Научная статья на тему 'Молекулярно-генетическии анализ овец разного происхождения'

Молекулярно-генетическии анализ овец разного происхождения Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
113
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ / ПРАЙМЕР / ПОРОДА / ОВЦЫ / MOLECULAR GENETIC ANALYSIS / PRIMER BREED SHEEP

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Юлдашбаев Ю. А., Аббасов М. Р., Лоретц О. Г.

Важнейшей биологической особенностью овец мясосальных пород является скороспелость, интенсивный рост и развитие, экономичная трансформация корма в продукцию, а также возможность использования животных для хозяйственных целей в раннем возрасте. Наиболее перспективной и доступной для ввоза и разведения в России является эдильбаевская порода овец, имеющая выдающуюся мясную продуктивность. Порода была выведена в Казахстане народной селекцией, с 1930-х гг. велась целенаправленная селекционная работа с породой, выделены бирликский и суюндукский внутрипородные типы. Овцы обоих внутрипородных типов в 1992 г. были завезены из Казахстана в Волгоградскую область РФ, где было организовано хозяйство ООО «Эдильбай-Волгоград». Нами проведен сравнительный анализ генома овец суюндукского и бирликского внутрипородных типов эдильбаевской породы посредством определения частоты встречаемости фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными микросателлитными повторами.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Юлдашбаев Ю. А., Аббасов М. Р., Лоретц О. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Molecular genetic analysis of sheep of different origin

The most important biological feature of mutton fat sheep is early maturation, intensive growth and development, economy type of food transformation in produce, as well as the possibility to use animals for economic purposes at an early age. The most promising and accessible to the importation and breeding in Russia is Edilbaevskaya breed of sheep, which has outstanding meat productivity. The breed was developed in Kazakhstan by means of traditional breeding; since the 1930’s purposeful breeding work was carried out, Birliksky and Suyunduksky types within breed. In 1992 the sheep of both types were imported from Kazakhstan in the Volgograd region of Russia, where the enterprise LLC “Edilbaj-Volgograd” was organized. We have performed a comparative analysis of the sheep genome of Birliksky and Suyunduksky types of Edilbaevskaya breed of sheep by determining the frequency of occurrence of DNA fragments flanked by inverted repeats of microsatellites.

Текст научной работы на тему «Молекулярно-генетическии анализ овец разного происхождения»

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ ОВЕЦ

разного происхождения

Ю. А. ЮЛДАШБАЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, декан,,

М. Р. АББАСОВ,

Российский государственный аграрный университет Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева,

О. Г. ЛОРЕТЦ,

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Уральский государственный аграрный университет

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49; тел.: 8 (499) 977-14-55; e-mail: zoo@timacad.ru

620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42; тел.: 8 (343) 371-33-63

Положительная рецензия представлена И. А. Шкуратовой, доктором ветеринарных наук, директором Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии.

Важнейшей биологической особенностью овец мясосальных пород является скороспелость, интенсивный рост и развитие, экономичная трансформация корма в продукцию, а также возможность использования животных для хозяйственных целей в раннем возрасте. Наиболее перспективной и доступной для ввоза и разведения в России является эдильбаевская порода овец, имеющая выдающуюся мясную продуктивность. Порода была выведена в Казахстане народной селекцией, с 1930-х гг. велась целенаправленная селекционная работа с породой, выделены бирликский и суюндукский внутрипородные типы. Овцы обоих внутрипородных типов в 1992 г. были завезены из Казахстана в Волгоградскую область РФ, где было организовано хозяйство ООО «Эдильбай-Волгоград».

Нами проведен сравнительный анализ генома овец суюндукского и бирликского внутрипородных типов эдильбаевской породы посредством определения частоты встречаемости фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными микросателлитны-ми повторами.

Для более четкой дифференциации изучаемых внутрипородных типов нами проведена оценка их генофонда. Как известно, ISSR-PCR метод маркирования генофонда пород овец предоставляет возможность получения многолокусных полиморфных

спектров удобных при дифференциации животных как внутри вида на породы, так и при выявлении полиморфизма спектров внутри пород [1]. По дину-клеотидным праймерам суммарно получено меньше ампликонов, чем по тринуклеотидным, в частности по — 10 локусов, по — 5, по (GAG)6C — 8, наибольшее количество ампликонов — 17 получено при использовании в ПЦР праймера (СТС)6С. При этом при использовании праймера (AG)gC полиморфизм получен по 6 локусам (60 % от числа локусов в спектре), при использовании праймера ^А)дС — по 4 локусам (80 %), при использовании праймера (GAG)6C — всего по 3 локусам (37,5 %), при использовании праймера (СТС)6С полиморфизм обнаружен в 100 % локусов.

Следует сказать о различиях граничных значений длин ампликонов, получаемых при использовании указанных праймеров. При использовании праймеров ^А)дС и (GAG)6C все полученные ампликоны спектра имеют небольшую длину, при использовании первого праймера от 200 до 600 п. о., при использовании второго — от 400 до 850 п. о. При использовании праймеров (AG)9C и (СТС)6С полученные ампликоны имеют как малую, так и среднюю длину, нижняя граница длин локусов у обоих праймеров совпадает и равна 280 п. о., максимальная длина ам-пликонов, полученных при использовании праймера (AG)9C равна 1200 п. о., при использовании прайме-

□ Общее кол-во локусов в спектре □ в т.ч. полиморфных

Рисунок 1

Количество локусов в спектрах ISSR-PCR, полученных при использовании разных праймеров

Таблица 1

Распределение частоты встречаемости аллелей у овец эдильбаевской породы с использованием праймера (AG)9C

Длина ампликона, п. о. Внутрипородный тип Уровень значимости Стандартная ошибка

бирликский суюндукский

+ - + -

1200 0,2999 0,7001 0,3108 0,6892 1 0

1000 1 0 1 0 1 0

950 0,233 0,767 0,2037 0,7963 0,6696 0,0046

900 0,2204 0,7796 0,2584 0,7416 0,6695 0,0054

780 1 0 0,7764 0,2236 0,1942 0,0041

650 1 0 1 0 1 0

500 1 0 1 0 1 0

430 1 0 1 0 1 0

320 0,5387 0,4613 0,5918 0,4082 0,7762 0,0023

280 0,25 0,75 0,3292 0,6708 0,3874 0,0057

Таблица 2

Распределение частоты встречаемости аллелей у овец эдильбаевской породы с использованием праймера (GA)9C

Длина ампликона, п. о. Внутрипородный тип Уровень значимости Стандартная ошибка

бирликский суюндукский

+ - + -

600 1 0 1 0 1 0

500 0,4542 0,5458 0,4369 0,5631 0,8218 0,0034

400 0,1340 0,8660 0,0823 0,9177 0,4207 0,0068

290 0,3149 0,6851 0,4523 0,5477 0,1374 0,0049

200 0,6806 0,3194 1 0 0,0503 0,0017

ра (СТС)6С выявлены ампликоны большей длины, максимальное значение составило 1700 п. о.

Распределение частоты встречаемости аллелей у овец бирликского и суюндукского внутрипородного типа при анализе генома методом ISSR-PCR с использованием праймера (AG)gС представлено в табл. 1.

Полиморфизм по наличию-отсутствию амплико-на спектра выявлен по 6 из 10 локусов (60 %) у суюндукского внутрипородного типа и по 5 (50 %) у овец бирликского внутрипородного типа. Ампликоны длиной 1000, 650, 500 и 430 п. о. мономорфны и встречаются у всех изученных нами животных. По литературным данным, ампликоны размером 1000 и 650 п. о. характерны для овец породы асканийский многоплодный каракуль и таких аборигенных, выведенных народной селекцией, пород как сокольская, кулундинская, романовская. Кроме того, по данным В. И. Глазко и др. [1], ампликон длиной 1000 п. о. стабильно встречается у серой украинской породы скота, что говорит о консервативности данного локуса. Постоянно встречающийся у обоих внутрипородных типов овец ампликон длиной 500 п. о. и ампликон длиной 1200 п. о. (несмотря на свой полиморфизм с одинаковой частотой встречается у бирликских и суюндукских овец) могут быть охарактеризованы как породоспецифичные, в связи с тем, что ампликоны подобной длины не были описаны ни у одной из пород овец в предыдущих исследованиях. Интересно отметить, что ампликон размером 900 п. о., наблюдаемый нами в 22-25 % случаев у обоих внутрипородных типов эдильбаевской породы овец, в предыдущих исследованиях был обнаружен только у снежного барана и не наблюдался ни у одной из описанных по ISSR-полиморфизму пород домашних овец.

По локусу размером в 780 п. о. наблюдается не только внутрипородный полиморфизм, но и различная частота встречаемости у изучаемых внутрипородных ти-

пов. Различие составляет 32 %, то есть можно говорить о наличии тенденции к разделению типов по частоте встречаемости аллелей. Локусы длиной 950 и 280 п. о. полиморфны, частота присутствия ампликона в них не зависит от внутрипородного типа овцы, однако четко прослеживается их сцепленность с полом животного (для обоих локусов достоверность разности составляет Р < 0,01). По остальным полученным ампликонам сце-пленность с полом выявлена не была.

Распределение частоты встречаемости аллелей у овец бирликского и суюндукского внутрипородного типа при анализе генома методом ISSR-PCR с использованием праймера ^А)дС представлено в табл. 2.

Локус, имеющий длину 600 п. о., стабильно встречающийся у овец эдильбаевской породы характерен не только для изучаемой породы, но также обнаружен у таких пород как асканийский многоплодный каракуль, сокольская и кулундинская, романовская, а также у дикого близкородственного вида овец — снежного барана [1, 2]. Кроме того, у обоих внутрипородных типов овец эдильбаевской породы встречается ампликон длиной 480-500 п. о., который в проанализированных нами исследованиях наблюдался только у снежного барана. По локусу размером 200 п. о. аллельный полиморфизм наблюдается только у овец бирликского внутрипородного типа, при этом наблюдаются различия в частотах встречаемости аллелей между внутрипородными типами: у суюндукских не встречается рецессивный (отсутствующий) вариант, различие составляет 32 %, разность достоверна при Р < 0,05. Локус длиной 290 п. о. полиморфен, по данным предыдущих исследований он также в полиморфном состоянии встречается у романовской породы овец. Однако романовские овцы из разных хозяйств, по данным Ю. А. Столповского и др., практически не отличались по частоте встречаемо-

Аграрный вестник Урала N° 6 (112). 2013 г. чД?

____________________Ветеринария

Таблица 3

Распределение частоты встречаемости аллелей в зависимости от пола у овец эдильбаевской породы

с использованием праймера (AG)9C

Длина ампликона, п. о. Пол животного Уровень значимости Стандартная ошибка

матка ба ран

+ - + -

1200 0,2697 0,7303 0,3406 0,6594 0,403 0,007

1000 1 0 1 0 1 0

950 0,1403 0,8597 0,3084 0,6916 0,0155 0,0019

900 0,1835 0,8165 0,2929 0,7071 0,1491 0,006

780 0,7418 0,2582 0,7915 0,2085 0,6756 0,0032

650 1 0 1 0 1 0

500 1 0 1 0 1 0

430 0,8457 0,1543 0,8526 0,1474 1 0

320 0,5120 0,4880 0,6175 0,3825 0,4025 0,0064

280 0,1835 0,8165 0,4094 0,5906 0,0051 0,0013

Таблица 4

Распределение частоты встречаемости аллелей в зависимости от пола у овец эдильбаевской породы

с использованием праймера (CTC)6C

Длина ампликона, п. о. Пол животного Уровень значимости Стандартная ошибка

матка баран

+ - + -

1700 0,3841 0,6159 0,5149 0,4851 0,3525 0,0056

1600 0,5087 0,4913 0,6570 0,343 0,4605 0,0043

1400 0,4920 0,508 0,5149 0,4851 1 0

1300 0,3675 0,6325 0,5000 0,5000 0,3534 0,0051

1150 0,4523 0,5477 0,6349 0,3651 0,2834 0,0059

1000 0,5170 0,483 0,5149 0,4851 1 0

980 0,5170 0,483 0,5149 0,4851 1 0

850 0,5601 0,4399 0,3876 0,6124 0,2966 0,0039

790 0,4920 0,508 0,4577 0,5423 1 0

740 0,6408 0,3592 0,3583 0,6417 0,039 0,0024

680 0,6838 0,3162 0,1956 0,8044 0,0005 0,0002

620 0,3945 0,6055 0,5149 0,4851 0,5143 0,0042

530 0,4523 0,5477 0,4410 0,5590 1 0

460 0,4043 0,5957 0,4410 0,5590 1 0

370 0,4320 0,568 0,5149 0,4851 0,74 0,0024

320 0,4612 0,5388 0,5000 0,5000 1 0

280 0,4320 0,568 0,5000 0,5000 0,7392 0,0027

сти указанного локуса [3], а у эдильбаевских овец наблюдается тенденция к обнаружению различий, специфичных для внутрипородных типов. Вероятно локус длиной 290 п. о., несет в себе информацию, которая не подвергается изменениям у романовской породы овец, но весьма изменчива под влиянием селекционного процесса у эдильбаевской породы, что указывает на возможное маркирование продуктивных качеств овец.

По праймеру (GAG)6C полиморфизм выявлен только по трем локусам из восьми, что составляет 37,5 %, однако ни по одному из них не наблюдается достоверных отличий по частоте встречаемости аллелей между внутрипородными типами.

Обратная картина наблюдается при анализе генома эдильбаевских овец по праймеру (СТС)6С: все 17 выявленных нами локусов полиморфны, но ни по одному из них не наблюдается зависимость частоты встречаемости аллеля от внутрипородного типа. Ло-кусы с длиной ампликона 740 и 680 п. о. с достоверностью Р < 0,05 и 0,001, соответственно, зависят от

половой принадлежности животного. Так как много большая частота встречаемости этих локусов наблюдается у ярочек, вероятно, указанные локусы располагаются на Х-хромосоме.

Средний уровень гетерозиготности и генетическое расстояние, рассчитанное по №і, 1978 для бирликского и суюндукского внутрипородного типа представлен в табл. 5.

Средний уровень гетерозиготности изучаемых вну-трипородных типов по праймерам (СТС)6С и (GAG)6C практически одинаков. Праймер (СТС)6С, как уже было указано, не информативен, несмотря на большую по-лиморфность спектров ампликонов. По двум другим праймерам наблюдается преобладание одного внутри-породного типа над другим: по (AG)9C — суюндукско-го, по ^А)9С — бирликского. По двум другим праймерам наблюдается преобладание одного внутрипо-родного типа над другим: по (AG)9C — суюндукско-го, по ^А)9С — бирликского. По праймеру (AG)9C животные бирликского внутрипородного типа более

Таблица З

Данные о среднем уровне гетерозиготности и генетических расстояниях для изучаемых внутрипородных типов

эдильбаевской породы овец

Праймер Средний уровень гетерозиготности по внутрипородному типу Генетическое расстояние между вну-трипородными типами

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

бирликский суюндукский

(AG)0C 0,1996 0,2S50 0,0173

(GA)0C 0,434S 0,2277 0,0056

(GAGLC 0,16S1 0,15S3 0,0009

(CTCLC 0,3S41 0,3S47 0,0047

уравнены между собой, при этом была утрачена часть генофонда, таким образом, суюндукские остаются носителями некоторой специфической части генофонда эдильбаевской породы — рецессивного аллеля локуса длиной 780 п. о. По праймеру ^А)дС, только у бирликских овец наблюдается рецессивный аллель локуса, длиной 200 п. о. По всей вероятности, в процессе совершенствования внутрипородных типов указанные локусы в наибольшей степени подвергались селекционному давлению. Менее заметным изменениям в процессе селекции подвергся ло-кус длиной 290 п. о. по праймеру ^А)дС.

Таким образом, бирликский и суюндукский вну-трипородные типы овец эдильбаевской породы отличаются по спектрам продуктов амплификации ISSR-PCR: частотой встречаемости локусов длиной 780 п. о. по праймеру (AG)gC, и длиной 200 и 290 п. о. по праймеру ^А)дС. По информативности праймеры, содержащие динуклеотдиные коровые мотивы, превосходят тринуклеотидные. Обнаружены достоверные различия между полами при анализе ISSR-PCR спектров, полученных с использованием праймеров ^)дС и (СТС)6С.

Литература

1. Глазко В. И., Столповский Ю. А., Феофилов А. В., Кол Н. В. Распределение фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами ди- и тринуклеотидных микросателлитов, в геномах серого украинского скота // Известия ТСХА. 2009. № 1. C. 155-162.

2. Дымань Т. Н., Городная А. В., Тарасюк С. И., Сипко Т. П., Кушнир А. В., Глазко В. И. Участие маркеров структурных генов и анонимных последовательностей ДНК в генетической дифференциации у видов рода Ovis aries hivicola borealis // Цитология и генетика. 2000. № 6. C. 49-59.

3. Столповский Ю. А., Кол Н. В., Лапшин А. В., Сулимова Г. Е., Глазко В. И. Полиморфизм молекулярно-генетических маркеров у овец романовской породы // Известия ТСХА. 2008. № 2. C. 48-54.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.