Имуногенетический анализ базового генофонда скота в ОАО «Племзавод Красный Маяк»

В свете вышесказанного исследование генофонда животных ОАО "Племзавод Красный Маяк» является важным и своевременным. Сегодня это хозяйство в числе лучших в крае по показателям молочной продуктивности животных, племенной работе и в целом по экономическим показателям [2]. За десять лет был сделан шаг от племенного совхоза до племзавода – оригинатора нового енисейского типа. Продуктивность коров возросла в два раза. На конец 2013 г. поголовье скота составило около 5000 гол., из них 1733 коров с удоем (по данным бонитировки) 5650 кг молока на одну фуражную корову [3]. Важно учитывать, что в скотоводстве генофонд конкретной популяции складывается в течение многих десятков поколений животных, под влиянием различных факторов, в том числе межпородных скрещиваний, с последующей внутрипородной селекцией. В связи с этим интересно и важно проанализировать генетическую основу популяции крупного рогатого скота этого хозяйства.

Улучшение симментальского скота быками голштинской породы начато в крае в 1979 г. Была разработана краевая программа создания сибирского типа красно-пестрого молочного скота на основе скрещивания коров симментальской породы с голштинскими быкам. Реализация этой программы осуществляется в том числе и в ОАО "Племзавод Красный Маяк».

Для устойчивого роста генетического потенциала селекционеры используют разнообразные сложные зоотехнические приемы. На современном этапе возросла потребность в получении своевременной объективной информации о состоянии генофонда в кратчайшие сроки, что не может быть обеспечено только за счет традиционных приемов.

Один из информативных методов оценки направленности и динамики популяционных процессов – иммуногенетический анализ, имеющий в своей основе теорию генетических маркеров. В настоящее время иммуногенетический анализ получил широкое распространение в практике разведения сельскохозяйственных животных в нашей стране. До 1968 года объектом иммуногенетиче-ских исследований являлись популяций свиней, позднее аналогичные исследования были развернуты и по крупному рогатому скоту [4]. В 1973–1975 гг. изучена возможность испытать иммуногене-тические показатели в селекции сельскохозяйственных животных для оценки структуры популяций. В дальнейшем, в 1986–1988 гг., разработаны методы аллельного семейного анализа структуры популяции помесного скота по маркируемому наследственному материалу исходных пород, а также оценки и прогнозирования структуры стад помесных животных на основе использования генетических маркеров В-системы групп крови. Это дает наиболее точное представление о генетической ситуации в стаде и направлении формообразовательных процессов [5].

В животноводстве анализ белкового полиморфизма применяется при разработке теоретических и практических вопросов. Полиморфные системы успешно выступают в качестве маркеров для выяснения закономерностей возникновения новых комплексов генов, обеспечивающих лучшую адаптацию организмов, изучения формообразовательного процесса, поиск путей прогноза продуктивных качеств и племенной ценности животных в раннем возрасте, изучение процессов микро- и макроэволюции и закономерностей передачи наследственной информации в популяциях [6, 11].

Оказалось, что сравнительно легко выявляемые полиморфные признаки входят в состав генных блоков, определяющих разнообразные признаки фенотипа [7, 8]. При этом наблюдается сопряженная динамика генного блока и маркирующего этот блок какого-то полиморфного признака, например, аллеля определенного локуса групп крови, который сам по себе может и не подвергаться отбору [9, 12, 13].

Возможность учета таких параллельных изменений частот различных аллелей в популяциях животных представляет новый подход в селекции. Это является важным фактором, определяющим динамику генетической структуры популяции, заметно влияет на изменение частот нейтральных и даже вредных генов.

Объекты и методы исследований . Материалом для анализа послужили животные вида Bos taurus красно-пестрой породы ОАО "Племзавод Красный Маяк».

Совхоз "Красный Маяк" долгое время (с 1959 г.) специализировался на разведении скота симментальской породы, генофонд которой оказывает свое влияние как на фенотипически проявляющиеся, так и скрытые признаки.

Нами обследовано 277 гол., относящихся к пяти линиям симментальской породы, и 74 помеси первого поколения. Самой многочисленной (n=76) была линия Фасадника 642 ЦС-9, меньшим числом были представлены животные линии Сигнала 4863 ЧС-239 (n=69), Альберта Резвого 41913 СВ-24 (n=58), Радониса 838 КЕС-4 (n=45), Рафаэля 3111 ЗС-635 (n=29). Антигенный спектр эритроцитов крови крупного рогатого скота определяли с помощью моногенетического тестирования в соответствии с действующей инструкцией [10, 14].

Результаты исследований и их обсуждение. По симментальской породе аллельный анализ показал, что в В-системе у представителей всех линий, кроме Рафаэля, имеется небольшая доля рецессивных гомозигот. Состав моноблоков указывает на определенную типичность каждой линии по этой системе. Так, для линии Фасадника выделены уникальные моноблоки О2O’ и Y2, а в линии Сигнала вообще не удалось вычислить никаких субъединиц. Для линий Рафаэля, Радониса и Альберта Резвого характерен общий элемент – I’ , что говорит о некоторой генетической близости животных, относящихся к этим линиям. Но для каждой из них найдены и специфические моноблоки. По С-системе линии значительно отличаются друг от друга. Специфическими оказались для линии Фасадника C1R1, C1R2, C1L’, C2R1, ER2, EL’, R2W, R2L' , X1X2, X2L', R1R2, для линии Сигнала – C1E, C2X1X2, C2W, EX1X2 , WX1X2, WL', для линии Альберта Резвого – EX1X2L’, WX2, X1, для линии Радо- ниса – ER2X2, для линии Рафаэля – R2X1. Это в основном моноблоки с низкими частотами. Общим для всех линий, кроме Рафаэля, является моноблок W, у всех фигурирующий с максимальной частотой. По SU-системе уникальный аллель U есть только в линии Фасадника. По FV-системе для всех линий, кроме линии Рафаэля, характерно преобладание гомозигот F над гетерозиготами FV, что, возможно, объясняется ее селективным преимуществом. Отклонение обнаружено в линии Рафаэля, где показатель частоты встречаемости гетерозигот лишь немногим меньше гомозигот F. По системе АН также вероятно селективное преимущество аллеля А2, судя по его десятикратному преобладанию над альтернативным Z’. И это свойственно для всех линий, но с небольшими отклонениями в их пропорции. Монофакторные системы также подчиняются общим для всех линий закономерностям при близких показателях частот встречаемости. Стабильно низкие частоты у аллеля М не превышает 0,066 по линии Фасадника (табл.).

Популяция симментальского скота ОАО «Племзавод Красный Маяк" по своим иммуногенети-ческим и аллельным характеристикам сохраняет основные тенденции, характерные для линий этой породы. В-система отличается полиморфностью и гетерозиготностью. В С-системе отмечается некая стабильность довольно широкого ряда аллелей, участвующих в формировании разнообразных генотипов. SU-система характеризуется участием в большинстве распространенных аллелей блока Н', а также его преимуществом в виде фенотипа. Кроме того, утрачены аллели V и Z’ и система М (табл.).

На формирование генофонда популяции ОАО "Племзавод Красный Маяк" оказали влияние многие линии красно-пестрой голштинской породы Монтвик Чифтейн ( МЧ), Розейф Ситейшн (РзС), Вис Бек Айдиал (ВБА), Рефлекшн Соверинг (РС), Силинг Трайджун Рокит (СТР), Пабст Говернор (ПГ). Их вклад пропорционален доле быков-производителей, семя которых использовали за весь период разведения красно-пестрого скота.

Среди анализируемых потомков F 1 самой многочисленной линией была МЧ 95679, сформированная в основном из потомков трех быков: Дон 50300136, Вьюн 7184, и Рейн 470. Незначительно представлены линии РзС 267150 и PC 198998.

Иммуногенетическая характеристика скота популяции ОАО «Племзавод Красный Маяк»

Анализ всей совокупности помесей выявил огромное многообразие в антигенных и аллельных характеристиках данной группы животных. Здесь отсутствуют антигены с нулевой частотой, а к редким можно отнести P1, J2’, Р' ,С' ,P2, M, Z', В'’, Y', G2. К частовстречающимся относятся F, H', W, E, Z, C2, C1, A2, X2. По В-системе численное преимущество имеют особи с генотипом bb. Животные линии МЧ определили основные моноблоки – I’, Q’, кроме того, выделился и опять же присущий линии МЧ антиген Y2. С-систему отличает полиморфизм моноблоков. Самым распространенным оказался W. За 50 % наблюдалась частота у аллелей E, EW и C2. Несколько реже определены аллели C1, C1C2, WX2, L’. Остальные аллели определены менее, чем у четверти особей. По SU-системе группа характеризуется большим числом повторяющихся феногрупп – H’, ss, S1H’, H’H", SlH’U’. Чаще остальных участвует в формировании генотипа аллель Н'. И реже всех встречаются аллели UU' и UU" – 5,4 %. FV-система отличается преимуществом фенотипа F и его аллеля. Гетерозиготы FV значительно уступают, а носителей рецессивных аллелей ff даже больше, чем гомозигот V. В АН-системе А2 попадает в класс максимальных, Z’ – в класс минимальных. Среди монофак-торных самой распространенной является Z. Несколько уступают ей системы L и J, а М находится на грани исчезновения. Таким образом, группа голштинизированных помесей F1 ОАО «Племзавод Красный Маяк” отразила основные иммуногенетические характеристики линии Монтвик Чифтейн (табл.).

Группы коров симментальской породы и голштинизированных помесей F 1 имеют как общие характеристики, так и некоторые специфические отличия. Так, по максимально часто встречающимся антигенам обе группы отличаются лишь заменой одного элемента в одном ряду – у симмен-талов присутствует L, а у помесей – Е. По ряду исчезающих антигенов позитивных изменений нет, т.е. производителей своими генотипами не внесли тех антигенов, которые в популяции являются элиминирующимися.

Значительная разница между породами наблюдается по количеству вычисленных моноблоков В-системы, которых у симменталов значительно больше, чем у животных голштинской породы, и объясняет гетерогенность помесей, обусловленную вкладом быков с отличающимися от коров антигенами данной системы. Это подтверждается и фактом отсутствия антигенов В-системы как в ряду максимальных, так и минимальных. Принципиальных различий между группами по С-системе нет. SU-система у обеих групп животных предельно схожа как по составу феногрупп, так и по моноблокам. По FV-системе все тенденции, отмеченные у симменталов, сохраняются и у их голштини-зированных помесей. Не изменялась ситуация и по AH-системе. Там и там явное преобладание аллеля А 2 над Z'. Монофакторные системы имеют частотные показатели одного порядка и одинаково соотносятся друг с другом в обеих исследуемых группах крупного рогатого скота.

Заключение . Таким образом, некоторые различия по антигенному и аллельному спектру обнаруживаются по B-системе в сторону большей гетерогенности помесей и появлением новых генотипов по С-системе, что достигается перекомбинацией уже имеющихся в стаде аллелей, а также увеличением доли антигена и аллеля Е.

Вся совокупность красно-пестрого скота, разводимого в ОАО «Племзавод Красный Маяк», имеет свои иммуногенетические характеристики, соответствующие особям данной популяции, а также отражающие те процессы и тенденции, которые происходят в составляющих ее породах и линиях.

По высокочастотным антигенам повторяется ряд аналогов симментальского скота. Это F, Н’, W, С 2 , Z, С 1 , А 2 , L. Такая же ситуация и с исчезающими P 1 , J 2 ’, P', P 2 , C’, B’’.

В целом по хозяйству можно отметить наличие устойчиво передаваемых по наследству маркерных аллелей: по В-системе – I’, Y 2 , и Q', по С-системе – W, C 2 , C 1 , E, C 1 C 2 , WX 2 , L', C 2 L', по SU-системе – H', U', S 1 H, H'U', U, по FV-системе – фенотипа F, по AH – А 2 , а также среди монофак-торных систем, наличие L, Z, J и почти отсутствие М.

Итак, анализируя данные по иммуногенетической характеристике линий, можно отметить наличие общих тенденций. Это превалирование одних и тех же антигенов в группах и, за редким исключением, общность элиминирующихся. Генофонд F1 ОАО «Племзавод Красный маяк" оказался богаче исходных форм, в отличие от помесей, полученных на племзаводе «Бородинский" [15].

В дальнейшем важно сохранить и рационального использовать генетические ресурсы нового типа, созданного на основе местных маточных стад, контролируя консолидированность популяции [16].