Геномное разнообразие, ROH-инбридинг и популяционная структура красной степной породы крупного рогатого скота по данным 50K SNP-генотипирования

Красная степная порода крупного рогатого скота представляет собой локально адаптированную породу юга России и служит ценным генетическим ресурсом для ведения животноводства в условиях аридных и континентальных экосистем. Несмотря на ее практическое значение, геномное разнообразие по данным SNP-маркеров, профиль инбридинга по участкам гомозиготности и внутренняя популяционно-генетическая структура этой породы изучены недостаточно. В настоящей работе мы впервые получили интегральную геномную SNP-характеристику красной степной породы по данным 50K SNP-генотипирования с одновременной оценкой индивидуальной мультилокусной гетерозиготности, инбридинга на основе участков гомозиготности (runs of homozygosity, ROH) и внутренней популяционно-генетической структуры. Цель заключалась в оценке геномного разнообразия красной степной породы с формированием геномной основы для управления этой локально адаптированной породой и ее сохранения. Материалом для исследования служили образцы крови клинически здоровых коров (n = 40) красной степной породы из племенного стада КФХ «Агрофирма Согратль» (Республика Дагестан). Образцы цельной крови отбирали из яремной вены в пробирки с ЭДТА 17 апреля 2025 года. Геномную ДНК выделяли стандартным фенол-хлороформным методом и количественно оценивали на спектрофотометре NanoDrop («Thermo Fisher Scientific Inc.», США). Генотипирование проводили с использованием SNP-чипа средней плотности Illumina BovineSNP50 BeadChip («Illumina, Inc.», США), содержащего 53218 SNP-маркеров. После контроля качества по частоте минорного аллеля (>0,01), доле успешно типированных SNP (≥0,95), доле успешно типированных образцов (≥0,90) и равновесию Харди-Вайнберга (p ≥ 0,001) для анализа было оставлено 52781 аутосомных SNP. Геномное разнообразие у отдельных животных оценивали по мультилокусной гетерозиготности (MLH). Участки ROH выявляли методом последовательного анализа SNP при минимальной длине 1 Мб, наличии не менее 50 SNP в сегменте, не более 1 гетерозиготного генотипа и 1 пропущенного значения на участок и максимальном расстоянии между соседними SNP 1000 кб. Геномный инбридинг рассчитывали как F_ROH = ∑L_ROH/L_auto. Популяционную структуру оценивали методами анализа главных компонент (PCA) и ADMIXTURE при K = 2-5. Значения индивидуальной мультилокусной гетерозиготности варьировали от 0,285 до 0,334 при среднем значении 0,307±0,014, что свидетельствовало об умеренном геномном разнообразии по данным SNP-маркеров. Всего было выявлено 967 ROH-сегментов длиной ≥1 Мб, в среднем 24,2 сегмента на животное. Суммарная длина ROH на геном варьировала приблизительно от 120 до 410 Мб, а коэффициент F_ROH — от 0,030 до 0,130 при среднем значении 0,076±0,022, что указывало на выраженные различия по степени автозиготности. Среди ROH преобладали сегменты промежуточной длины (2-8 Мб), тогда как длинные ROH (>16 Мб) встречались реже, но вносили заметный вклад в суммарную гомозиготность генома. Анализ ADMIXTURE поддержал модель с 3 внутристадными генетическими компонентами (K = 3), а PCA выявил согласующуюся с ней постепенную кластеризацию, при этом PC1 и PC2 объясняли соответственно 5,1 и 4,7 % общей SNP-дисперсии. Совокупность полученных данных свидетельствовала об умеренном генетическом разнообразии, неоднородности по инбридингу и наличии внутренней популяционно-генетической стратификации в пределах стада. Исследованное поголовье красной степной породы следует рассматривать как популяционно-генетически гетерогенную, но сохраняющую породную целостность локально адаптированную популяцию. Полученные результаты формируют геномную SNP-базу для природоохранно-ориентированной селекции и показывают, что устойчивое управление породой должно учитывать как индивидуальную ROH-нагрузку, так и внутреннюю структуру генетических компонентов, выявленных в пределах стада.