяционный анализ осуществляли с определением частоты встречаемости аллелельных вариантов исследуемых генов, частоты встречаемости генотипов в популяции и наблюдаемой гетерозиготности. При исследовании полиморфизма генов ASIP и MC1R было обнаружено преобладание у якутских лошадей аллельных вариантов, детерминирующих преимущественный синтез эумеланина, то есть более темного варианта пигмента. Частота встречаемости доминантного аллеля E гена MC1R , детерминирующего выработку черного пигмента эумеланина, составила 0,711. Доля гомозиготных носителей рецессивной мутации гена MC1R (аллель e ), детерминирующей подавление синтеза пигмента эумеланина и преимущественный синтез красно-желтого пигмента феомеланина, - 13,3 %. Частота встречаемости доминантного аллеля A гена ASIP , ограничивающего синтез черного пигмента эумеланина и влияющего на характер его распределения, - 0,400. Гомозиготными носителями рецессивной мутации гена ASIP (аллель a ) были 40 % исследованных якутских лошадей. Это относительно высокий показатель, поскольку в большинстве современных пород лошадей рецессивный аллель a гена ASIP встречается достаточно редко. В целом по двум ключевым генам, влияющим на пигментацию, у 45 животных идентифицировали восемь различных вариантов генотипа. Наиболее типичны для якутских лошадей генотипы E / E-A / a и E / E-a / a . При исследовании полиморфизмов генов DMRT3 и MSTN , влияющих на рабочие качества, было установлено, что частота встречаемости мутаций генов DMRT3 (g.22999655C>A) и MSTN (g.66493737C>T) у протестированных якутских лошадей составила соответственно 0,011 и 0,022. Очевидно, присутствуя в популяции с небольшой частотой, мутантные варианты генов DMRT3 и MSTN не имеют селекционного значения, так как исторически якутская лошадь служила людям в качестве транспортного животного в лесной и болотистой местности, где возможна езда верхом преимущественно шагом.
Бесплатно
Генетическая структура популяций лошадей рысистых пород по аллелям D-системы групп крови
Статья научная
Оценивали генетическую структуру трех популяций лошадей орловской и русской рысистых пород по аллелям системы D групп крови. Для идентификации аллелей и генотипов по фенотипам использовали ограниченные панели антисывороток-реагентов. Рассматриваются различия между породами и географически разобщенными популяциями лошадей, обусловленные векторами естественного и искусственного отбора.
Бесплатно
Статья научная
Возбудитель септориозной листовой пятнистости (STB) Mycosphaerella graminicola (анаморфа Septoria tritici ) - доминирующий вид в септориозном комплексе на посевах пшеницы в основных зернопроизводящих районах России. Устойчивость к данному заболеванию может быть как количественной (горизонтальной), так и изолят-специфичной (вертикальной). В настоящее время у пшеницы идентифицировано 17 генов устойчивости к STB ( Stb1 - Stb17 ). Благодаря генетическому анализу в патосистеме «пшеница- M. graminicola » было доказано взаимодействие «ген-на-ген», следовательно, наличие генов устойчивости у хозяина предполагает существование специфических генов вирулентности у патогена. Относительная частота генов вирулентности внутри географического региона может быть вычислена как доля изолятов, выражающих эти гены, от общего числа изолятов, используемых в исследовании. Целью нашей работы было, допуская связь «ген-на-ген», определить гены вирулентности в популяциях M. graminicola из разных географических регионов России, используя сорта с известными генами устойчивости - Bulgaria 88 ( Stb1 ), Oasis ( Stb1 ), Veranopolis ( Stb2 ), Israel 493 ( Stb3 ), Tadinia ( Stb4 ), CS/Synthetic 7D ( Stb5 ), Flame ( Stb6 ), Estanzuela Federal ( Stb7 ), W7984 ( Stb8 ). В условиях теплицы и камеры искусственного климата были протестированы 47 изолятов из Северо-Кавказского района, 66 изолятов из Центрально-Черноземного района, 29 изолятов из Поволжского района, 64 изолята из Центрального района и 34 изолята из Северо-Западного района. Оценку вирулентности изолятов проводили на всходах в фазу 2 листьев по двум параметрам - степени поражения растений и споруляции гриба in vivo. На основании частоты встречаемости генов вирулентности была выявлена степень эффективности Stb -генов по отношению к каждой региональной популяции гриба. Региональные популяции M. graminicola различались по генотипу вирулентности, спектру и частоте встречаемости генов вирулентности. Популяции из южной зоны (северо-кавказская, центрально-черноземная и поволжская) обладали более высокой вирулентностью по сравнению с центральной и северо-западной популяциями. Так, в северо-кавказской популяции не имели генов вирулентности 19,2 % изолятов, в центрально-черноземной - 6,0 %, тогда как в центральной и северо-западной их доля составляла соответственно 42,2 и 44,1 %. Изоляты из поволжской популяции M. graminicola имели наиболее разнообразные сочетания генов вирулентности. Во всех популяциях выявлена высокая частота вирулентности в отношении сортов с генами Stb1, Stb5 и Stb7. Значительной эффективностью против изолятов из Центрального, Центрально-Черноземного и Северо-Западного районов характеризовались гены Stb2, Stb3, Stb4, однако она заметно снижалась в отношении северо-кавказских изолятов и изолятов из Поволжского района. Гены Stb6 и Stb8 были в высокой степени эффективны ( Stb8 - абсолютно эффективен) против всех региональных популяций M. graminicola и могут быть рекомендованы для селекции на устойчивость к STB.
Бесплатно
Статья научная
Бурая ржавчина (возбудитель Puccinia triticina Erikss.) - экономически значимое заболевание яровой пшеницы в западно-азиатских регионах России и Северном Казахстане. Для успешной селекции на устойчивость к инфекции необходима информация об эффективности генов Lr пшеницы, влиянии новых сортов на изменчивость патогена по вирулентности, а также о степени изоляции популяций друг от друга. До настоящего времени в популяционных исследованиях P. triticina не использовали единообразный инфекционной материал (его собирали с разного набора сортов в каждом регионе), в связи с чем на результаты оценки вирулентности существенно влияло селективное действие растения-хозяина. Мы впервые сравнили структуру популяций гриба P. triticina на западе азиатской части России и в Северном Казахстане по вирулентности и молекулярным маркерам, использовав в качестве источника инфекционного материала единый набор образцов пшеницы сезона 2016 года, которые испытываются в этих регионах в рамках программы Казахстанско-Сибирской сети улучшения яровой пшеницы (КАСИБ). Для анализа вирулентности использовали 91 монопустульный изолят, в том числе 13 челябинских, 28 омских, 6 курганских, 16 акмолинских, 16 павлодарских и 12 карагандинских. С помощью 20 почти изогенных Lr-линий Thatcher (TcLr) нами описаны 11 фенотипов вирулентности. Сходный фенотипический состав патогена был выявлен на сортах Дуэт, Терция, Омская 35, Памяти Азиева, Са-ратовская 29, Чебаркульская 3 и линии Эритросперум 85-08. На сорте Астана 2 и линиях Лютесценс 1003, Лютесценс 6/04-4 российские изоляты гриба отличались от казахстанских по вирулентности для ТсLr11, а на линиях ГВК 2074/4 и Лютесценс 715 - авирулентностью в отношении ТсLr18. Более существенные различия по спектру вирулентности между региональными популяциями отмечались на менее поражаемой линии Лютесценс 34/08-19 и сорте Родник. Все изученные изоляты P. triticina были авирулентны для TсLr19, TсLr24 и вирулентны для TсLr3а, TсLr3bg, TсLr3ka, TсLr14a, TсLr14b, ТсLr16, ТсLr17, ТсLr30. На линиях Tс с генами Lr1, Lr2a, Lr2b, Lr2c, Lr9, Lr15, Lr18, Lr20, Lr26 наблюдали варьирование по частоте вирулентности. Вирулентность для TсLr9 выявили в популяциях патогена, собранных с образцов пшеницы с этим геном (Дуэт, Терция, Чебаркульская 3, Лютесценс 34/08-19). Индексы генетических расстояний по M. Nei (Nei D) и ΦPT (аналог Fst для бинарных данных в AMOVA) подтвердили различия в дифференциации популяций по вирулентности. Значения Nei D указывали на высокое сходство между большинством североказахстанских и российских популяций, за исключением челябинской и карагандинской. По индексу ΦPT высоким сходством обладали омская, курганская и североказахстанские популяции. Челябинская популяция была близка с курганской и отличалась от других изученных. С использованием 12 SSR маркеров были охарактеризованы 46 изолятов и выяв-лены 9 генотипов. В результате обнаружен 21 полиморфный аллель. Значения индексов Nei D и Fst указывали на умеренные различия между челябинской и карагандинской популяциями и высокое сходство между другими изученными. В целом проведенные исследования свидетельствуют о высоком сходстве популяций бурой ржавчины в западно-азиатских регионах России и Северном Казахстане, что подтверждает предположение о существовании единой популяции гриба в изученных областях. Для предотвращения эпифитотий P. triticina на сопредельной территории России и Казахстана необходимо постоянное обновление сортимента пшеницы, расширение его генетического разнообразия и применение стратегии мозаичного размещения сортов с соблюдением оптимальных площадей, занятых генетически однородными сортами.
Бесплатно
Генетическая характеристика генеалогической структуры костромской породы крупного рогатого скота
Статья научная
Генеалогическую структуру породы проанализировали по группам крови быков-про-изводителей из основных заводских линий костромского скота и современных родственных групп с различной долей кровности по швицкой породе, использовавшихся в последние годы в племенных хозяйствах Костромской области при создании молочного типа. Был изучен спектр аллелей EAB-локуса групп крови и оценено генетическое разнообразие, степень гомозиготности и генетической консолидированности рассмотренных генеалогических групп. Выявлено, что, несмотря на большое влияние, которое оказали и продолжают оказывать быки-производителей бурой швицкой породы американской, канадской и австрийской селекции, между изученными заводскими линиями и родственными группами наблюдаются значительные генетические различия, о чем свидетельствует рассчитанный нами показатель генетической дистанции (D N), равный 0,647.
Бесплатно
Статья научная
Ненецкая порода - наиболее многочисленная аборигенная порода домашнего северного оленя ( Rangifer tarandus ). Благодаря биологической пластичности представители породы легко приспосабливаются к новым пастбищам. Зона разведения породы охватывает территории от Кольского полуострова на западе до Таймыра на востоке. В настоящей работе впервые представлены данные молекулярно-генетических исследований по STR-маркерам северных оленей ненецкой породы из региональных популяций, зона разведения которых практически полностью охватывает современный ареал породы. Нашей целью была характеристика аллелофонда и изучение биоразнобразия региональных популяций домашних северных оленей ненецкой породы и установление филогенетических связей между ними. Выборка включала 787 образцов ткани, отобранных от домашних северных оленей ( Rangifer tarandus ) ненецкой породы в 2017-2018 годах. Всего обследовали 15 популяций в Ненецком (KAN, ILB, IND, TAB, HRP, PIL, IZH, SEV) и Ямало-Ненецком (BRG2, SEY) автономных округах, Республике Коми (INT), Мурманской (MUR) и Архангельской (ARH) областях, а также в Таймырском муниципальном районе (TUH, DUD)...
Бесплатно
Статья научная
Эффективность использования корма - важнейший экономически значимый показатель в свиноводстве. Для ее оценки используют значения среднесуточного потребления корма (daily feed intake, DFI) и конверсии корма как отношения количества потребленного корма к привесу живой массы за определенный период времени (feed conversion rate, FCR). Одна из групп факторов, способных оказать влияние на показатели эффективности использования корма, - кормовое поведение свиней. В настоящей работе впервые в России получены результаты, характеризующие особенности кормового поведения хрячков породы дюрок во взаимосвязи с показателями эффективности использования корма на автоматических кормовых станциях. Целью нашей работы было изучение влияния генетических и паратипических факторов на эффективность использования корма и кормовое поведение свиней ( Sus scrofa ). Исследования проводили на базе селекционно-генетического центра ООО «СГЦ» (п. Верхняя Хава, Воронежская обл.) с июля 2017 года по март 2018 года...
Бесплатно
Генетические маркеры в козоводстве (обзор)
Статья обзорная
По данным международной продовольственной организации (ФАО), биоразнообразие коз представлено 635 породами, которых разводят в 170 странах (https://www.fao.org/dad-is). Высокая адаптивность к различным климатическим условиям и уникальность получаемой продукции определили широкое географическое распространение и существенный рост мирового поголовья этих животных в последние десятилетия (И.Н. Скидан с соавт., 2015; А.И. Ерохин с соавт., 2020). Микросателлитные маркеры ДНК (microsatellites, STR, short tandem repeats) используются для изучения генетической дифференциации пород и популяций коз (C. Wei с соавт., 2014; G. Mekuriaw с соавт., 2016). Установлены незначительные генетические расстояния (FST 0,033-0,069) между породами, разводимыми в Европе, что может служить подтверждением частого обмена генетическим материалом между ними. Для пород Восточной и Юго-Восточной Азии выявлена более существенная генетическая дифференциация (FST 0,134-0,183), которая предположительно обусловлена эколого-географическими особенностями ареалов животных, в частности их удаленностью друг от друга (K. Nomura с соавт., 2012; G. Wang с соавт., 2017; P. Azhar с соавт., 2018). В молочном козоводстве наибольший интерес представляет полиморфизм SNP (single nucleotide polymorphism) в генах казеина ( CSN1S1 , CSN1S2 , CSN2 ) и b-лактоглобулина ( BLG ) (N. Silanikove с соавт., 2010; Ворожко И.В. с соавт., 2016) . Для CSN1S1 описано 18 аллельных вариантов, для CSN2 - 8, для CSN3 - 16 (S. Ollier с соавт., 2008; T.G. Devold с соавт., 2010). Установлено, что генотип CSN1S1AA ассоциирован с большим количеством белка в молоке и меньшим содержанием липидов и среднецепочечных жирных кислот (Y. Chilliard с соавт., 2006; D. Marletta с соавт., 2007). Козы с генотипом BLGАВ характеризовались более продолжительным периодом лактации, большим количеством молока, жира и белка (А.С. Шувариков с соавт., 2019). Секвенирование генома козы в рамках проекта AdaptMap и последующая разработка чипа 52К SNP BeadChipGoat позволили расширить область поиска участков генома, вовлеченных в селекционный процесс (G. Tosser-Klopp с соавт., 2014; A. Stella с соавт., 2018). Получены данные о связи генов некоторых транскрипционных факторов ( RARA , STAT ), цитокинов ( PTX3 , IL6 , IL8 ), ферментов ( DGAT1 ) с показателями молочной продуктивности (P. Martin с соавт., 2018; D. Ilie с соавт., 2018). Продемонстрирована связь генов репептора-1 меланокортина ( MC1R ), его антагониста - сигнального белка агути ( ASIP ) и рецептора цитокинов KIT ( KIT ) с окрасом шерстных волокон; генов фактора роста фибробластов 5 ( FGF5 ), фактора активируемого гипоксией 1 ( EPAS1 ) и регулирующего энергетический обмен фермента NOXA1 ( NOXA1 ) - с шерстной продуктивностью коз и их адаптацией к высоте местности (X. Wang с соавт., 2016; S. Song с соавт., 2016; J. Guo с соавт., 2018). Таким образом, оценка генетических взаимоотношений между породами, поиск маркеров генов, ассоциированных с хозяйственно ценными признаками, перспективны для использования в селекционных программах и дальнейшего развития козоводства (L.F. Brito с соавт., 2016; S. Desire, 2016; A. Molina с соавт., 2018; Т.Е. Денискова с соавт., 2020). Однако, несмотря на определенные достижения, гены и их молекулярные маркеры, связанные с экономически важными признаками у коз, такими как особенности размножения, пуховая, шерстная и молочная продуктивность, а также определяющие устойчивость к болезням, остаются в значительной степени неизвестными.
Бесплатно
Статья обзорная
Тестирование по генам, ассоциированным с количественными и качественными показателями говядины от специализированных пород мясного скота - кальпастин-кальпаинового каскада ( САРN, САSТ ), миостатина ( MSTN ), ростового дифференцирующего фактора ( GDF5 ), тиреоглобулина ( ТG5 ), лептина ( LEP ), гена белка, связывающего жирные кислоты ( FABP4 ), - включено в селекционные программы в странах Америки, Европы и в Австралии (A.V. Een-ennaam, 2006; Y.F. Liu с соавт., 2010; U. Singha с соавт., 2014; A. Ciepłoch с соавт., 2017). С современным ростом производства баранины, который отмечается во всем мире, связано увеличение доли специализированных мясных пород и возрастающие требования к мясной продуктивности для мясошерстных и шерстных овец (А.М. Холманов с соавт., 2015; М.И. Селионова, 2015). Выявляются ассоциированные с такими показателями гены-кандидаты для их применения в селекции (D.W. Pethick с соавт., 2014). В представленном обзоре обобщены результаты работ по изучению биологической активности, генетической структуры и влиянию гена миостатина на показатели мясной продуктивности овец...
Бесплатно
Статья обзорная
Катехины, кофеин и L-теанин - основные вторичные метаболиты чайного растения Camellia sinensis (L.) Kuntze. Им отводится ключевая роль в формировании вкусовых качеств, пищевой и лекарственной ценности чая (W.J.M. Lorenzo с соавт., 2016; Z. Yan с соавт., 2020). Кроме того, они вовлечены в регуляцию жизнедеятельности растений, в частности в процессы адаптации к неблагоприятным условиям (Y.S. Wang с соавт., 2012; L.G. Xiong с соавт., 2013; G.J. Hong с соавт., 2014). Перечисленным определяется интерес к физиолого-биохимическим и молекулярным механизмам продукции катехинов, кофеина и L-теанина, селекции на повышение их содержания в растении (R. Fang с соавт., 2017; Kong W с соавт., 2022), а также к изучению их участия в ответе растений на стресс (P.O. Owuor с соавт., 2010). За последние 5 лет получено много новых знаний о генах биосинтеза катехинов, L-теанина и кофеина, однако в мировой литературе отсутствуют обзоры, которые обобщают эти данные и связывают их с новыми данными по регуляции стрессовых ответов у чая. Цель настоящего обзора - анализ и обобщение современных сведений о генетических механизмах биосинтеза катехинов, L-теанина, кофеина в тканях чайного растения, а также их связь с генами-регуляторами абиотических стрессовых ответов. Биосинтез катехинов осуществляется по фенилпропаноидному и флавоноидному путям (A. Laura с соавт., 2019; S. Alseekh с соавт., 2020) при участии генов халконсинтазы ( CHS ), антоцианидинсинтетазы ( ANS ), антоцианидинредуктазы ( ANR ) и лейкоантоцианидинредуктазы ( LAR ) (J. Bogs с соавт., 2005). В накоплении катехинов в чайном растении участвуют факторы регуляции транскрипции семейства MYB, которые регулируют экспрессию генов PAL , F3′H и FLS (C.-F. Li с соавт., 2015). Образование кофеина происходит в основном в листьях чая при модификации пурина (H. Ashihara, 2015) с участием генов IMPDH ( inosine monophosphate dehydrogenase ), SAMS ( S-adenosylmethionine synthetase ), MXMT ( 7-methylxanthine methyltransferase ) и TCS ( tea caffeine synthase ). Уже известны 132 транскрипционных фактора, относящихся к 30 семействам (в их числе кодируемые генами семейств bZIP , bHLH и MYB ), которые связаны с экспрессией генов биосинтеза кофеина (C.-F. Li с соавт., 2015). У C. sinensis образование L-теанина из глутамата с участием пирувата контролируется каскадом генов, основные из которых GS ( glutamine synthetase) , GOGAT ( glutamate synthase ), GDH ( glutamate dehydrogenase ), ALT ( alanine transaminase ), ADC ( arginine decarboxylase ) и TS ( theanine synthetase ) (C.Y. Shi с соавт., 2011; Y. Li с соавт., 2019). В регуляции этих процессов задействованы гены более 90 транскрипционных факторов - членов семейств AP2-EREBP , bHLH , C2H2 и WRKY , bZIP , C3H , MADS и REM (C.-F. Li с соавт., 2015). Обсуждается влияние стрессовых условий (засуха, холод, засоление, дефицита биогенных элементов) на образование и накопление биологически активных веществ. Недостаточно изученными остаются взаимосвязи между экспрессией генов метаболизма изучаемых соединений и транскрипционных факторов, а также изменения регуляторных сетей биосинтеза ценных метаболитов растений чая при различных экологических стрессах.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты исследований инбредного и кроссбредного потомства само- и перекрестноопыляющихся овощных растений. Определяли частоту появления измененных форм у растений моркови, различающихся по окраске корнеплодов, и у образцов салата, имеющих разный тип растения. Приведены данные по характеру наследования различных признаков при появлении потенциальной изменчивости у разных сортов моркови и салата.
Бесплатно
Генетические особенности овец отечественных и зарубежных тонкорунных пород
Статья обзорная
Обсуждаются собственные данные, а также результаты отечественных и зарубежных авторов, полученные при исследовании аллелофонда тонкорунных пород овец. Приведена дифференциация пород по изученным системам крови. Показаны возможности использования трех типов генетических маркеров в разведении тонкорунных овец. Методы анализа по этим типам маркеров обеспечивают оценку уникальности наиболее многочисленной популяции из так называемых коммерческих пород в России и за рубежом.
Бесплатно
Статья обзорная
В современной биологической науке изучение и сохранение биоразнообразия рассматривается как одна из важных и актуальных задач (L.F. Groeneveld с соавт., 2010). В ХХ столетии во всем мире в животноводстве использовалось ограниченное число пород, что привело к существенному снижению численности локальных пород, которые до недавнего времени активно вовлекались в сельскохозяйственное производство (B. Rischkowsky с соавт., 2007). Настоящий обзор описывает современное состояние знаний о генофонде крупного рогатого скота (КРС), при этом особое внимание уделено российским генетическим ресурсам. Дано краткое описание эволюции методов, применяемых при изучении генетического разнообразия. Обобщены результаты исследований аллелофонда пород крупного рогатого скота на основе анализа полиморфизма митохондриальной ДНК и микросателлитов (M.-H. Li с соавт., 2009; J. Kantanen с соавт., 2009; P.V. Gorelov с соавт., 2011; T.Yu. Kiseleva с соавт., 2014; A.A. Traspov с соавт., 2011; R. Sharma 2015)...
Бесплатно
Статья обзорная
Поступления из Средиземноморского региона в коллекции генетических ресурсов зернобобовых ВИР составляют 12 % от ее объема. Пятая часть поступлений (1262) - образцы, собранные Н.И. Вавиловым в 1926-1927 годах в его экспедиции по этому богатейшему флористическому региону. Имеются также сборы П.М. Жуковского, В.Ф. Дорофеева, К.З. Будина и других коллекторов из ВИР. Многие образцы получены по выписке или в результате обмена с селекционными учреждениями стран Средиземноморского побережья и генбанками мира. В Средиземноморье - одной из «горячих точек» мирового биоразнообразия находится один из центров происхождения культурных растений, в том числе некоторых экономически значимых видов зернобобовых. Ценность гермоплазмы из этого региона определяется тем, что здесь произрастает множество эндемичных видов как культивируемых, так и диких родичей зернобобовых культур, введено в культуру множество видов зернобобовых (в том числе бобы, вигна, вика, люпин, нут, чечевица, чина), интродуцированы и стали неотъемлемой частью сельскохозяйственного производства фасоль и соя. В статье обсуждается ботаническое и генетическое разнообразие более 5,5 тыс. образцов средиземноморского происхождения, сохраняемых в коллекции ВИР, с историей их поступлений. Согласно открытой Н.И. Вавиловым закономерности в географическом распределении признаков гермоплазма из Средиземноморья фенотипически дифференцирована в зависимости от места происхождения. Образцы, возделываемые в странах западного и северного Средиземноморья, в течение многих веков подвергались тщательному отбору, культивировались на плодородных почвах, в условиях мягкого климата и в большинстве своем характеризуются мощным габитусом, крупными плодами и семенами. В засушливых условиях южной и восточной частей средиземноморского бассейна произрастают скороспелые растения, адаптированные к засухе и жаре (Н.И. Вавилов, 1962). Это открытие Н.И. Вавилова лежит в основе адресного (соответствующего эколого-географическим условиям) предоставления исходного материала из коллекции ВИР для региональных селекционных программ. В статье впервые приведены сведения об особенностях Средиземноморского генофонда каждой сохраняемой в коллекции зернобобовой культуры. Поступления дифференцированы в зависимости от значения представителей рода (вида) или культуры в сельскохозяйственном производстве Средиземноморского региона. В коллекции гороха, сои, фасоли поступали преимущественно сорта научной селекции. Пополнение коллекций люпина, вигны, нута, бобов, чины, вики осуществлялось в основном местными сортами. По отдельным родам (вика, чина, люпин) в коллекцию включены многочисленные виды дикорастущих родичей культур. По всем культурам приведены примеры источников аллелей генов ценных признаков для селекции, выявленные в результате многолетнего изучения коллекции ВИР. Представлены примеры использования Средиземноморского генофонда в создании отечественных и зарубежных сортов.
Бесплатно
Статья научная
Один из эффективных методов оценки инбредных линий озимой ржи - диаллельный анализ, позволяющий разложить генотипическую вариансу на общую (ОКС) и специфическую (СКС) комбинационную способности и количественно оценить вклад основных видов генных взаимодействий в экспрессию признаков. Целью настоящего исследований было изучение генетических особенностей инбредных линий посредством диаллельных скрещиваний. Испытывали 5 инбредных линий озимой ржи ( Secale cereale L.) и 10 межлинейных гибридов F 1, полученных по неполной диаллельной схеме (B. Griffing, 1956). Родительские линии и гибриды F 1 сравнивали в 2011-2012 годах в полевом опыте по схеме латинского прямоугольника (6*3*3) на делянках 8,8 м 2 в 3 повторениях при норме высева 500 зерен на 1 м 2. Сравнительную оценку генных эффектов проводили по 17 признакам. Определяли генетические параметры D, H 1, H 2, √H 1/D, Н 2/4Н 1 и h 2 по B.I. Hayman (1954), а также вклад эффектов ОКС и СКС в генотипическую вариансу. Показано, что по соотношению эффектов ОКС:СКС изучаемые признаки разделяются на две группы. Первую группу составили 5 признаков с низкой (h 2 = 0,10-0,22) наследуемостью (урожайность, число продуктивных стеблей на 1 м 2, число зерен в колосе, высота растений и содержание крахмала). Вклад эффектов ОКС в этой группе был относительно низким и варьировал от 7,0 до 36,4 %, а экспрессия признаков сильно зависела от эффектов доминирования и эпистаза. Вторую группу составили 12 признаков с относительно высокой наследуемостью (h 2 = 0,28-0,62), у которых аддитивная дисперсии превышала компоненту доминирования и варьировала от 50,3 до 82,0 %. Таковыми оказались зимостойкость, масса 1000 зерен, натура зерна, число падения, высота амилограммы, вязкость водного экстракта, температура клейстеризации крахмала, формоустойчивость подового хлеба, объем формового хлеба, содержание белка в зерне, поражение снежной плесенью и бурой ржавчиной. Шесть признаков из этой группы выделялись сильным взаимодействием генотип-среда. Сделано заключение, что селекционное улучшение инбредных линий по этим признакам целесообразно проводить по принципу кумулятивного накопления ценных генов с помощью рекуррентного отбора.
Бесплатно
Статья научная
Вирусная диарея (болезнь слизистых оболочек) крупного рогатого скота (ВД-БС КРС) распространена на территории Российской Федерации и наносит значительный экономический ущерб молочному скотоводству (особенно интенсивному), инфицированность в разных регионах достигает от 65 до 100 %. Заболевание вызывают два вида вируса - BVDV-1 и BVDV-2 (Bovine viral diarrhea virus), причем второй считается более вирулентным. Существенную роль в поддержании стационарного неблагополучия хозяйств играют персистентно инфицированные (ПИ) животные, которые становятся постоянным эндогенным источником возбудителя в стаде. Кратковременными источниками возбудителя могут быть транзитно инфицированные (ТИ) животные, у которых болезнь протекает в острой форме. На основании мониторинга генетической структуры вирусов, циркулирующих в локальных популяциях скота, можно получить необходимые сведения об эволюции, географии и путях распространения патогена. Но объем таких работ в России недостаточен. Мы впервые провели филогенетический анализ двух типов вируса вирусной диареи, выделенных от животных иностранного и отечественного происхождения с различными клиническими проявлениями болезни, и установили преобладание BVDV-1b у ПИ и ТИ животных, а также циркуляцию BVDV-2b и BVDV-2c на молочных комплексах Сибири (BVDV-2b и BVDV-2c у животных иностранного и отечественного происхождения выявлены в России впервые)...
Бесплатно
Генетическое картирование симбиотических генов у гороха посевного (Pisum sativum L.)
Статья обзорная
Статья обобщает современные данные по методам, результатам и проблемам генетического картирования генов гороха посевного ( Pisum sativum L.), участвующих в развитии и регуляции арбускулярно-микоризного и бобово-ризобиального симбиозов. С помощью мутационного анализа у модельных и сельскохозяйственно ценных бобовых выявлено множество регуляторных симбиотических генов ( Sym -генов), в частности у гороха - более 40 Sym -генов. Некоторые из них клонированы и секвенированы, для различных видов бобовых показано структурное и функциональное сходство ортологичных Sym -генов. Их функции разнообразны и включают контроль рецепции сигнальных молекул микросимбионта, активации сигнального каскада, общего для бобово-ризобиального и арбускулярно-микоризного симбиозов, и последующих транскрипционных изменений в коре корня. Для идентификации последовательностей генов гороха, затронутых мутациями, применяют подход, основанный на сравнительном генетическом картировании и поиске генов-кандидатов в геноме близкородственного бобового растения люцерны слабоусеченной ( Medicago truncatula Gaertn.). На сайте http://www.phytozome.net (D.M. Goodstein с соавт., 2012) представлено текущее состояние работы по секвенированию генома люцерны в формате современного геномного браузера, что облегчает поиск гомологичных генов и анализ последовательностей генов-кандидатов. Высокое сходство геномов гороха и люцерны позволяет создавать геноспецифичные молекулярные маркеры на основе последовательностей генов люцерны, сопоставлять полученные генетические карты гороха с геномом люцерны и (в случае нахождения мутаций со сходным фенотипическим проявлением) клонировать гены гороха. На настоящий момент большинство известных Sym -генов гороха картированы в геноме, что позволило идентифицировать у гороха последовательности 14 симбиотических генов. В частности, авторам настоящего обзора удалось секвенировать гены гороха Sym35 (гомолог NIN лядвенца японского Lotus japonicus (Regel.) K. Larsen) (A.Y. Borisov с соавт., 2003), Sym37 (гомолог NFR1 лядвенца) (V.A. Zhukov с соавт., 2008), Sym33 (гомолог IPD3 люцерны слабоусеченной) (E. Ovchinnikova с соавт., 2011), Cochleata (гомолог NOOT люцерны слабоусеченной) (J.M. Couzigou с соавт., 2012). В последние годы, с развитием современных технологий секвенирования следующего поколения (Next Generation Sequencing - NGS) и массового генотипирования, прослеживается лавинообразное накопление данных по картированию геноспецифичных маркеров у гороха. Насыщение генетической карты маркерами, несомненно, упростит работу по картированию симбиотических генов и выявлению их последовательностей, что поможет расширить понимание того, как функционирует система генов гороха, контролирующих взаимодействие с полезными почвенными микроорганизмами.
Бесплатно
