Анализ генетической структуры новоалтайской породы лошадей с учетом аллелофонда базовых пород

Автор: Блохина Нина Васильевна, Царева Марина Алексеевна

Рубрика: Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных

Статья в выпуске: 2 т.2, 2019 года.

Бесплатный доступ

В статье впервые показаны результаты исследования аллелофонда новоалтайской породы лошадей по 3 полиморфным системам крови (TF, ALB, ES) и 17 локусам микросателлитов ДНК в сравнении с тремя тяжеловозными породами лошадей, участвующими в ее создании (русской, советской и литовской тяжеловозной). Целью нашего исследования явилось изучение особенностей аллелофонда новоалтайской породы лошадей, а также оценка генетического сходства с другими породами, участвующими в ее формировании. Для проведения сравнительного анализа генетической структуры было проверено 358 голов лошадей новоалтайской породы по полиморфным системам крови и 98 голов по 17 STR-локусам микросателлитов ДНК: VHL20, HTG4, AHT4, HMS7, HTG6, AHT5, HMS6, ASB23, ASB2, HTG10, HTG7, HMS3, HMS2, ASB17, LEX3,HMS1, CA425. Сравнение уровня генетического разнообразия новоалтайской породы с лошадьми русской, советской и литовской тяжеловозной пород осуществляли по основным популяционным показателям: уровню полиморфности (Ае), степени фактической (Не) и ожидаемой (Но) гетерозиготности и индексу популяционного инбридинга (Fis). Новоалтайская порода лошадей отличалась от других пород широким диапазоном аллелей (Na=146) и уровнем п лиморфности (Ае=4,780) микросателлитной ДНК. В генетической структуре новоалтайской популяции были выявлены приватные аллели VHL20S, ASB23V, ASB2T, HMS1Q, HMS2S и HMS3S. Сопоставительный анализ аллелофонда исследуемых пород лошадей показал, что новоалтайцы имеют наиболее высокие показатели генетического сходства с русской тяжеловозной породой (0,970), как по системам крови, так и по микросателлитам ДНК. Новоалтайская порода лошадей, созданная сложным воспроизводительным скрещиванием, характеризуется высоким уровнем генетического разнообразия, как по структурным генам, так и по микросателлитным локусам ДНК. В породе сохраняется высокий уровень генетического разнообразия, позволяющий вести эффективную селекционную работу по хозяйственно полезным признакам.

Еще

Генетико-популяционный анализ, лошадь, микросателлиты днк, новоалтайская порода, полиморфные системы крови

Короткий адрес: https://sciup.org/147225588

IDR: 147225588 | DOI: 10.15838/alt.2019.2.2.4

Текст научной статьи Анализ генетической структуры новоалтайской породы лошадей с учетом аллелофонда базовых пород

Новоалтайская лошадь на сегодняшний день является одной из лучших мясных пород лошадей в отечественном коневодстве. Создание новой породы было начато в 1978–1979 гг. методом сложного воспроизводительного скрещивания алтайских кобыл с жеребцами-производителями советской, русской и литовской тяжеловозных пород. Работа по формированию новоалтайской породы велась в хозяйствах Горного Алтая и Алтайского края. Лошади новоалтайской породы имеют хорошие мясные качества и приспособлены к табунно-тебеневочным условиям содержания. Средняя живая масса кобыл превышает 500 кг, молодняка в возрасте 2 лет – 400 кг. Кобылы новоалтайской породы хорошо приспособлены к суровым местным условиям обитания, о чем свидетельствует их хорошая воспроизводительная способность – плодовитость на уровне 80%. Племенное поголовье лошадей новоалтайской породы систематически проходит регистрацию в ГПК лошадей этой породы начиная с 2000 года [1, с. 83; 2, с. 4].

Научная новизна работы

В статье впервые представлены результаты изучения аллелофонда новоалтайской породы лошадей по 3 полиморфным системам крови (TF, ALB, ES) и 17 локусам микросателлитов ДНК в сравнении с тремя тяжеловозными породами лошадей, участвующими в ее создании (русской, советской и литовской тяжеловозной).

Значимость работы

Регулярное исследование аллелофонда внутрипородных структур дает возможность поддерживать и контролировать генетическую гетерогенность породы, сохранять своеобразие генеалогических структур,

проводить генетическую сертификацию племенного материала, что в дальнейшем повышает эффективность ведения племенной работы и сохранения генетического разнообразия в разных породах.

Для современного генетического изучения групп лошадей в большинстве случаев применяют различные ДНК-маркеры, которые показывают высокую результативность оценки биологической индивидуальности различных пород и изучения их развития. На сегодня микросателлиты STR-локусы широко применяются при контроле достоверности лошадей и оценке разнообразия пород [3, с. 31; 4, с. 2; 5, с. 4; 6, с. 36; 7, с. 13; 8; 9].

Цель и задачи исследований заключаются в изучении индивидуальности аллело-фонда новоалтайской породы лошадей и оценке генетического сходства с другими породами, участвующими в ее формировании (русской тяжеловозной, советской тяжеловозной и литовской тяжеловозной).

Материал и методы исследований

Для исследований брали образцы крови (n = 358) и волосяных луковиц (n = 98) лошадей новоалтайской породы, а также пробы биоматериала лошадей русской тяжеловозной (n = 2306), советской тяжеловозной породы (n = 1040) [10, с. 15]. Данные по литовской тяжеловозной породе были взяты Б.Б. Крикщюнас ВНИИК, 1990 (n = 274) [11, с. 7]. Генотипирования по полиморфным системам крови лошадей русской тяжеловозной, советской тяжеловозной и новоалтайской пород проводили в лаборатории генетики ВНИИ коневодства в 1990–2018 гг., а по микросателлитам ДНК с 2006–2018 гг. Аллелофонд всех изучаемых пород лошадей по полиморфным системам крови (TF, ALB, ES) изучали методом электрофореза в крахмальном геле [12].

Таблица 1. Сравнительная характеристика по локусу трансферрина у лошадей изучаемых пород

Порода	N	Частота аллелей (в ед.) – Tf
Порода	N	D	F	H	O	R
Советская тяжеловозная	989	0,039	0,467	0,422	0,011	0,062
Советская тяжеловозная	989	±0,004	±0,011	±0,011	±0,002	±0,005
Новоалтайская	358	0,309	0,331	0,183	0,031	0,147
Новоалтайская	358	±0,017	±0,018	±0,014	±0,006	±0,013
Русская тяжеловозная	2235	0,304	0,292	0,128	0,010	0,266
Русская тяжеловозная	2235	±0,007	±0,007	±0,005	±0,001	±0,007
Литовская тяжеловозная*	274	0,193	0,599	0,086	0,051	0,071
Литовская тяжеловозная*	274	±0,017	±0,021	±0,012	±0,009	±0,011

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 1990–2018 гг. * Данные Крикщюнаса Б.Б., 1990 [11].

Таблица 2. Сравнительная характеристика по локусам альбумина и эстеразы у лошадей изучаемых пород

Порода	N	Частота аллелей
		Альбумин		Эстераза
		A	B	F	G	I
Советская тяжеловозная	989	0,531 ±0,011	0,469 ±0,012	0,023 ±0,003	0,192 ±0,009	0,785 ±0,009
Новоалтайская	358	0,264 ±0,016	0,736 ±0,016	0,283 ±0,017	0,307 ±0,017	0,410 ±0,018
Русская тяжеловозная	2235	0,264 ±0,007	0,736 ±0,007	0,284 ±0,006	0,306 ±0,007	0,410 ±0,007
Литовская тяжеловозная*	274	0,416 ±0,021	0,584 ±0,021	0,352 ±0,020	0,177 ±0,016	0,471 ±0,021

Tree Diagram for 4 Variables Single Linkage Euclidean distances

Рис. Дендрограмма генетических дистанций по Nei (1978) между новоалтайской и другими породами лошадей по полиморфным системам крови

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 1990–2018 гг.

тверждает генетическое сходство новоалтайской породы лошадей с русской тяжеловозной породой.

Выводы

Впервые проведенное исследование генетической структуры новоалтайских лошадей по полиморфным системам крови показало, что порода обладает высоким уровнем полиморфности всех аллелей. Сравнительный анализ генетической структуры новоалтайской породы и тяжелоу-

пряжных лошадей показал, что имеют место значительные межпородные отличия по встречаемости аллелей трансферринового локуса. Лошади новоалтайской породы характеризуются сравнительно высокой частотой встречаемости аллелей TfD. Новоалтайская порода лошадей отличалась от других пород широким спектром аллелей (Na=146) и уровнем полиморф-ности (Ае=4,780) микросателлитной ДНК. В генетической структуре новоалтайской популяции были выявлены приватные

Таблица 3. Генетическое сходство между новоалтайской и другими породами лошадей по полиморфным системам крови

Порода	Советская тяжеловозная	Новоалтайская	Русская тяжеловозная	Литовская тяжеловозная
Советская тяжеловозная	1,000	0,497	0,418	0,652
Новоалтайская	0,497	1.000	0,970	0,765
Русская тяжеловозная	0,418	0,970	1.000	0,701
Литовская тяжеловозная*	0,652	0,765	0,701	1.000
Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 1990–2018 гг. * Данные Крикщюнаса Б.Б., 1990 [11].

Таблица 4. Спектр аллелей у лошадей сравниваемых пород по 17 микросателлитным локусам ДНК

Локусы	Породы
	Новоалтайская n = 98		Русская тяжеловозная n = 98		Советская тяжеловозная n = 55
	p > 0,05	p < 0,05	p > 0,05	p < 0,05	p > 0,05	p < 0,05
VHL20	I, L,M ,N, O, P, Q	J, R	I, M, P, Q, R	J, L, N, O	I, M, O ,P, Q	J, L, N, R
HTG4	L, M, O, P	K, N	K, L, M, P	O	K, L, M, P	O
AHT4	H, J, K, O	I, L, M, N, P	H, I, J, K, O	L, M*, N, P	H, J, K, L, O	I, N
HMS7	L, M, N, O, Q	J	J, L, M ,O, Q	G, K, N, P	K, L, M, N, O	J, Q
HTG6	G, J, O	I, M, N, P	G, I, O	J, N	G, O	I, J, N
AHT5	J, K, M, N, O	I, L	J, K, L, N, O	I, M	J, K, L, M, N, O	I
HMS6	K, L, M, O, P	N	L, M, O, P	Q*	L, M, O, P	K, N*
ASB23	G, J, K, S, U	I, L, T	K, L, S, U	J	J, K, L, S, U	I, T
ASB2	K, M, N, Q	B, I, J, P, R, T	I, K, M, N	O, P, Q	I, K, M, N, O, Q	P, R
HTG10	K, L, N, O, R	M, P	K, M, N, O, R	I, L, S, T	M, N, O, R	I, K, L, Q, S
HTG7	K, M, N, O		K, M, N, O		K, M, N, O
HMS3	M, N, O, P, Q, R	I	M, N, O, P, Q, R	I	M, P, Q, R	I, N, O
HMS2	H, I, K, L	J, M, S	H, I, J, K, M, R	L, O, P*	H, I, K, L, R	J, M
ASB17	F, M, N, O, P, Q, S	G, I, K, L, R, T	F, K, L, M, N, Q, R, S	H, I, J, P	K, M, N, O, Q, R, S	H, I, J, L, P
LEX3	F, H, K, L, M, N	G, I, O, P	F, L, M ,N, P	I, K, O	F, H, L, M, N, O, P	I, K
HMS1	I, J, M	K, L, N	J, K, L, M		J, K, L, M	I*, N
CA425	J, M, N, O	G, I, L	G, J, L, M, N	I, O	J, L, M, N, O	G

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства. Лошади тестированы с 2006 по 2018 гг.

Таблица 5. Уровень полиморфизма новоалтайской породы лошадей по STR-локусам (n=98)

Локусы	N a	А е	Н о	Н е	F is
AHT5	7	4,726	0,875	0,788	-0,087
HMS6	6	4,493	0,875	0,777	-0,098
ASB23	8	5,302	0,839	0,811	-0,028
ASB2	10	4,608	0,821	0,783	-0,038
HTG10	7	4,015	0,804	0,751	-0,053
VHL20	9	6,623	0,964	0,849	-0,115
HTG4	6	4,073	0,786	0,754	-0,031
AHT4	9	4,246	0,750	0,765	0,015
HMS7	6	3,439	0,554	0,709	0,156
HTG6	7	1,773	0,446	0,436	-0,010
HTG7	4	2,759	0,607	0,638	0,030
HMS3	7	4,904	0,750	0,796	0,046
HMS2	7	3,990	0,786	0,749	-0,036
ASB17	13	7,630	0,857	0,869	0,012
LEX3	10	7,036	0,870	0,858	-0,012
HMS1	6	2,004	0,464	0,501	0,037
CA425	7	3,694	0,800	0,729	-0,071
среднее	7,59	4,430	0,756	0,739	-0,017

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 2006–2018 гг.

Примечание: N a – число аллелей; А е – эффективное число аллелей; H e – наблюдаемая гетерозиготность; Н о – ожидаемая гетерозиготность; F is – уровень внутрипородного инбридинга.

Таблица 6. Уровень полиморфизма у лошадей русской тяжеловозной породы по STR–локусам (n = 98)

Локусы	N a	А е	Н о	Н е	F is
HMS6	5	3,131	0,531	0,681	0,220
ASB23	5	3,642	0,674	0,725	0,070
ASB2	7	3,895	0,726	0,743	0,023
HTG10	9	3,712	0,735	0,731	-0,006
HTG7	4	3,354	0,684	0,702	0,026
HMS3	7	3,792	0,673	0,736	0,085
VHL20	9	4,491	0,633	0,777	0,186
HTG4	5	2,950	0,673	0,661	-0,019
AHT4	9	4,321	0,755	0,769	0,018
HMS7	9	4,393	0,776	0,772	-0,004
HTG6	5	1,315	0,255	0,240	-0,065
AHT5	7	4,784	0,735	0,791	0,071
HMS2	9	4,083	0,804	0,755	-0,065
ASB17	12	5,623	0,678	0,822	0,175
LEX3	8	4,408	0,857	0,773	-0,109
HMS1	4	2,611	0,602	0,617	0,024
CA425	7	2,835	0,714	0,647	-0,104
средняя	93,24	3,726	0,677	0,703	0,031

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 2006–2018 гг.

Таблица 7. Уровень полиморфизма у лошадей советской тяжеловозной породы по STR-локусам (n = 55)

Локусы	N a	А е	Н о	Н е	F is
HMS6	6	3,108	0,745	0,678	-0,099
ASB23	7	4,090	0,667	0,755	0,118
ASB2	8	4,817	0,760	0,792	0,041
HTG10	9	3,628	0,706	0,724	0,025
HTG7	4	3,855	0,720	0,741	0,028
HMS3	7	3,661	0,667	0,727	0,083
VHL20	9	5,505	0,902	0,818	-0,102
HTG4	5	2,645	0,647	0,622	-0,040
AHT4	7	4,180	0,765	0,761	-0,005
HMS7	7	4,454	0,863	0,775	-0,113
HTG6	5	1,417	0,275	0,294	0,067
AHT5	7	4,520	0,843	0,779	-0,083
HMS2	7	3,979	0,708	0,749	0,054
ASB17	12	4,965	0,680	0,799	0,149
LEX3	9	5,812	0,922	0,828	-0,113
HMS1	6	3,173	0,765	0,685	-0,117
CA425	6	2,847	0,650	0,649	-0,002
средняя	7,12	3,921	0,723	0,716	-0,006

Составлено по: данные лаборатории генетики ФГБНУ ВНИИ коневодства за 2006–2018 гг.

аллели VHL20S, ASB23V, ASB2T, HMS1Q, HMS2S и HMS3S.

Новоалтайская порода имеет наиболее высокие показатели генетического сходства с русской тяжеловозной породой (0,970). Установлено, что лошади новоалтайской породы характеризуются сравнительно высоким уровнем поли-морфности всех 17 изученных микроса-теллитных локусов (Ae=4,430), средним уровнем гетерозиготности (Ho=0,756) и некоторым недостатком гетерози-

готных генотипов (Fis=-0,017). Подводя итог, можно отметить, что новоалтайская порода лошадей, созданная сложным воспроизводительным скрещиванием, характеризуется высоким уровнем генетического разнообразия, как по структурным генам, так и по микроса-теллитным локусам ДНК, который даст возможность вести глубокую и эффективную селекционную работу как по контролю достоверности лошадей, так и по хозяйственно полезным признакам.

Список литературы Анализ генетической структуры новоалтайской породы лошадей с учетом аллелофонда базовых пород

Лобанова Т.В., Трушников В.А. Алтайская лошадь и этапы ее преобразования // Вестн. Алт. гос. аграр. ун-та. Барнаул: ФГБОУ ВПО «Алт. гос. аграр. ун-т». 2017. № 1. С. 83-87.
Никонова А.И. Государственная книга племенных лошадей новоалтайской породы. Т. 1. Дивово: ВНИИ коневодства, 2000. 814 с.
Храброва Л.А. Использование генетических исследований в коневодстве // Коневодство и конный спорт. 2010. № 2. С. 30-32.
Храброва Л.А. Оценка гомозиготности лошадей с разным уровнем инбридинга по локусам микросателлитной ДНК // Зоотехния. 2010. № 9. С. 2-3.
Сорокина И.И., Милько О.С., Блохина Н.В. Оценка генетического разнообразия в советской тяжеловозной породе лошадей // Коневодство и конный спорт. 2016. № 1. С. 13-15.

Статья научная