Статьи журнала - Сельскохозяйственная биология
Все статьи: 1755
Статья научная
В 2002-2008 годах в условиях неодинаковой влагообеспеченности (опытные насаждения Всероссийского НИИ цветоводства и субтропических культур, г. Сочи) у сортов груши разных сроков созревания изучали морфологические, анатомические и физиологические особенности, а также пигментный состав и оводненность листьев. По проанализированным признакам выявлены сорта, перспективные для выращивания на Черноморском побережье России.
Бесплатно
Оценка биоразнообразия у межвидовых гибридов рода Ovis с использованием STR- и SNP-маркеров
Статья научная
Интрогрессия диких и домашних родственных видов рассматривается как перспективный способ повышения генетического разнообразия в популяциях сельскохозяйственных животных. Нашей целью стало изучение влияния интрогрессии дикого вида (архара) на генетическое разнообразие межвидовых гибридов с домашними овцами с использованием STR- и SNP-маркеров. Объектом исследований были исходные родительские формы - овцы романовской породы Ovis aries (ROM, n = 35, материнская «домашняя» форма) и архары O. ammon polii (OAM, n = 10, отцовская «дикая» форма); гибридный самец F1 от скрещивания романовской овцы и архара (50 % крови архара); возвратные кроссы, полученные скрещиванием ярок романовской породы с гибридными самцами F1 (BC1, 25 % крови архара, n = 38) и BC1 (BC2, 12,5 % крови архара, n = 14). Полиморфизм 11 STR-локусов (BLT001B, CSRD247, FCB20, CSAP36, MAF65, McM147, OarCP49, D5S2, HSC, BMS2213 и INRA23) определяли на генетическом анализаторе ABI PRISM 3130xl («Applied Biosystems», США). Для генотипирования SNP использовали ДНК-чип Ovine SNP50K BeadChip («Illumina Inc.», США). После контроля качества для анализа были сформированы панели из 9 локусов STR и 8591 локусов SNP. Статистические расчеты проводили в программах GenAIEx 6.5, PLINK v1.07, HP-Rare 1.1, GENETIX 4.05 и STRUCTURE 2.3.4. Вне зависимости от используемого типа ДНК-маркеров у ROM по сравнению с OAM установлена более высокая степень генетического разнообразия, оцененного по показателям наблюдаемой гетерозиготности (Ho) и аллельного разнообразия (Ar). Гибридизация приводила к увеличению этого показателя у F1. В группах BC1 и BC2 значения Ho, рассчитанные по STR и SNP, превышали таковые у исходных родительских форм. Ar, рассчитанное по SNP, в группах BC1 и BC2 снижалось по сравнению с F1 и характеризовалось промежуточными значениями по сравнению с родительскими формами. При использовании STR четких изменений Ar в группах BC1 и BC2 не выявили. Результаты анализа главных компонент (PCA) более объективно описали распределение исследуемых животных в пространстве координат (согласно происхождению) при использовании SNP-маркеров. Уже PC1 позволяла четко дифференцировать группы OAM, ROM, F1 и BC1 + BC2. Суммарно первые две компоненты (PC1 и PC2) отвечали за 25,87 % изменчивости SNP-маркеров и лишь за 12,46 % изменчивости STR-маркеров. Компонента PC3, которая отвечала за 6,16 % изменчивости SNP-маркеров, позволяла дифференцировать группы BC1 и BC2, в то время как при использовании STR эти группы локализовались в виде общего массива. Результаты анализа в STRUCTURE показали, что объединение изучаемых особей в кластеры по STR-профилям не отражало реальной популяционной принадлежности животных, в то время как формирование кластеров на основании SNP-маркеров соответствовало фактическому происхождению индивидуумов. Таким образом, оба типа изучаемых ДНК-маркеров подходят для детектирования изменений генетического разнообразия в поколениях гибридов. Тем не менее, выявлено значительное преимущество множественных SNP-маркеров при дифференциации гибридных животных от родительских форм.
Бесплатно
Оценка быков-производителей по устойчивости к болезням их дочерей
Статья научная
Методом однофакторного дисперсионного анализа оценивали быков-производителей по устойчивости их дочерей к маститу, лейкозу и пневмонии, а также болезням конечностей и печени. Рассчитывали абсолютный и относительный индексы устойчивости, а также индекс генетической устойчивости дочерей к исследуемым заболеваниям.
Бесплатно
Оценка в полевых условиях засухоустойчивости растений земляники по увяданию и подсыханию листьев
Статья научная
Предложен экспресс-метод изучения засухоустойчивости растений земляники в полевых условиях по шкале увядания и подсыхания листьев.
Бесплатно
Оценка взаимодействия генотипов привоя и подвоя яблони с использованием биометрических методов
Статья научная
Известно, что у плодовых растений, размножающихся вегетативно, привой и подвой оказывают взаимное влияние во вновь образованной привойно-подвойной комбинации. При современных интенсивных технологиях, основанных на максимальной реализации биологического потенциала привитых плодовых растений, получение точных знаний о количественных признаках, характеризующих урожайность и биометрические параметры плодовых растений, очень актуально. С целью прогнозирования урожайности у яблони ( Malus domestica Borkh.) мы исследовали возможность математического моделирования закономерностей влияния привоя и подвоя плодового дерева на формирование количественных признаков привитого растения по формулам, предложенным биометрической генетикой для аналогичных показателей родителей и их гибридов F 1, Для анализа использовали данные, полученные в Прикубанской зоне Краснодарского края в 1982-2003 годах (всего 22 года). Изучали привойно-подвойные комбинации (ППК), созданные на основе четырех сортов (привоев) яблони (Айдаред, Голден Делишес, Джонатан, Корей) и семи подвоев (I-48-1, I-47-55, I-48-46, М2, М3, М4, М7). Учитывали урожайность, ширину кроны в направлениях с севера на юг и с запада на восток, высоту деревьев, диаметр штамба. С помощью методов математической статистики было доказано влияние года исследований, генотипа сорта (привоя), генотипа подвоя и их взаимодействия во всех сочетаниях на урожайность привойно-подвойных комбинаций. Установлено, что наибольший эффект имеют условия года (37 % от общей дисперсии). Определено, что проявление силы влияния сорта привоя на урожайность ППК характеризуется периодичностью с выраженными интервалами в несколько лет. Доли влияния подвоя и совокупного влияния сорта и подвоя примерно равнозначны. Впервые при работе с биологическими объектами, для которых характерны нелинейные взаимосвязи признаков, выявлено, что при построении модели прогнозирования урожайности ППК более эффективен множественный линейный регрессионный анализ с линеаризованной моделью, который представляется перспективным методическим подходом, учитывающим неадекватность ранее рассмотренных линейных моделей. С помощью построения гистограммы остатков (histogram of residual) доказано, что их распределение соответствует нормальному, что необходимо для корректного применения регрессионного анализа. Это дает основание для построения адекватной нелинейной (квадратичной) модели, описывающей зависимость урожайности деревьев привойно-подвойных комбинаций от морфоанатомических особенностей привитых деревьев. Проведенный теоретический анализ и впервые разработанные подходы к моделированию закономерностей, характеризующих влияние генотипов привоя и подвоя на формирование количественных признаков привитого растения (прежде всего его урожайности), позволят более обоснованно управлять стабильностью и эффективностью продукционного процесса у многолетних сельскохозяйственных культур.
Бесплатно
Статья научная
Кукуруза ( Zea mays L.) - важная сельскохозяйственная культура, одним из ценных признаков которой считается биосинтез предшественников витамина А в зерне и фотосинтезирующей ткани. Количество провитамина А в зерне находится в зависимости от экспрессии гена ликопин-ε-циклазы LcyE , катализирующей образование α-каротина и участвующей в регуляции соотношения ветвей b-b и b-e пути метаболизма каротиноидов. В настоящей работе впервые выявлено отсутствие ассоциаций между окраской зерна и содержанием суммы каротиноидов и β-каротина в листьях кукурузы, установлено наличие положительной связи между количеством β-каротина и хлорофиллов a и b, определена обратная зависимость между содержанием β-каротина и хлорофиллов a и b и уровнем экспрессии гена LycE . Целью работы был анализ корреляционной связи содержания суммы каротиноидов, β-каротина и хлорофиллов а и b с экспрессией гена LcyE в листьях инбредных линий кукурузы отечественной селекции. В работе использовали четыре инбредные линии кукурузы: три белозерные (6097-1, МБК, Тетраплоид Шумного) и одну (5580-1) с желтой окраской зерна. Зерна проращивали в увлажненной почве при 23/25 °С и режиме 16/8 ч (день/ночь) до появления 4-го настоящего листа. Суммарную РНК выделяли из 50-100 мг ткани листьев и использовали для синтеза кДНК (GoScriptтм Reverse Transcription System, «Promega», США). Экспрессию гена LcyE в листьях определяли методом количественной ПЦР в реальном времени с нормализацией данных по референсному гену Zea mays polyubiquitin (NM_001329666.1; праймеры ZmUBI-rtF: 5´-ATCGTGGTTGTGGCTTCGTTG-3´, ZmUBI-rtR: 5´-GCTGCAGAAGAGTTTTGG-GTACA-3´). Для реакции использовали 3 нг кДНК-матрицы, кДНК-специфичные праймеры (ZmLcyE-F: 5´-TTTACGTGCAAATGCAGTCAA-3´, ZmLcyE-R: 5´-TGACTCTGAAGCTAGAGAAAG-3´), набор Реакционная смесь для проведения РВ-ПЦР в присутствии SYBR GreenI и ROX (ООО «Синтол», Россия) и термоциклер CFX96 Real-Time PCR Detection System («Bio-Rad Laboratories», США). Проводили количественное определение содержания суммы каротиноидов, хлорофиллов а и b и β-каротина в листьях. Растительную ткань (0,2 г) гомогенизировали в растворе Фолча (хлороформ:метанол, 2:1 v/v) в присутствии следовых количеств Mg2CO3, инкубировали 1 ч при 4 °С в водяной бане со льдом и центрифугировали 10 мин при 4000 об/мин и 4 °С (центрифуга Eppendorf 5418 R, «Eppendorf», Германия). Собирали хлороформную фазу и измеряли содержание ликопина, β-каротина, суммы каротиноидов, хлорофиллов а и b. Спектры поглощения регистрировали на спектрофотометрах Eppendorf BioSpectrometer® basic («Eppendorf», Германия) и Cary 50 («Agilent Technology», США). Количество пигментов рассчитывали по соответствующим формулам. Корреляции между содержанием пигментов и экспрессией гена LcyE оценивали с помощью статистических методов. Самое высокое содержание каротиноидов было выявлено в листьях линии Тетраплоид Шумного. Образцы остальных трех линий синтезировали меньшее количество каротиноидов и были сходны между собой по этому параметру. В листьях линии 6097-1 было обнаружено приблизительно в 2 раза больше β-каротина и хлорофиллов a и b, чем у других анализируемых линий, несущественно различающихся между собой по количеству пигментов. Поскольку β-каротин служит предшественником ксантофиллов основного ксантофиллового цикла фотозащиты растений, можно говорить о повышенной скорости фотосинтеза в фотосинтезирующих тканях линии 6097-1 в сравнении с другими анализируемыми линиями. Соответственно, линия 6097-1 может обладать повышенной устойчивостью к оксидативному стрессу, а также служить донором признака повышенного содержания провитамина А (как силосная культура). Также установлено, что в листьях линий 5580-1 и Тетраплоид Шумного экспрессия гена LycE в ~ 4-5 раз выше, чем у линий МБК и 6097-1. Корреляционный анализ показал обратную зависимость между содержанием β-каротина и хлорофиллов a и b и уровнем экспрессии гена LycE . На основании полученных результатов мы предполагаем, что данные экспрессии гена LycE могут быть использованы в качестве экспрессионного молекулярного маркера количества провитамина А, синтезируемого в листьях кукурузы, а также при оценке степени устойчивости растения к фотоокислительному стрессу.
Бесплатно
Оценка вклада различных популяций в генетическое разнообразие свиней корня крупной белой породы
Статья научная
С использованием 11 микросателлитов (S0155, S0355, S0386, SW72, SW951, S0101, SW240, SW857, S0228, SW911 и SW936) получена характеристика аллелофонда свиней пород крупная белая и йоркшир. Изучаемая выборка была представлена 17 популяциями животных российской, венгерской, датской, канадской, литовской, немецкой, украинской и французской селекции ( n = 837). Обработку данных проводили с помощью программного обеспечения GenAlEx (v. 6.4), Structure (v. 2.3.1) и Past (v. 2.15). Установлено, что 24,2 % общей изменчивости обусловлено межпопуляционными различиями (R st= 0,242 при p = 0,01). На основании значений индексов F st и R st (AMOVA) выявлен наибольший вклад в изменчивость географически удаленных и локальных популяций. Кластерный анализ, проведенный по J.K. Pritchard (2000) и M. Nei (1983), показал, что происхождение популяций отражается в формировании кластеров.
Бесплатно
Статья научная
В двухфакторном полевом эксперименте изучали совместное влияние плотности агроценоза и размера посадочных клубней картофеля сорта Хибинский ранний на продуктивность. На основе системного подхода разрабатывали малоразмерные статистические модели влияния пространственной структуры агроценоза на биологический и хозяйственный урожай картофеля с целью использования в практической агрофитоценологии. Оценивали принципиальную возможность применения к модельным посадкам картофеля фитоценологических правил «-3/2» и «константность итогового урожая».
Бесплатно
Статья научная
Гормоны играют важнейшую роль в регулировании множества физиологических процессов сельскохозяйственных животных, включая обмен веществ, продуктивные (молочные, мясные) и репродуктивные качества. В настоящей работе впервые установлено, что концентрация кортизола в волосе бычков герефордской породы ассоциирована с продуктивными показателями животных и качественными характеристиками говядины, включая аминокислотный, жирнокислотный и минеральный состав. Целью исследования было определение зависимости между содержанием кортизола, измеренным в волосе, продуктивными и убойными качествами бычков герефордской породы, а также качественными характеристиками говядины. Работа была проведена в 2024 году в ООО «Агросакмара» и ООО «Оренбив» (Оренбургская обл.) на 18-месячных (n = 55) герефордских бычках (Bos taurus). Животных разделили на три группы в зависимости от содержания кортизола в волосе: I группа - до 25 процентиля (n = 15), II группа - в границах 25-75 процентилей (n = 25), III группа - выше 75 процентиля (n = 15). Выбор процентильных интервалов был основан на результатах ранее проведенных исследований. Реализация методов и подходов, заявленных в исследовании, осуществлялась с использованием оборудования ЦКП БСТ РАН (http://цкп-бст.рф). Образцы волос с верхней части холки отбирали с помощью машинки для стрижки сельскохозяйственных животных с последующей корректировкой проксимальной части по длине, соответствующей периоду роста 15-18 мес. Кортизол экстрагировади из волоса по методике, описанной для человека и обезьян, с применением ротационного испарителя Сonstructional Vapor («Xi’an Heb Biotechnology Co., Ltd.», Китай) и реагентов изопропанола и метанола (класс ВЭЖХ). Концентрацию гормона в образцах волос определяли с помощью иммуноферментного анализа на микропланшетном анализаторе Infinite F200 PRO («Tecan», Австрия), используя набор для анализа кортизола (ООО «Ольвекс диагностикум», Россия). Убой бычков в 18-месячном возрасте был проведен в ООО «Оренбив» с последующей оценкой туш по категории, классу и подклассу (ГОСТ 34120-2017, М., 2018). После 24-часовой выдержки при 2-4 °С проводили отбор с левой полутуши мяса-фарша и длиннейшей мышцы спины на уровне 9-11-го ребра. Оценивали содержание влаги и сухого вещества, белка, жира, золы, энергетическую ценность, рН, влагоемкость, аминокислотный, жирнокислотный и элементный состав. Фактический диапазон варьирования концентрации кортизола в волосе бычков из I группы составлял от 4,39 до 5,28 нг/г, II группы - от 5,46 до 9,42 нг/г, III группы - от 9,51 до 11,09 нг/г. Оценка продуктивных качеств показала, что бычки в I группы превосходили (р ≤ 0,05) сверстников из II и III групп по живой массе в возрасте 15 мес соответственно на 3,2 и 5,7 %, в 18 мес - на 4,7 и 7,0 %, по среднесуточному приросту с 15 до 18 мес - на 11,5 и 13,1 %, по массе парной туши - на 5,0 и 8,2 %, убойной массе - на 4,6 и 7,0 %, но уступали по массе внутреннего жира - на 4,5 и 15,3 %. От бычков из I группы было получено больше мякоти - на 5,25 и 8,47 %, мышечной ткани - на 5,3 и 8,84 % при снижении массы костей на 3,20 и 5,94 % и сухожилий и связок - на 4,58 и 7,06 % по сравнению соответственно со II и III группами. По мере увеличения концентрации кортизола в волосе происходило снижение количества рядя важнейших аминокислот: аргинина, фенилаланина, гистидина, лейцина + изолейцина, метионина, валина, аланина, глицина и триптофана. Высокие концентрации кортизола в волосе ассоциировались с большим содержанием в составе липидов длиннейшей мышцы спины пальмитиновой, миристиновой и меньшим - линолевой и линоленовой жирных кислот. Длиннейшая мышца спины у бычков из I группы характеризовалась большим содержанием эссенциальных элементов (Ca, Mg, Cu, I, Se, Zn) и меньшим - условно-эссенциальных и токсических (Ni, As, Pb). Таким образом, содержание кортизола в волосе бычков герефордской породы ассоциировано с продуктивными и убойными качествами, а также качественными характеристиками говядины - аминокислотным, жирнокислотным и минеральным составом.
Бесплатно
Статья научная
Оценивали антагонистическую, нитрогеназную и ростостимулирующую активность трех выделенных из образцов почвы штаммов бактерий рода Azotobacter. Определяли эффективность предпосевной обработки семян штаммами бактерий-антагонистов для биологической защиты растений яровой мягкой пшеницы от поражения корневыми гнилями. Обсуждается возможность использования штаммов Az. vinelandii в качестве основы для создания биопрепаратов.
Бесплатно
Оценка гемолитической активности вакцинных штаммов возбудителя сибирской язвы
Статья научная
Проводили сравнительную оценку методов определения гемолитической активности возбудителя сибирской язвы. Обсуждается возможность межштаммовой дифференциации и изучения популяционного состава изолятов по типу гемолиза и степени продуцирования гемолизинов, экспрессируемых разными штаммами Bacillus anthracis, на основе использования модифицированной двуслойной агаровой среды.
Бесплатно
Статья научная
Холмогорская и ярославская породы крупного рогатого скота наиболее распространены среди российских локальных пород. Однако история их возникновения и развития до сих пор остается предметом дискуссий и требует уточнений. Масштабное использование голштинских быков в качестве улучшателей могло привести к существенному изменению аллелофонда локальных пород. Включение в анализ музейных образцов позволяет прояснить историю становления пород, а также оценить, сохранились ли в современных холмогорской и ярославской породах предковые компоненты. В настоящем сообщении впервые описаны результаты анализа генетического разнообразия и структуры современного черно-пестрого скота в сравнении с предковыми популяциями с использованием ДНК-чипа высокой плотности, дана оценка влияния зарубежных пород на формирование генофонда холмогорского и ярославского скота в конце XIX-начале XX века. Целью нашей работы был анализ генетических взаимосвязей между предковыми и современными популяциями крупного рогатого скота черно-пестрого корня, оценка доли предковых компонентов в современных породах, уточнение истории происхождения и развития холмогорской и ярославской пород крупного рогатого скота на основании данных генотипирования с использованием ДНК-чипа высокой плотности. Выделение ДНК из музейных образцов проводили с использованием набора COrDIS Extract DECALCINE (ООО «ГОРДИЗ», Россия) с некоторыми модификациями протокола выделения ДНК, рекомендуемого производителем (увеличено время лизиса и объем реактивов на один образец). С помощью системы iScan («Illumina, Inc.», США) было проведено полногеномное генотипирование 68 музейных образцов с использованием ДНК-чипа высокой плотности (Bovine GGP HD BeadChip, «Illumina, Inc.», США), содержащего около 150 тыс. SNPs (single nucleotide polymorphisms). Полученные SNP-генотипы использовали для формирования объединенного набора данных, включающего SNP-генотипы 31 музейного (холмогорская порода, H_KHLM, n = 17; ярославская порода, H_YRSL, n = 12; великоросский скот, H_GRUS, n = 1; остфризский скот, H_OFRZ, n = 1) и 132 современных образцов (ярославская, YRSL, n = 53; холмогорская, KHLM, n = 26; голштинская, HLST, n = 54). Для оценки генетического разнообразия в каждой породе рассчитывали наблюдаемую (HO) и несмещенную ожидаемую (UHE) гетерозиготность, коэффициент инбридинга (UFIS) и показатель аллельного разнообразия, скорректированный на размер выборки (AR) с использованием R-пакета diversity. Генетические различия между породами оценивали в PLINK v1.90 методом анализа главных компонент (PCA) с визуализацией с помощью R-пакета ggplot2. Попарные дистанции для идентичных по состоянию (identical-by-state, IBS) фрагментов использовали для построения дендрограммы «сеть соседей» в программе SplitsTree 4.14.5. Попарные значения F ST были рассчитаны в R-пакете diveRsity и использовались для построения дендрограмм «сеть соседей» в программе SplitsTree 4.14.5. Кластерную структуру популяций исследовали в программе ADMIXTURE v1.23. Визуализация результатов анализа была выполнена с помощью R пакета BITE. Для оценки наличия и степени интрогрессии между породами проводили расчет показателей D-статистики и F4-статистики с использованием R пакета admixr. Для оценки степени дивергенции популяций и обмена генами между породами применяли программное обеспечение TreeMix 1.12. Аутгруппой при построении TreeMix дерева максимального правдоподобия (maximum likelihood, ML) послужила якутская порода. Результаты проведенных исследований указывают на более существенные изменения в генофонде ярославской породы за XX век по сравнению с холмогорской как за счет селекционного процесса, так и вследствие использования ограниченного числа производителей в связи со значительным снижением поголовья. Установлено, что аллельное разнообразие (AR) в предковых популяциях холмогорского и ярославского скота было достоверно (p ST = 0,040; D = 0,257) по сравнению с аналогичными показателями для H_YRSL и YRSL (F ST = 0,099; D = 0,353). Результаты анализа интрогрессии с помощью D- и F-статистики и анализа TreeMix подтвердили генетические связи между H_GRUS и H_YRSL. Показано присутствие в H_KHLM и H_YRSL некоторой доли геномных компонентов, характерных для остфризского скота, что подтверждает использование импортированного племенного материала в работе с российским локальным скотом на рубеже XIX-XX веков. В то же время в современных популяциях холмогорской и ярославской пород практически отсутствует интрогрессия голштинской породы, но сохранились геномные компоненты предковых популяций.
Бесплатно
Статья научная
Изучение взаимосвязи генетических и фенотипических показателей крупного рогатого скота - важное направление селекции и генетики. Сопоставляя эти показатели, можно повысить эффективность разведения животных и обеспечить создание более высокопродуктивного стада. В настоящей работе с использованием STR-маркеров впервые получены данные по генетической структуре ремонтных телок джерсейской породы в условиях Северного Кавказа и показано влияние эффективных аллелей в исследуемых локусах на живую массу в период онтогенеза. Цель работы - изучить и охарактеризовать генетическое разнообразие и структуру субпопуляции коров джерсейской породы на Северном Кавказе по 16 микросателлитным локусам (BM1818, BM1824, BM2113, ETH3, ETH10, ETH225, INRA023, ILSTS006, SPS115, TGLA53, TGLA122, TGLA126, TGLA227, CSSM66, CSRM60, HAUT27) и идентифицировать аллельные варианты, имеющие потенциальное влияние на живую массу ремонтных телок при рождении и в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы за период от рождения до 6 мес. Работу проводили в 2023 году. Объектом исследования были ремонтные телки ( Bos taurus taurus ) джерсейской породы линии Джестер 534585 ( n = 1074), которых разводят в племенном репродукторе ООО «Агроальянс Инвест» (Ставропольский край). Динамику живой массы определяли при взвешивании молодняка при рождении и в 6 мес (ГОСТ Р 57784-2017. М., 2017). Для генетических исследований от животных получали образцы крови. Выделение и очистку нуклеиновых кислот осуществляли на магнитном сорбенте с использованием коммерческого набора М-Сорб-кровь (ООО «НПФ Синтол», Россия). Мультиплексную амплификацию проводили на термоциклере T100 Thermal cycler («Bio-Rad», США) c использованием коммерческого набора Gene Profile Cattle (ООО «НПФ Синтол», Россия). Ампликоны, полученные в результате полимеразной цепной реакции, разделяли методом капиллярного электрофореза на автоматическом генетическом анализаторе Нанофор 05 (ООО «НПФ Синтол», Россия). Полученные данные обрабатывали с использованием программного обеспечения Gene-Marker v.3.0.1 («SoftGenetics LLC», США). Параметры полиморфизма аллелей и генетического разнообразия, включая число средних (NA), эффективных (NE) аллелей на локус, наблюдаемую (HO) и ожидаемую (HE) гетерозиготность, информационный индекс Шеннона (I), индекс фиксации (FIS), анализ основных координат (PCoA), вероятность идентичности (PI) и вероятность случайного совпадения (PISIBS), c2 (ChiSq) для равновесия Харди-Вайнберга, степень свободы (DF), вероятность (Prob) и значимость (Sigif), вычисляли с помощью надстройки GenAlEx v.6.51b2 для Microsoft Excel. Наблюдаемая и ожидаемая гетерозиготность в субпопуляции коров джерсейской породы, разводимых в условиях Северного Кавказа, по обозначенным выше локусам составляла соответственно 0,657±0,036 и 0,621±0,031, что свидетельствует о повышенной генетической адаптивности к изменениям климатических условий. FIS (-0,056±0,011) указывал на неродственное спаривание в субпопуляции. Самая высокая частота встречаемости в выборке была у аллеля 135 локуса ВМ2113 (83 %) и аллеля 117 локуса ETH3 (79 %). Среднее число аллелей на локус составило 6,875±0,446, из них среднее число эффективных аллелей - 2,846±0,171. Индекс Шеннона равнялся 1,183±0,061, что свидетельствует о высокой степени однородности стада. Обнаружено достоверно значимое влияние семи локусов (TGLA227, TGLA53, BM1824, CSSM66, TGLA122, BM1818, ILSTS006) на живую массу молодняка в возрасте 6 мес и среднесуточные приросты живой массы в период от 0 до 6 мес, а также двух локусов (ETH3, ETH10) на живую массу при рождении и в 6 мес. В результате в этих локусах были выделены аллельные варианты, при которых живая масса и ее среднесуточные приросты показывали свои пиковые значения. Профили, полученные в результате микросателлитного анализа, можно использовать в популяционных исследованиях, а также для планирования селекционно-племенной деятельности, поддержания уровня гетерозиготности в популяциях и генетического отслеживания селекционных процессов.
Бесплатно
Краткое сообщение
Резюме. IRAP-метод использовали для изучения инсерционного полиморфизма ретротранспозо-нов группы Ту1-copia у 16 сортов, линий и мутантов гороха посевного (Pisum sativum L.). Оценили эффективность десяти комбинаций праймеров при выявлении полиморфизма у анализируемых образцов, получили полиморфные маркеры генома гороха. На основании IRAP-анализа определили генетические дистанции и построили дендрограмму, отражающую генетическое сходство и родство между исследованными образцами. Для каждого из анализируемых сортов и линий получили индивидуальный IRAP-спектр с целью выявления сортоспецифичных фрагментов, пригодных для паспортизации и маркирования изученных форм.
Бесплатно
Статья научная
Тувинская лошадь - одна из перспективных местных пород универсального назначения. Она хорошо приспособлена к условиям круглогодичного пастбищного содержания, устойчива к заболеваниям и требует минимальных затрат при производстве мяса. Генетические процессы в популяции тувинских лошадей, имеющих древнее происхождение и эволюционирующих в условиях относительной географической изоляция, представляют несомненный научный интерес. Аллелофонд тувинской породы изучали в 2009-2016 годах в базовых хозяйствах Тувинского НИИ сельского хозяйства (ГУП «Бай-Тал» и КФХ «Биче-Шивилиг, Бай-Тайгинский и Кызыльский районы, Республика Тыва). Исследовали пробы крови ( n = 32) и образцы волоса ( n = 35); выполнение анализов сертифицировано Международным обществом по генетике животных (International Society of Animal Genetics, ISAG). Исследования показали, что лошади тувинской породы характеризуются значительной генетической изменчивостью по структурным генам и микросателлитной ДНК. Высокую степень полиморфности выявили в локусах трансферрина, альбумина, эстеразы и особенно в системе D групп крови. Сравнительно высокую частоту встречаемости отмечали у аллелей Dcgm, Dbcm и Dd, относительно редкими были аллели Dad, Dde и Ddk. При исследовании полиморфизма микросателлитной ДНК у тувинских лошадей в 17 локусах было обнаружено 113 аллелей (в среднем 6,65 аллеля на локус), что свидетельствует о высоком генетическом разнообразии в этой породе. В ряде локусов выявили редкие аллели VHLP, АНТ4P, HMS7J, ASB23L, ASB2B, HMS3N, ASB17Q, LEX3K и LEX3P, HMS1I, HMS1N, а также HMS1R, который не обнаружен в популяциях лошадей европейского происхождения (L.H.P. Van de Goor с соавт., 2010). В изученных микросателлитных локусах имелось от 4 до 9 аллелей, среднее число эффективных аллелей на один локус (Ае) составило 4,20, что считается достаточно высоким показателем даже для местных пород лошадей. Наиболее разнообразным спектром аллелей были представлены локусы ASB17 (10 аллелей), АНТ4, VHL20 и ASB2 (по 9 аллелей) и ASB23 (8 аллелей). При генетико-популяционном анализе подтвердилось хорошее соответствие показателей наблюдаемой (Но = 0,748) и ожидаемой (Не = 0,742) гетерозиготности и отсутствие внутрипородного инбридинга (Fis = -0,008). Наибольшее генетическое сходство проявилось между тувинской и хакасской (0,823), а также тувинской и монгольской (0,822) лошадьми, ареалы которых граничат на юге и юго-востоке. Общность происхождения тувинских и монгольских лошадей, которые образуют одну общую ветвь в древе эволюции конских пород, подтверждают и данные полногеномного ассоциативного анализа (J.R. Mickelsn с соавт., 2012). Полученные результаты свидетельствует о высокой генетической пластичности тувинской породы. В целом обследованная популяция тувинских лошадей характеризуется оригинальным аллелофондом, включающим ряд редких аллелей, которые важно сохранить в породе при дальнейшем разведении.
Бесплатно
Статья научная
Методом ДНК-фингерпринтинга с использованием зонда (GTG)5 изучено генетическое разнообразие в ряде пород (Андалузская голубая, Полосатый плимутрок, Черный австралорп) и экспериментальных популяций (Черно-пестрый австралорп, Аврора) кур. Отмечена высокая информативность ДНК-фингерпринтов. Обнаружен специфичный для экспериментальной популяции Черно-пестрый австралорп фрагмент размером 43S0 п.н. Показаны высокие значения генетических расстояний между неродственными популяциями Черный австралорп и Полосатый плимутрок, а также Андалузская голубая и Аврора. Подтвержден факт быстрой дивергенции сходных популяций при направленной селекции по определенным признакам.
Бесплатно
Статья научная
Из всех разновидностей капусты в Российской Федерации наиболее распространены традиционные сорта и гибриды капусты кочанной Brassica oleracea L . сonvar. capitata (L.). Классификация селекционного материала с использованием ДНК маркеров позволяет выделить ценные генотипы и установить между ними генетические взаимосвязи для последующей селекции на генетически отличимые формы. Микросателлитные маркеры (simple sequence repeats, SSR) широко используют для генетической идентификации и генотипирования сельскохозяйственных культур. Работы на B. oleracea L. показали их высокую эффективность по выявлению полиморфизма между разновидностями, сортами и внутри сортов. В настоящем исследовании мы впервые установили генетические взаимосвязи между селекционными образцами капусты кочанной отечественной селекции на основе полиморфизма микросателлитных локусов. При сравнении трех разновидностей обнаружена тесная генетическая близость между генотипами савойской и белокочанной капусты. Целью работы было выявление генетических взаимоотношений между селекционными образцами Brassica oleracea L. сonvar. capitata (L.) Alef. var. capitata L. f. alba , var. capitata L. f. rubra и var. sabauda L. на основе типирования и генетической классификации с помощью SSR маркеров, а также сопоставление данных ДНК-анализа с принадлежностью изученных генотипов к соответствующими сортотипам и группами спелости. Объектом исследования были 24 селекционных образца капусты кочанной из коллекции Федерального научного центра овощеводства (ФГБНУ ФНЦО), включая краснокочанную и савойскую разновидности, выведенные в ФГБНУ ФНЦО. Геномную ДНК выделяли из молодых листьев растений в фазу 2-3-го листа с использованием набора реагентов Сорб-ГМО-Б (ООО «Синтол», Россия). Для оценки чистоты и концентрации выделенной ДНК использовали спектрофотометр SmartSpec Plus («Bio-Rad», США). Для осуществления SSR-анализа отобрали 21 микросателлитный локус с известными последовательностями праймеров. Амплификацию осуществляли на приборе С1000 Touch («Bio-Rad», США). ПЦР-продукты разделяли методом вертикального электрофореза с использованием системы Sequi-Gen GT («Bio-Rad», США) в 6 % полиакриламидном секвенирующем геле. Размеры амплифицированных фрагментов определяли в сравнении с маркером молекулярных масс GeneRuler100 bp plus DNA ladder («Thermo Fisher Scientific», США). Полученные цифровые фотографии электрофореграмм анализировали в программе Image Lab 3.0 («Bio-Rad», США). Структуру популяции изучали в программе STRUCTURE 2.3.4 (https://web.stanford.edu/group/pritchardlab/home.html). Расчет генетических расстояний проводили в программе GenAlEx 6.5 для Microsoft Excel по методу M. Nei. Для построения UPGMA дендрограммы использовали алгоритм программы MEGA5.2. В результате анализа получили 103 аллеля со средним показателем 4,9 на локус. Размеры продуктов амплификации составляли 130-410 п.н. Величина информационного полиморфизма (PIC) для праймеров варьировала от 0,3 до 0,9. Анализ популяции выявил, что все образцы распределились по шести основным кластерам. Генетические дистанции варьировали от 0,060 до 0,186. Дендрограмма UPGMA, построенная на основе генетических дистанций, отражала происхождение исследуемых селекционных образцов. Так, сорта Белорусская 455, Подарок 2500, Амагер 611 и Зимовка 1474 с происхождением из Северо-Западной Европы, были объединены в общий кластер, где также находился гибрид Северянка F1, созданный с использованием этих сортов. Сорта, принадлежащие к сортотипу Дитмарская ранняя, - Июньская 3200, Стахановка 1513, Номер первый грибовский 147 образовали отдельный кластер, куда также входил раннеспелый гибрид Аврора F1, имеющий в своей родословной сорт Июньская 3200. Две селекционные линии, выделенные из гибрида Аврора F1, были генетически отдалены и располагались в другом подкластере. Сорта Слава 1305 и Слава грибовская 231, относящиеся к отдельному сортотипу Слава, располагались на отдельной ветви дендрограммы. Относительно недавно полученные сорт Парус и два гибрида Зарница F1 и Мечта F1 генетически отличались от остальных образцов. Московская поздняя 15, стародавний сорт местного происхождения, также образовал отдельную ветвь дендрограммы. Три сорта капусты савойской сгруппировались вместе, причем новый раннеспелый сорт Московская кружевница был генетически отдален от двух других. Образцы капусты краснокочанной образовывали свою группу с достаточным генетическим отдалением между образцами. Полученные результаты на основе изменчивости SSR локусов совпадали с данными о происхождении образцов капусты кочанной, подтверждая их принадлежность к определенным сортотипам и группам спелости, что позволит использовать этот селекционный материал в дальнейшем для получения новых форм.
Бесплатно
Статья научная
Для рационального использования накапливаемой информации племенного учета в стадах молочного скота требуется создание эталонных, или референтных, групп животных, имеющих высокую достоверность оценки племенной ценности. Это необходимо при генетической оценке, а также при геномной селекции. Однако без качественного фенотипирования создание таких групп невозможно. Нужны данные о геномной вариабельности признаков фенотипа у животных разных генераций с использованием результатов полногеномного анализа (genome-wide association study, GWAS) и паттернов гомозиготности (runs of homozygosity, ROH). Высокопродуктивное стадо голштинизированного черно-пестрого скота Урала представляет собой релевантный объект как для модельных исследований, так и для пополнения референтной популяции скота России. Новизна выполненной нами работы заключается в оценке динамики изменчивости геномного инбридинга (FROH) в поколениях животных (мать матери-мать-дочь) и его сопоставлении с непосредственной геномной племенной ценностью (direct genomic values, DGV), а также в поиске новых механизмов подтверждения научной гипотезы об использовании ограниченного набора экспериментальных данных в GWAS. Объектом исследований были 76 коров и телок голштинизированной черно-пестрой породы, а также 9 голштинских быков-производителей, генотипированных примерно по 139 тыс. SNP (single nucleotide polymorphism) на платформе Bovine GGP HD («Illumina/Neogen», США). Для расчета DGV по выборке животных использовалась российская референтная группа скота (591 гол.). GWAS и ROH анализы проведены на основе 110448 SNP. Достоверность (p-values) полногеномных ассоциаций с прямыми фенотипами коров колебалась от 2,31½10-5 до 1,08½10-7. Обнаружены локусы количественных признаков на аутосомах BTA1, BTA2, BTA5, BTA7, BTA8, BTA10, BTA11, BTA12, BTA14, BTA16, BTA20, BTA21 и BTA26. Для величины удоя детектирован регион на BTA14 (1,44-1,59 Mb) с генами ZNF16 , ARHGAP39 и ZNF7 , сопряженными с повышенным выходом молочного жира. Для числа осеменений выявлен ряд SNP, локализованных в генах ( ARHGAP31 ) либо в непосредственной близости от них ( SERPINA5 ) и связанных с интенсивностью развития до половозрелого состояния, а также овариальной функцией у животных. Приведена характеристика ROH в зависимости от длины их фрагментов в геноме. Определены консервативные гомозиготные участки на хромосомах BTA12, BTA14, BTA26 и BTA29 с входящими в них наиболее значимыми генами, которые потенциально связаны с давлением отбора в исследуемой популяции преимущественно по признакам молочной продуктивности, репродукции и качественным параметрам оценки вымени. Величина FROH достоверно (р ROH = 0,135) отмечены для быков-отцов коров (поколение матерей) и телок (поколение дочерей). Каждая последующая генерация особей показывала среднее увеличение DGV по удою на +94,2 кг, по количеству молочного жира на +4,4 кг и белка - на +3,0 кг, что достаточно четко отражает стратегию на улучшение признаков молочной продуктивности в стаде при получении новых генотипов скота. Таким образом, показано, что на основе поиска ассоциаций и локусов, находящихся под селекционным давлением, можно оценить изменчивость прямых фенотипов крупного рогатого скота, используя ее как модель для исследований геномной вариабельности в отдельно взятом стаде.
Бесплатно
Оценка генотипа быков-производителей по продуктивности дочерей
Статья научная
Определяли стохастическую изменчивость оценки племенной ценности быков-производителей на основе процедуры компьютерного моделирования выборки (метод бутстрэпа). Рассчитывали интервалы племенной ценности быков по выборкам бутстрэпа, BLUP-оценкам и программе 2. Обсуждается целесообразность введения метода бутстрэпа в статистические селекционно-генетические программы по оценке генотипа сельскохозяйственных животных и птицы.
Бесплатно
Статья научная
Лен-долгунец ( Linum usitatissimum L.) - единственная техническая культура, которая возделывается в Республике Беларусь на площади свыше 50 тыс. га для получения волокна. Наряду с традиционными направлениями селекционной работы, большое значение приобретает создание сортов, экологически адаптированных к различным условиям выращивания. В настоящей работе нами впервые в условиях Беларуси установлена реакция родительских и гибридных форм льна-долгунца на абиотические факторы внешней среды и доля влияния последних на высоту растений, техническую длину и массу стебля, содержание волокна. Целью стало морфобиологическое изучение, выделение источников по каждому из основных признаков и поиск экологически адаптированных генотипов среди 36 гибридных популяций. В период наблюдений (опытное поле, Оршанский р-н, Витебская обл., Республика Беларусь, 2012-2014 годы) метеорологические условия различались по количеству выпавших осадков (16,7-27,1 мм) и среднесуточной температуре воздуха (12,4-16,4 °С). Оценивали сорта и коллекционные образцы различного эколого-гео-графического происхождения, гибридные формы получили при межсортовых скрещиваниях. Скрининг выявил раннеспелые комбинации (11 шт.), высокорослые формы (15 шт.), с высокими значениями технической длины стебля (10 шт.), массы стебля (4 шт.), содержания волокна (3 шт.). Установлена достоверность (уровень значимости 95 и 99 %) влияния факторов А (генотип) (Fфакт. > Fтеор.), В (среда) и С (взаимодействие А × В). В результате проведенных исследований с применением метода S.A. Eberhart и W.A. Russell получена новая информация о стабильности и отзывчивости к условиям среды каждого из изученных генотипов льна-долгунца. Высокоотзывчивыми на улучшение условий выращивания по высоте растения оказались сорта и гибридные формы Alizee (bi = 1,12), Upite 2 (bi = 1,22), Львiвський 7 (bi = 1,02), Львiвський 7 × Ярок (bi = 1,79), Львiвський 7 × Восход (bi = 3,07); по технической длине стебля - К-65 (bi = 1,33), Велiч (bi = 1,12), Upite 2 (bi = 1,22), Львiвський 7 (bi = 1,32), Ярок × К-65 (bi = 1,87), К-65 × Ласка (bi = 1,37), Велiч × Ярок (bi = 2,09); по массе стебля - Восход (bi = 2,38), Ласка (bi = 1,85), К-65 (bi = 1,76), Ярок (bi = 2,32), Ярок × Ласка (bi = 1,87), Ласка × Восход (bi = 2,16), Восход × Alizee (bi = 1,17), К-65 ½ Ласка (bi = 1,31); по содержанию волокна - Ласка (bi = 1,14), Восход (bi = 1,27), Drakkar (bi = 1,59), К-65 (bi = 1,32), Василек (bi = 1,39), Ярок × Ласка (bi = 2,54), Ярок × Восход (bi = 1,78), Велiч × Восход (bi = 3,11), Львiвський 7 × Ярок (bi = 1,31). Низкие показатели варианс стабильности установлены у следующих сортов: по высоте растения - Велiч (S2di = 2,33), Львiвський 7 (S2di = 4,62), Drakkar (S2di = 6,18); по технической длине стебля - Велiч (S2di = 5,37), Львiвський 7 (S2di = 4,62), Drakkar (S2di = 6,20); по массе стебля - Upite 2 (S2di = 1438,68), Ярок (S2di = 3465,94), Львівський 7 (S2di = 2268,62); по содержанию волокна - Василек (S2di = 1,47), Upite 2 (S2di = 0,85), Drakkar (S2di = 3,98), Восход (S2di = 3,65), Ярок (S2di = 2,29). Число генотипов льна-долгунца, характеризующихся высокой адаптивностью, стабильностью и сочетающих эти признаки с продуктивностью, оказалось невелико, что требует продолжения исследований с использованием различных подходов при создании исходного материала.
Бесплатно
