Популяционно-генетическая характеристика, оценка геномного инбридинга и гомозиготности крупного рогатого скота черно - пестрой и голштинской пород по STR и SNP маркерам в России

Автор: Недашковский И.С., Сермягин А.А., Костюнина О.В., Волкова В.В., Гладырь Е.А., Янчуков И.Н.

Журнал: Вестник Пермского университета. Серия: Биология @vestnik-psu-bio

Рубрика: Генетика

Статья в выпуске: 4, 2021 года.

Бесплатный доступ

Объект исследования - быки-производители черно-пестрой и голштинской пород, имеющие STR профили и прошедшие процедуру генотипирования по SNP -маркерам. Предмет исследования - уровень геномного инбридинга и гомозиготности, а также популяционно-генетическая характеристика на их основе. С возрастанием Fx , основанного на данных родословного учета, отмечено увеличение уровня геномного инбридинга ( FROH ), рассчитанного по SNP -маркерам. Результаты по 9 STR -маркерам фиксируют волнообразное увеличение гомозиготности от I до IV группы с последующим возрастанием, начиная с V и до VII группы включительно. В ходе исследования средних значений FROH в соответствии с годами рождения быков было установлено достоверное отличие двух последних групп (2009-2011 и 2012-2014 гг.) от всех остальных при попарном сравнении. Результаты расчета FROH и Ca9 быков из разных стран происхождения указывают на статистически значимую дифференциацию. Отмечено достоверное отличие наибольшего по выборкам уровня FROH в голштинской черно-пестрой породе от красно-пестрой голштинской и черно-пестрой пород. Значения Fst между породной принадлежностью животных по SNP и STR имели незначительную дифференциацию (0.008-0.027). Различия в расчете по STR между черно-пестрой голштинской и красно-пестрой голштинской породами оказались незначительны (менее 20%), в то время как остальные величины разнились многократно. Fst между животными РФ и Германии, РФ и Нидерланд по данным STR равен 0.006 и 0.008, по данным SNP 0.005 и 0.006, соответственно. Отмечено взаимное увеличение значения Fst и года рождения быка-производителя, что подчеркивает наибольшую удаленность популяции 1983-1997 гг. от популяций последних лет. Схожесть значений Fst между генеалогическими линиями сменяется значительным разбросом в показателях при попарном их сравнении.

Еще

Бык-производитель, голштинская порода, черно-пестрая порода, геномный инбридинг, микросателлиты, однонуклеотидные полиморфизмы, паттерны гомозиготности

Короткий адрес: https://sciup.org/147236788

IDR: 147236788   |   DOI: 10.17072/1994-9952-2021-4-295-306

Список литературы Популяционно-генетическая характеристика, оценка геномного инбридинга и гомозиготности крупного рогатого скота черно - пестрой и голштинской пород по STR и SNP маркерам в России

  • Бекетов С.В. и др. Генетическое разнообразие и филогения пуховых коз центральной и средней Азии // Генетика. 2021. № 7. С. 810-819. DOI: 10.31857/s0016675821070031
  • Денискова Т.Е. и др. Изучение генетического разнообразия и дифференциации региональных популяций романовских овец по микросателлитным маркерам // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. Т. 64, № 3. С. 75-80. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.64.3.75-80
  • Доклады 42 сессии FAO (Food and Agriculture Organization). Италия. Рим, 2021. С. 2021/2Rev1.
  • Заид А. и др. Словарь терминов по биотехнологии для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства // Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. Рим, 2008. 381 с.
  • Кузнецов В.М. Инбридинг в животноводстве: методы оценки и прогноза / НИИСХ Северо-востока. Киров, 2000. 66 с.
  • Кузнецов В.М. F-статистики Райта: оценка и интерпретация // Проблемы биологии продуктивных животных. 2014. № 4. С. 80-109.
  • Кузнецов В.М. Оценка генетической дифференциации популяций молекулярным дисперсионным анализом (аналитический обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021. № 22(2). С. 167-187.
  • Кузнецов В.М., Валохина Н.В. Об ограничении инбридинга в малочисленных популяциях молочного скота // Сельскохозяйственная биология. 2010. № 4. С. 55-58.
  • Недашковский И.С. и др. Оценка племенной ценности быков-производителей голштинской породы по качеству потомства в связи с уровнем гомозиготности по STR маркерам // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2019. № 3(43). С. 36-43.
  • Недашковский И.С. и др. Влияние уровня геномного инбридинга, оцененного по ROH-паттернам, на воспроизводительные качества и молочную продуктивность дочерей, a также спермопродукцию голштинских быков-производителей // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35, № 3. С. 39-45. DOI: 10.24411/0235-2451-2021-10307.
  • Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации: Указ Президента РФ № 20 от 21 янв. 2020 г.
  • Сермягин А.А и др. Оценка геномной вариабельности продуктивных признаков у животных голштинизированной черно-пестрой породы на основе GWAS анализа и ROH паттернов // Сельскохозяйственная биология. 2020. Т. 55, № 2. С. 257-274. DOI: 10.15389/agrobiology.2020.2.257rus
  • Смарагдов М.Г., Кудинов А.А. Полногеномная оценка инбридинга у молочного скота // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33, № 6. С. 51-53. DOI: 10.24411/0235-2451-2019-10612.
  • Chang C.C. et al. Second-generation PLINK: rising to the challenge of larger and richer datasets // Giga-Science. 2015. Vol. 4. 7 p. URL: https://doi: 10.1186/s13742-015-0047-8.
  • Chao A. et al. Online program SpadeR (Species-richness Prediction And Diversity Estimationin R) // 2016. 88 p. URL: https://doi:10.13140/RG.2.2.20744.62722
  • Curik I. et al. Inbreeding and runs of homozygosity: a possible solution to an old problem // Livest Sci. 2014. № 166. P. 26-34. URL: https://doi: 10.1016/j.livsci.2014.05.034.
  • Dotsev A.V. et al. PSXII-21 Genome-wide search for genomic regions under putative selection in two russian native cattle breeds using high-density SNP bead chip // J. of Animal Science. 2020. Vol. 98. № 4. P. 242-243. URL: https://doi: 10.1093/jas/skaa278.441
  • Ferencakovic M. et al. Estimates of autozygosity derived from runs of homozygosity: empirical evidence from selected cattle populations // J. Anim. Breed Genet. 2013. Vol. 130. P. 286-293.
  • Hartl D.L., Clark A.G. Principles of population. United Kingdom: Sunderland, 1997.
  • Hedrick P.W. A standardized genetic differentiation measure // Evolution. 2005. Vol. 59, № 8. P. 16331638. URL: https://doi: stable/3449070
  • Jost L. GST and its relatives do not measure differentiation // Mol. Ecol. 2008. Vol. 17, № 18. P. 40154026. URL: https://doi: 10.1111/j.1365-294X.2008.03887.x
  • Khrabrova L.A. et al. Assessment of line differentiation in the Thoroughbred horse breed using DNA microsatellite loci // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019. Vol. 23, № 5. P. 569-574. URL: https://doi: 10.18699/VJ19.526
  • Kim E.S., Cole J.B., Huson H. Effect of artificial selection on runs of homozygosity in U. S. Holstein // PLoS One. 2013. Vol. 8, № 11. 80813 p.
  • Leutenegger A.L. et al. Estimation of the inbreeding coefficient through use of genomic data // Am. J. Hum. Genet. 2003. Vol. 73. P. 516-523.
  • Marras G. et al. Analysis of runs of homozygosity and their relationship with inbreeding in five cattle breeds farmed in Italy // Animal Genetics. 2015. Vol. 46, № 2. P. 110-121.
  • Meirmans P.G., Hedrick P.W. Assessing population structure: FST and related measures // Mol. Ecol. Res. 2011. Vol. 11, № 1. P. 5-18. URL: https://doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02927.x
  • Peakall R., Smouse P.E. GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and researchan update // Bioinformatics. 2012. Vol. 28. P. 2537-2539.
  • Purfield D.C. et al. Runs of homozygosity and population history in cattle // BMC Genet. 2012. Vol. 13. 70 p.
  • Wright S. Evolution and the genetics of populations. Vol.4 Variability within among natural populations. Univ. Chicago, 1978. 590 p.
  • Zhang L. et al. cgaTOH: Extended approach for identifying tracts of // PLoS ONE. 2013. Vol. 8(3). 57772 p. URL: https://doi:10.1371/journal.pone.0057772.
Еще
Статья научная