Анализ консолидации енисейского типа коров красно-пестрой породы

Автор: Еремина И.Ю., Герасимова Л.А., Лущенко А.Е.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 12, 2014 года.

Бесплатный доступ

Проанализирован генофонд красно-пестрой породы скота енисейского типа по эритроцитарным антигенам и феногруппам полифакторных систем групп крови.

Короткий адрес: https://sciup.org/14083459

IDR: 14083459

Текст научной статьи Анализ консолидации енисейского типа коров красно-пестрой породы

В свою очередь, эффективность селекционной работы повышается вследствие применения генетических методов, обеспечивающих получение достоверной информации о генотипе. К числу последних относится использование полиморфных генетически детерминированных систем: групп крови, полиморфных белков, аллотипов и т.п. – в качестве генетических маркеров. Понимание механизмов формирования популяционной структуры, знание генетического состояния популяций и субпопуляций на всех стадиях их становления способствуют формированию прогнозируемого и максимально управляемого селекционного процесса. Возможности использования генетических маркеров при анализе породообразовательных процессов, определении характерных особенностей генетической структуры пород и субпопуляций показаны в многочисленных работах отечественных и зарубежных ученых [3–8].

Селекционная работа неизбежно сопровождается изменением генетической структуры любой породы или группы животных, поэтому своевременная оценка генетической ситуации позволяет определить эффект селекции, контролировать направленность происходящих изменений и своевременно принимать меры по устранению различных негативных тенденций. Однако выявлено, что на динамику аллелей в простых системах селекционный процесс влияет незначительно. И напротив, изменения в полиаллельных системах (В-,С-локусы) носят более направленный характер. Поэтому для анализа довольно часто используют В-систему групп крови, которая испытывает селекционное давление в большинстве изучаемых популяций под влиянием отбора [9].

Ряд исследователей отмечают более высокие удои коров, имевших равное соотношение гомо- и гетерозиготных локусов групп крови. Важное значение имеет оптимальное соотношение и уровень гомо- и гетерозиготности локусов разных аллелей [6, 8]. Элиминация В-аллелей отрицательно сказывается на приспособленности популяций, а сокращение сроков использования животных в свою очередь способствует снижению широты генетической изменчивости [5].

Сам по себе факт сокращения широты генетической изменчивости в результате селекции является вполне закономерным и при оптимальных условиях среды не должен вызывать опасений. Однако в условиях, весьма далеких от оптимальных, это может иметь существенные нежелательные последствия.

В российской популяции красно-пестрой породы сложилась стройная генеалогическая структура. Достаточно большая консолидация породы по экстерьеру не противоречит наличию в ней внутрипородных типов, отличающихся особенностями строения и внутренними качествами.

В Красноярском крае в результате продолжительной селекции по основным хозяйственно полезным качествам был создан новый внутрипородный тип красно-пестрой породы, названный енисейским типом. Четыре базовых хозяйства: ЗАО «Солгонское», ЗАО «Тубинск», ЗАО «п/з Краснотуранский», ЗАО «Назаров-ское» – содержат 14799 голов. Из общего пробонитированного поголовья 100 % являются чистопородными или относятся к 4-му поклонению, классность – 97,4 % элита рекорд (табл. 1).

Характеристика поголовья коров красно-пестрой породы енисейского типа

Таблица 1

Показатель	В целом по типу	ЗАО «Сол-гонское»	ЗАО «Ту-бинск»	ЗАО «п/з Красноту-ранский»	ЗАО «Назаров-ское»
Поголовье, голов	14799	4206	3365	1999	5929
Классность элита рекорд, %	97,4	93,9	95,6	99,7	100
Анализируемая выборка (n), голов	1996	103	342	316	350

Объектом исследований послужили коровы красно-пестрой молочной породы енисейского типа, интерьер белкового полиморфизма. Методы исследования: экспериментальный, биометрический, иммуноге-нетический.

Задачи исследований. Изучение состояния полиморфизма белков групп крови коров красно-пестрой породы и поиск возможности использования этих интерьерных показателей с целью контроля селекционного процесса по консолидации енисейского внутрипородного типа в изучаемых стадах.

Для этого были проанализированы данные племенного учета (программа «Селекс»). Общее обследованное поголовье по типу 1996 гол.

Для изучения полиморфизма антигенных факторов групп крови анализировали данные гемолитических тестов, полученные в лаборатории отдела генетического контроля ОАО «Красноярскагроплем». Мониторинг генетической структуры, уровня полиморфности типов красно-пёстрого скота проводили за период 2010–2012 гг. по отдельным стадам и в целом по енисейскому типу.

Генетическую структуру популяции исследовали по частотам антигенных фактов, частотам феногрупп, доле генетического разнообразия выявленных феногрупп в моно- и полифакторных системах групп крови.

На основании данных частот антигенов групп крови вычислялись индексы генетического сходства между популяциями красно-пестрого скота в различных стадах. Для наглядности представления о характере филогенетических связей между изучаемыми стадами методом невзвешенной попарной кластеризации рассчитывались показатели генетических дистанций, на основании которых строились графы, циклограммы [10].

Результаты исследований . Антигенный спектр красно-пестрого скота енисейского типа представлен на рисунке 1. Антигены показаны в порядке убывания.

Рис. 1. Антигенный спектр групп крови красно-пестрого скота енисейского типа

Характерная картина распределения частот встречаемости антигенов маточного поголовья енисейского типа красно-пестрого скота: маркирующие (часто встречающиеся) – W, F, Y2, G3, X2, O1, Z, E, E`3; практически отсутствующие - U1, Q1, Г, U'',A'1, B'', E'4, P', T', A'3,Q'', U2, J2 и большой перечень антигенов с частотой менее 20 %: H`, C1, O4, R2, К, F,` D,` E`1,B1, J1, A2, P2, I1, H``, I`, T1, G1,R1, B`, T2, M, P`, W2, G`,` U`, J`2, X1, A`3, U``, V2, I2, Y`, Z`, A1, J2, Q.

Сравнительная характеристика частот антигенных факторов отражена в таблице 2. В группах антигены расположены по убыванию частоты встречаемости.

Таблица 2

Сравнительная характеристика частот антигенных факторов крови у коров красно-пёстрого скота енисейского типа

Популяция	Антигены
	часто встречающиеся	элиминирующиеся	редко встречающиеся
	40–100 %	0–20 %	21–39 %
1	2	3	4
Красно-пестрый скот в целом	W, F, Y2, G3, X2, O1, Z, E, E`3	H`, C1, O4, R2, К, F,` D,` E`1, B1, J1, A2, A`1, P2, I1, H``, I`, T1, G1, R1, B`, T2, M, P`, W2, G`,` U`, J`2, X1, A`3, U``, V2, B``, I2, Y`, Z`, A1, J2, Q1, T`, Q``, T`, E`4, Q, U1, U2	Q,` E`2, C2, G2, O2, S1, L`, L, V, B2, G`, S2, U, O`, J, A`2 F`

Окончание табл. 2

ЗАО «Ту-бинск»

F, Y2, J,

W, A2, X2,

E`2, O1, A1,

E, G3, H`

D .` C1, J1, O`, К, E`1,

B1, W2, J`2, G1, H``, V2,

I1, P`, M, B`, G``, U`,

T1, U``, A`1, A`3, I`, B``,

R1, T2, X1, Q1, Y,` P2

Q, С2, Q`,

O2, A`2, E`3,

S1, B2, G,`

Z, L, U,O4,

L,`V,G2,S2, R2,F`

ЗАО «п/з Красноту-ран-ский»

Y2, G2, W,

A2, G3, E`2,

F, E`3, Q,

E, O1, Q`,

O2, A1,

J`2, К, X2, J1, L`, D`,

I1, S1, V, G,`` L, U,

Z`, S2, B`, I2, T1, T2,

R1, W2, X1, H`, P2, R2,

H``, Y`, V2,G1, U`, A`2,

I`, M,

C2, G`, C1,

O`, E`1, B2,

B1, O4, Z,

J, F`

ЗАО «Назаров-ское»

F, A2, E,

O4, W, Y2,

J, Z, A1,

H`, X2, A`2,

L`, E`3, O1,

G3,

A`1, Q`, H``, U, B1, W2,

G``, J1, B``, E`1, U``, O`,

Q, M, I1, Q``, R1, A`3,

P`, B`, T1, F`, C1, К,

I`, Q1, J`2, I2, T2, X1,

U`, T`, V2, U1, J2, Z`,

Y`, E`4, P2, U2

S1, B2, O2,

E`2, C2, V,

L, R2, G2,

D`, S2, G

ЗАО «Сол-гон-ское»

F, FF`, X2,

A2, H`, A1,

L`, O1, E`1,

J, Z, U``

O`, P`, G`, I1, Q1, Z`,

I`, B`, G1, C2, J`2, J2,

T1, A`3, G``, G2, T2, Y`,

E`4, Q, A`1, U`, B1, К,

I2, U2, E`2, E`3, M, B``,

Q``, Y2, P2, T`

U1, G3, R1,

X1, B2, A`2,

V2, L, O2,

J1, V, S1,

В целом из 70 анализируемых антигенных факторов около 60 % относятся к группе с частотой встречаемости менее 20 %, т.е. данные антигенные факторы элиминируются из популяции, находятся в незначительном количестве. При этом в трех хозяйствах (ЗАО «Солгонское», ЗАО «Тубинск», ЗАО «п/з Красноту-ранский») 15 % антигенных факторов полностью отсутствуют.

Существенное значение для формирования генофонда популяции имеет уровень генетического полиморфизма как основного материала для действия естественного и искусственного отбора. Интересно и показательно разнообразие комбинаций антигенов полифакторных систем (табл.3).

Число комбинаций антигенов полифакторных систем

Таблица 3

Хозяйство	Число комбинаций антигенов по системам групп крови
Хозяйство	A	B	C	SU
1	2	3	4	5
ЗАО «На-заровское»	Двухфакторных – 1	Двухфакторных – 35 Трехфакторных – 26 Четырехфакторных – 3	Двухфакторных – 14 Трехфакторных – 7	Двухфакторных – 3 Трехфакторных – 1
ЗАО «п/з Красноту-ранский»	Двухфакторных – 1	Двухфакторных – 119 Трехфакторных – 269 Четырехфакторных – 258 Пятифакторных – 89 Шестифакторных – 9	Двухфакторных – 17 Трехфакторных – 6	Двухфакторных – 3 Трехфакторных – 1

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5
ЗАО «Сол-гонское»	Двухфакторных – 2	Двухфакторных – 90 Трехфакторных – 123 Четырехфакторных – 62 Пятифакторных – 12 Шестифакторных – 1	Двухфакторных – 11 Трехфакторных – 5	Двухфакторных – 3 Трехфакторных – 1
ЗАО «Ту-бинск»	Двухфакторных - 1	Двухфакторных – 55 Трехфакторных – 16	Двухфакторных – 15 Трехфакторных – 3	Двухфакторных – 3 Трехфакторных – 1
Краснопестр.	Двухфакторных - 1	Двухфакторных – 60 Трехфакторных – 40 Четырехфакторных – 11	Двухфакторных – 14 Трехфакторных – 2	Двухфакторных – 3 Трехфакторных – 1

Популяции животных исследуемых хозяйств отличаются вариабельностью полифакторных систем. Так, в популяции ЗАО «п/з Краснотуранский» отмечается высокий процент животных с многофакторными комбинациями антигенов В-системы, причем наибольшее количество приходится на трех- и четырехфакторные комбинации – 269 и 258 соответственно.

Аналогичная картина, но с меньшим числом комбинаций наблюдается и в популяции ЗАО «Солгон-ское». В обоих хозяйствах присутствует значительное число животных (более 10%), имеющих в генотипе до шести антигенов В-системы. Такой широкий генетический полиморфизм дает богатый материал для селекционного процесса. В популяциях ЗАО «п/з Краснотуранский» и ЗАО «Тубинск» В-система представлена в основном двухфакторными комбинациями, но среди них есть и некоторое количество трех- и четырехфакторных комбинаций.

В целом у животных изучаемой популяции имеют преимущество двух-, трех- и четырехфакторные комбинации антигенов В-системы. По системам А, С и SU ситуация типична по всем хозяйствам – преобладание двухфакторных комбинаций.

Выявлены четырнадцать феногрупп, встречающихся у этих животных. Наивысшая частота выявлена у моно- и дифакторных феногрупп: Y2, Q`, A`2, G``, G2 G3 – и составляет 0,199–0,077. Условно маркерными для енисейского типа можно считать следующие: G3Y2, O1O2, O1Y2, B2O1, E2'E3', E2'E3'Y2, EW, C2E, C2W, C1C2, S1S2, H'S1, H'S2, H'S1S2 (табл.4).

Частота феногрупп крови коров красно-пестрой породы енисейского типа

Таблица 4

Феногруппа	Краснопестр.	ЗАО «Ту-бинск»	ЗАО «п/з Красноту-ранский»	ЗАО «Назаров-ское»	ЗАО «Солгон-ское»
G3Y2	30,90	25,73	34,81	19,43	53,73
O1O2	25,54		32,28	29,14	18,41
O1Y2	22,08	26,32	29,43	21,14	3,07
B2O1		24,27	15,19	19,14	18,41
E2'E3'	25,44		32,28		30,85
E2'E3'Y2	18,48	14,33	24,37	12,86	23,88
EW	23,79	19,59	22,15	24,00	25,37
C2E	20,68	17,84	26,27	20,86	29,85
C2W	20,08	19,59	23,10	19,43	28,86
C1C2	14,87	16,08	31,65		15,92
S1S2	22,68	21,64	19,94	25,43
H'S1	18,73	20,47	12,03	28,29	27,86
H'S2	15,62	16,96	15,82	24,86	19,40
H'S1S2	14,57	16,08	11,39	23,14	21,89

Анализ матриц генетических расстояний выявил, что генетическое расстояние между популяциями отдельных хозяйств небольшое; наибольшая дистанция между ЗАО «п/з Краснотуранский» и ЗАО «Наза-ровское» – 0,1429 (табл. 5).

Таблица 5

	Объединенное	ЗАО «п/з Красно-туранский»	ЗАО«Наза-ровское»	ЗАО «Солгон-ское»	ЗАО «Тубинск»
Объединенное	0	0,0445	0,0354	0,0334	0,0173
ЗАО «п/з Краснотуранский»		0	0,1429	0,0719	0,0578
ЗАО «Назаровское»			0	0,0694	0,0586
ЗАО «Солгонское»				0	0,0701
ЗАО «Тубинск»					0

Матрица генетических расстояний

Матрица генетических расстояний позволяет построить диаграмму Чекановского для графического изображения кластеров вдоль главной диагонали матрицы различия [6]. Отображение генетических расстояний в виде графов позволяет более наглядно продемонстрировать различия и сходства между хозяйствами. Максимально близкими оказались генофонды животных Краснотуранского и Тубинского хозяйств. Наиболее генетически удалены друг от друга популяции Краснотуранского и Назаровского хозяйств. Это, скорее всего, связано с историей формирования стада.

ЗАО_Краснотуранское

>г ЗАО Нагар о веко е

Объединенное

( ЗАО Солгонское

ЗАО Тубинск

Рис. 2. Граф на основе матрицы генетических расстояний относительно данных по всем хозяйствам

Общий генофонд всего массива популяций голштинизированного красно-пестрого скота Красноярского края обозначен как «Объединенное». При сравнении общерегионального генофонда животных края с популяциями отдельных хозяйств оценивается специфичность каждой из представленных групп.

Выводы. Проведенный анализ полиморфизма групп крови коров красно-пестрой породы енисейского типа по антигенным факторам и аллелофонду поли- и монофакторных систем указывает на процесс консолидации генетического материала у представителей нового типа. Можно считать маркерными антигенами : часто встречающиеся - W, F, Y2, G3, X2, O1, Z, E, E'3, практически отсутствующие - U1, Q1, T', U'',A'1, B'', E'4, P', T', A'3, Q'', U2, J2 и большой перечень антигенов с частотой менее 20 % - H', C1, O4, R2, К, F,` D,` E`1, B1, J1, A2, P2, I1, H``, I`, T1, G1, R1, B`, T2, M, P`, W2, G`,` U`, J`2, X1, A`3, U``, V2, I2,Y`, Z`, A1, J2, Q. Маркерные феногруппы для данной совокупности животных: G3Y2 , O1O2, O1Y2, B2O1, E2'E3', E2'E3'Y2, EW, C2E, C2W, C1C2, S1S2, H'S1, H'S2, H'S1S2.

Несмотря на высокий уровень изменчивости белкового полиморфизма отдельных групп краснопестрого скота Красноярского края, у единой общности животных енисейского внутрипородного типа проявляется закономерная стабильность в вариабельности комбинаций антигенов полифакторных систем. Таким образом, можно с определенной уверенностью говорить о наличии консолидированной и генетической устойчивой сообщности красно-пестрого скота енисейского внутрипородного типа.

Статья научная