Генетическая структура лошадей татарской породы по белкам крови и микросателлитной ДНК
Автор: Хаертдинов Р.А., Феткуллова Г.И., Камалдинов И.Н., Закирова Г.М.
Статья в выпуске: 1 т.257, 2024 года.
Бесплатный доступ
В работе изложены результаты изучения генетической структуры новой татарской породы лошадей, созданной недавно (2019). Такие исследования у этой породы проводились впервые. Исследованиями установлено, что татарская порода лошадей характеризуется богатым генофондом по белкам трансферрину и альбумину крови, а также микросателлитной ДНК, которые имеют высокий уровень полиморфизма, обусловленного множественным аллелизмом (от 4 до 6 аллелей каждого локуса). Это позволило решить важные вопросы селекции татарских лошадей, таких как определение их генетического сходства и различия с родственной башкирской породой, и выявление ошибочности в записях о происхождении потомства.
Лошади, татарская порода, генотип, аллели, частота, трансферрин, альбумин крови, микросателлитная днк
Короткий адрес: https://sciup.org/142240437
IDR: 142240437 | УДК: 636.082:636.1 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_1_257_267
Genetic structure of horses of tatar breed by blood proteins and microsatellite DNA
The paper presents the results of studying the genetic structure of a new Tatar horse breed created recently (2019). Such studies in this breed were conducted for the first time. The studies established that the Tatar horse breed is characterized by a rich gene pool for transferrin and blood albumin proteins, as well as microsatellite DNA, which have a high level of polymorphism due to multiple allelism (from 4 to 6 alleles of each locus). This allowed solving important issues of Tatar horse breeding, such as determining their genetic similarity and differences with the related Bashkir breed, and identifying errors in the records of the origin of the offspring.
Текст научной статьи Генетическая структура лошадей татарской породы по белкам крови и микросателлитной ДНК
Татарская порода – новая порода лошадей, созданная недавно, в 2019 году путем чистопородного разведения местных лошадей, находящихся в хозяйствах различных регионов России и Казахстана: Татарстана, Башкортостана, Челябинской, Оренбургской областей и Северного Казахстана, в прошлом входящих в состав Золотой Орды. Татарские лошади имеют средние размеры тела и живую массу равную 475 кг, относятся к универсальной рабоче-пользовательной группе лошадей, обладают оригинальной соловой (75 %) и буланой мастью (25 %) [4]. В настоящее время насчитывается 1100 голов лошадей татарской породы, разводимых в 9-ти хозяйствах: 2-х оригинаторах, 1-м племенном репродукторе и 6-ти товарных хозяйствах. Планируется увеличить поголовье татарских лошадей к 2034 году до 2 тыс. голов [6].
К местным породам лошадей относятся породы одного генетического корня: татарская, башкирская, вятская, алтайская, бурятская, якутская, тувинская, казахская джабе и некоторые другие, имеющие общее происхождение, эти лошади Золотой Орды [7]. Генетически более близкими являются татарские и башкирские лошади. Тем не менее, в наших предыдущих исследованиях было обнаружено, что между этими породами существуют значительные фенотипические различия по морфологическим признакам. Например, у татарских лошадей, в отличии от башкирских, очень большая доля (75%) животных, имеющих соловую масть, у последних, напротив, преобладают другие масти, такие как гнедая, рыжая, черная, мышастая и другие. Татарские лошади в сравнении с башкирскими, оказались более крупными и превосходили их по промерам тела и живой массе. Так, превосходство по длине туловища составило 8,1 см, высоте в холке – 5,3 см, обхвату пясти – 1,6 см, живой массе – 68 кг (P<0,001) [4].
Настоящие исследования посвящены выявлению генетических различий между этими породами. Для этой цели изучена генетическая структура татарских лошадей по полиморфным системам крови: трансферрину и альбумину. Трансферрин (Tf) – сывороточный белок крови связывает и транспортирует железо, которое используется при синтезе эритроцитов крови, этот белок у всех видов сельскохозяйственных животных является наиболее полиморфным, в том числе и у лошадей. Альбумин (Al) – крупный сывороточный белок крови связывает и переносит жирные кислоты и другие слабо растворимые соединения. Белок является менее полиморфным, чем трансферрин.
Материал и методы исследований. Исследования проводили в течение 2022-2023 годов в хозяйстве- оригинаторе КФХ «Набиуллин С.Ф.» Лениногорского района Республики Татарстан, где определяли генотипы по трансферрину и альбумину у 200 голов лошадей татарской породы методом электрофореза в полиакриламидном геле [5].
Результат исследований. У лошадей локус трансферрина оказался очень высоко полиморфным, данный локус был представлен 6-ю аллелями: D, F, K, H, O, M, из них у татарских лошадей не обнаружен последний аллель М (Таблица 1). Пять аллелей трансферрина могли образовать 15 различных генотипов, из них не выявлен лишь один – гомозигота ОО (Таблица 1). У татарских лошадей наиболее часто встречающимися являлись аллели F, R и D, их частота составила соответственно 0,437; 0,265; и 0,168; а среди генотипов высокую частоту имели генотипы FR, FF, DF, их частота составила соответственно 25,0; 18,5; 14,5%.
Локус альбумина оказался слабо полиморфным и представлен лишь двумя аллелями: А и В, их частота у татарских лошадей была высокой и почти равной, соответственно 0,485 и 0,515. Два аллеля альбумина могли образовать три генотипа: АА, ВВ и АВ. У татарских все три генотипа обнаружены с достаточно высокой частотой, соответственно 24,0; 27,0; 49,0.
Таблица 1 – Генетическая структура татарской породы лошадей по частоте аллелей белков крови
|
Локус |
Аллель |
Их частота по породам |
|
|
татарская |
башкирская |
||
|
Трансферрин |
D |
0,168 |
0,179 |
|
F |
0,437 |
0,422 |
|
|
R |
0,265 |
0,006 |
|
|
H |
0,077 |
0,105 |
|
|
O |
0,053 |
0,265 |
|
|
M |
- |
0,023 |
|
|
Итого |
6 |
1,0 |
1,0 |
|
Альбумин |
A |
0,485 |
0,377 |
|
B |
0,515 |
0,623 |
|
|
Итого |
2 |
1,0 |
1,0 |
Полученные данные по этим локусам использованы для установления генетического сходства и различия татарской и башкирской пород. Как уже было отмечено в предисловии, эти породы исторически являются наиболее близкими, однако, как показали фенотипические и генетические исследования, они являются разными породами и отличаются друг от друга по многим морфологическим и экстерьерным признакам, аналогичные сходства и различия обнаружены между ними по их генетической структуре в локусах Tf и Al. Эти породы оказались сходными по частоте аллелей D и F трансферрина, соответственно у татарской породы – 0,168 и 0,437; башкирской – 0,179 и 0,422 [3]. Однако по частоте других аллелей трансферрина такого сходства не выявлено, а, напротив, существуют значительные различия. Так, по аллелю R частота составила у татарских лошадей – 0,265; башкирских – 0,006; аллелю Н, соответственно – 0,077 и 0,105; аллелю О – 0,053 и 0,265. Кроме того, у татарской породы аллель М вовсе не обнаружен, тогда как у башкирской породы этот аллель имел частоту 0,023.
Межпородные различия по аллелям А и В альбумина были выражены в меньшей степени, чем у трансферрина, и составили, соответственно 0,485 и 0,477; 0,515 и 0,623. Однако, эти различия оказались более значительными по частоте генотипов, по которым разница между породами выражалась несколькими крайними числами. Например, по трансферрину частота генотипа FF у татарской породы была выше, чем у башкирской в 2 раза, по генотипу RR – в
14 раз, DD - в 2 раза, FR – в 52 раза, DR – в
18 раз и т.д., а по генотипу ВВ альбумина – в 1,7 раза.
Таблица 2 – Генетическая структура татарской породы лошадей по частоте генотипов белков крови
|
Локус |
Генотип |
Число лошадей |
Частота генотипов по породам, % |
|
|
татарская |
башкирская |
|||
|
Трансферрин |
FF |
37 |
18,5 |
9,71 |
|
RR |
14 |
7,0 |
0,05 |
|
|
DD |
7 |
3,5 |
1,69 |
|
|
HH |
1 |
0,5 |
0,18 |
|
|
FR |
50 |
25,0 |
0,48 |
|
|
DF |
22 |
14,5 |
17,19 |
|
|
FH |
11 |
5,5 |
11,35 |
|
|
FO |
11 |
5,5 |
34,14 |
|
|
DR |
14 |
7,0 |
0,39 |
|
|
OR |
7 |
3,5 |
0,14 |
|
|
DH |
9 |
4,5 |
3,09 |
|
|
DO |
1 |
0,5 |
9,27 |
|
|
HO |
2 |
1,0 |
3,43 |
|
|
HR |
7 |
3,5 |
- |
|
|
OO |
- |
- |
4,35 |
|
|
MM |
- |
- |
0,05 |
|
|
MD |
- |
- |
1,01 |
|
|
MF |
- |
- |
2,61 |
|
|
MH |
- |
- |
0,34 |
|
|
MO |
- |
- |
0,58 |
|
|
MR |
- |
- |
0,05 |
|
|
Итого |
14 |
200 |
100 |
100 |
|
Альбумин |
AA |
48 |
24,0 |
21,0 |
|
BB |
54 |
27,0 |
45,0 |
|
|
AB |
98 |
49,0 |
34,0 |
|
|
Итого |
3 |
200 |
100 |
100 |
Следовательно, генетические исследования подтвердили, что, хотя татарская и башкирская породы лошадей исторически являются близкими породами, однако они являются разными породами, довольно существенно отличающимися друг от друга не только по фенотипическим признакам, но и по генотипу.
Другим важным направлением в племенном коневодстве является проверка происхождения лошадей. Подлинность записей о происхождении животных имеет важное значение при отборе животных в племенную группу стада, при оценке производителей по потомству, импорте и экспорте животных, выведении новых линий и семейств, при покупке и реализации на племя и т.д. Ранее этот вопрос решался с помощью групп крови и белкового полиморфизма. В настоящее время более популярным стало использование для этой цели полиморфизма микросателлитной ДНК, которая характеризуется высоким разнообразием и множественным аллелизмом, простой методикой выполнения и высокой вероятностью выявления ошибочности происхождения
Таблица 3 – Генотипирование лошадей татарской породы по генам микросателлитной ДНК
|
№ п/п |
Наименование локуса STR |
Аллели у потомка и родителей |
Достоверность |
|||||
|
жеребенок |
мать кобыла №8404 |
отец жеребец №7288 |
||||||
|
1 |
AHT4_FAM |
L |
O |
L |
O |
J |
O |
достоверно |
|
2 |
AHT5_VIC |
J |
N |
M |
N |
J |
N |
|
|
3 |
ASB17_PET |
N |
Q |
M |
N |
P |
Q |
|
|
4 |
ASB2_VIC |
M |
R |
K |
R |
L |
M |
|
|
5 |
ASB23_VIC |
J |
K |
J |
K |
J |
U |
|
|
6 |
CA425_PET |
L |
N |
L |
N |
M |
N |
|
|
7 |
HMS1_PET |
J |
N |
J |
M |
N |
Q |
|
|
8 |
HMS2_NED |
H |
I |
H |
I |
I |
K |
|
|
9 |
HMS3_NED |
N |
P |
O |
P |
N |
N |
|
|
10 |
HMS6_VIC |
O |
P |
L |
P |
M |
O |
|
|
11 |
HMS7_FAM |
M |
N |
M |
O |
L |
N |
|
|
12 |
HTG10_NED |
I |
O |
I |
O |
N |
O |
|
|
13 |
HTG4_FAM |
M |
O |
O |
Q |
M |
M |
|
|
14 |
HTG6_VIC |
J |
O |
G |
O |
J |
J |
|
|
15 |
HTG7_NED |
K |
O |
K |
K |
N |
O |
|
|
16 |
LEX3_PET |
K |
L |
K |
L |
L |
M |
|
|
17 |
VHL20_FAM |
P |
Q |
P |
Q |
N |
Q |
|
|
жеребенок |
мать кобыла №6059 |
отец жеребец №7288 |
||||||
|
1 |
AHT4_FAM |
N |
O |
H |
O |
J |
O |
ошибочно, отец другой |
|
2 |
AHT5_VIC |
M |
N |
K |
N |
J |
N |
|
|
3 |
ASB17_PET |
G |
Q |
G |
O |
P |
Q |
|
|
4 |
ASB2_VIC |
C |
M |
C |
M |
L |
M |
|
|
5 |
ASB23_VIC |
L |
U |
J |
L |
J |
U |
|
|
6 |
CA425_PET |
M |
N |
M |
N |
M |
N |
|
|
7 |
HMS1_PET |
M |
N |
I |
M |
N |
Q |
|
|
8 |
HMS2_NED |
H |
I |
H |
K |
I |
K |
|
|
9 |
HMS3_NED |
M |
N |
M |
Q |
N |
N |
|
|
10 |
HMS6_VIC |
M |
O |
O |
P |
M |
O |
|
|
11 |
HMS7_FAM |
L |
N |
M |
N |
L |
N |
|
|
12 |
HTG10_NED |
L |
O |
L |
O |
N |
O |
|
|
13 |
HTG4_FAM |
K |
M |
K |
M |
M |
M |
|
|
14 |
HTG6_VIC |
G |
J |
G |
M |
J |
J |
|
|
15 |
HTG7_NED |
N |
O |
M |
N |
N |
O |
|
|
16 |
LEX3_PET |
K |
L |
L |
M |
L |
M |
|
|
17 |
VHL20_FAM |
M |
Q |
M |
M |
N |
Q |
|
При проверке происхождения путём ДНК-генотипирования исходят из нижеследующих правил:
-
1. Правило правильности происхождения. При этом у потомства присутствует только те аллели, которые имеются у родителей.
-
2. Правило ошибочности происхождения. При этом у потомства обнаруживается аллель или аллели,
-
3. Правило установления отцовства. Для этой цели используются лишь аллели, присутствующие у отца, аллели матери нельзя использовать.
-
4. Правило установления материнства. Для этой цели используются лишь аллели, присутствующие у матери, аллели отца нельзя использовать.
отсутствующие у предполагаемых родителей.
Генотипирование животных привлекается также для решения других вопросов теории и практики разведения и селекции, таких как изучение истории и генеалогических связей пород, их генетического сходства и различий, для установления внутрипородной дифференцировки, степени гомо-, гетерозиготности и т.д.
Татарская порода лошадей в настоящей работе впервые генотипируется по генам микросателлитной ДНК. Полученные данные использованы для проверки происхождения татарских лошадей. Результаты проверки приведены в таблице 3, где рассматриваются два случая в записях о происхождении животных. В первом случае жеребёнок имеет правильное происхождение, т.е. у него в генотипе присутствуют только те аллели, которые имеются у родителей, а во втором случае у жеребёнка в генотипе присутствуют аллели, отсутствующие у родителей, точнее у отца, т.е. отец записан ошибочно. У жеребёнка отцом является другой жеребец, не Захар 7288, а Полкан 2498. Ошибочность записи о происхождении жеребёнка установлена по аллелям М и К двух локусов AHT5-VIC и LEX3-PET, они унаследованы от другого отца – Полкана 2498.
Испытание показало, что микросателлитная ДНК обладает высокой степенью полиморфизма. Так, у лошадей татарской породы такая ДНК имеет 17 полиморфных локусов, причём у каждого локуса наблюдается множественный аллелизм. Например, у локуса AHT4-FAM обнаружено 4 аллеля, ASB17-PET – тоже 4 аллеля, ASB2-VIC – 6 аллелей и т.д. Это обеспечивает высокую точность – 99 % достоверности происхождения. Кроме того, что очень важно для лошадей с косячным способом воспроизводства, этот метод позволяет в спорных случаях установить отцовство жеребёнка.
Следовательно, метод можно с успехом использовать для тестирования лошадей татарской породы.
Заключение. Таким образом, в результате исследований установлено, что татарская порода лошадей характеризуется богатым генофондом по белкам крови и микросателлитной ДНК, которые имеют высокий уровень полиморфизма, обусловленного множественным аллелизмом. Это позволило решить важные вопросы селекции татарских лошадей, таких как определение их генетического сходства и различия с родственной башкирской породой, и выявление ошибочности в записях о происхождении потомства.
Список литературы Генетическая структура лошадей татарской породы по белкам крови и микросателлитной ДНК
- Гончаренко, Г. Г. Микросателлитные ДНК-маркеры в генетической дактилоскопии особей Felis catus и родственных видов семейства Кошачьи / Г. Г. Гончаренко, С. А. Зятьков // Известия гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. - 2016. -№3(96). - С. 21-25. EDN: WFBSRV
- Машуров, А. М. Генетические маркеры в селекции животных / А. М. Машуров // М. "Наука". - 1980. - С. 318.
- Ниятшин, Ф. И. Популяционногенетическая характеристика лошадей башкирской породы / Ф. И. Ниятшин // Автор дисс.. док. био. наук. - 06.02.07 -Уфа. - 2018. - С. 140. EDN: SSTFES
- Хаертдинов, Р. А. Татар атлары / Р. А. Хаертдинов, Н. Н. Хазипов, Р. У. Зарипов [и др.] // Казань: "Идель-Пресс". - 2019. - С. 120.
- Хаертдинов, Р. А. Методические рекомендации по проведению качественного и количественного анализа белков молока методом электрофореза в полиакриламидном геле / Р. А. Хаертдинов // М.: ВАСХНИЛ. - 1989. - С. 31.
- Хаертдинов, Р. А. План селекционно-племенной работы по разведению лошадей татарской породы в Республики Татарстан на 2024-2033 годы / Р. А. Хаертдинов, Г. М. Закирова, И. Н. Камалдинов // Казань. - 2023. - С. 95.
- Эрнст, Л. К. Генетические ресурсы сельскохозяйственных животных в России и сопредельных стран / Л. К. Эрнст, Н. Г. Дмитриев, И. А. Паронян // С.-П., РАСХН. - 1993. - С. 473.
