Научная статья на тему 'Дифференциация генофонда пород крупного рогатого скота по ISSR-PCR-маркерам'

Дифференциация генофонда пород крупного рогатого скота по ISSR-PCR-маркерам Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
316
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОЛИМОРФИЗМ / КРУПНЫЙ РОГАТЫЙ СКОТ / ДНК / ПЦР / POLYMORPHISM / CATTLE / DNA / PCR

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Столповский Юрий Анатольевич, Ахани Азари, Кол Наталья Владимировна, Рузина Мария Николаевна, Столповский Константин Юрьевич

С использованием оценок полиморфизма фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами динуклеотидных микросателлитных локусов (AG)9C и (GA)9C, исследовано 395 животных девяти пород крупного рогатого скота. Выявлено 49 локусов, из них 40 оказались полиморфными. Обнаружены породные различия по распределению генотипов и аллелей фрагментов ДНК, по генетическому разнообразию генофондов сравниваемых пород. Предложено использовать полилокусные ISSR-маркеры для выявления породоспецифичных характеристик генофондов пород крупного рогатого скота.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Столповский Юрий Анатольевич, Ахани Азари, Кол Наталья Владимировна, Рузина Мария Николаевна, Столповский Константин Юрьевич

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

Текст научной работы на тему «Дифференциация генофонда пород крупного рогатого скота по ISSR-PCR-маркерам»

УДК 636.082.12:636.933.2

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ГЕНОФОНДА ПОРОД КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО КЗИ-РСИ-МАРКЕРАМ

Ю.А. СТОЛПОВСКИЙ1, АХАНИ АЗАРИ М.2 Н.В. КОЛ1, М.Н. РУЗИНА1,

К.Ю. СТОЛПОВСКИЙ3, Г.Е. СУЛИМОВА1, В.И. ГЛАЗКО4

С использованием оценок полиморфизма фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами динуклеотидных микросателлитных локусов (АО)эС и (ОА)эС, исследовано 395 животных девяти пород крупного рогатого скота. Выявлено 49 локусов, из них 40 оказались полиморфными. Обнаружены породные различия по распределению генотипов и аллелей фрагментов ДНК, по генетическому разнообразию генофондов сравниваемых пород. Предложено использовать полилокусные КВК-маркеры для выявления породоспецифичных характеристик генофондов пород крупного рогатого скота.

Ключевые слова: полиморфизм, крупный рогатый скот, ДНК, ПЦР.

Понятие породы до сих пор остается достаточно дискуссионным. Как известно, под ним понимают группу животных, имеющих общность происхождения, а также направленность действия факторов естественного и искусственного отборов [5]. В то же время Дж. Л. Лаш, один из ведущих генетиков с.-х. видов животных, в своих работах подчеркивал, что порода в общем до сих пор не имеет строго научного, универсального для всех с.-х. видов, обоснования [13]. Он полагал, что этот термин возник для удобства работы селекционеров и соответствует в большей степени требованиям животноводства: в конечном счете селекционеры решают, применим ли термин «порода» к данной группе животных или нет. Условно породы подразделяют на заводские, аборигенные и переходные, где к наиболее продук-

тивным и контролируемым селекционной работой относятся первые. Тем не менее не вызывает сомнений, что по комплексу морфофизиологических характеристик, истории происхождения, понятию «чистопородное разведение» порода является вполне объективным явлением, успешно используемым в селекционно-племенной работе[1, 4,

5, 8]. И если межпородные отличия по комплексу фенотипических, морфофизиологических характеристик, как правило, не нуждаются в специальных обсуждениях, генофондные отличия между ними до сих пор остаются недостаточно исследованными. В то же время генетическая эрозия заводских пород [12], существенное уменьшение скорости генетического совершенствования стад [11] требуют ускоренного развития методов генофондного контроля селекционного процесса. В этих

1 Институт общей генетики имени Н.И Вавилова РАН.

2 Университет Сельскохозяйственных Наук и Естественных Ресурсов, Иран.

3 Московский государственный медико-стоматологический университет.

4 Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.А. Тимирязева.

целях достаточно давно применялись оценки породной специфичности частот встречаемости аллелей отдельных генов и их сочетаний (например, [2, 6]). Однако низкий уровень полиморфизма, ограниченность количества анализируемых локусов делала такие сравнения трудоемкими и низко эффективными. Новые возможности и качественно новый этап в выявлении породоспецифичных генофонд-ных особенностей появился в связи с возможностями генотипирования и анализа полиморфизма одновременно большого количества локусов в одном геноме [9]. Одним из удобных таких подходов является анализ полиморфизма полилокусных спектров фрагментов ДНК, фланкированных инвертированным повтором микро-сателлитного локуса (Inter-Simple Sequence Repeats — ISSR маркеры), выявляемых в полимеразной цепной реакции (ПЦР), при использовании в качестве праймера микросателлитной последовательности [3, 14].

Для того, чтобы оценить возможность выявления генофондных отличий между заводскими и аборигенными породами крупного рогатого скота, воспроизводящимися в России, в наших исследованиях выполнен сравнительный анализ генофондов девяти пород по распределению генотипов и аллелей локусов, маркируемых длинами фрагментов ДНК, на флангах которых присутствовал инвертированный повтор участков динуклеотидных микросателлитных локусов — (AG)9C, или (GA)9C.

Материалы и методы

В качестве объекта исследования были выбраны девять пород крупного рогатого скота, среди них семь выведены в РФ или бывшем СССР: бестужевская (54 гол.), бурая швицкая кавказский тип (48), калмыцкая (29), костромская (60), серый степной скот (45), ярославская (62) и якутская (62) породы. А также наиболее распростра-

ненные на данный момент в России породы: голштино-фризская (25) и черно-пестрая (42). В качестве маркеров полиморфизма фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами микросателлитных локусов (ISSR-PCR маркеры), использовали стандартный метод, разработанный Зиеткевичем и с соавт. [14]. Для проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР, PCR) из образцов крови животных выделяли геномную ДНК, в качестве праймеров в реакционную смесь добавляли олигонуклеотиды (AG)9C и (GA)9C. ПЦР проводили на ампли-фикаторе «Терцик, ДНК Технология» (Россия) с применением набора сухих реагентов для ПЦР амплификации ДНК GenePak™ PCR Core (Изоген, Москва). Электрофорез продуктов амплификации проводили в 2%-м агарозном геле в течение 1,5-2 ч, с применением в качестве ДНК-маркера GeneRuler™ 100 bp DNA Ladder Plus (MBI Fermentas, USA) для оценки длины продуктов ПЦР-амплификации. Документацию продуктов ПЦР-амплификации проводили с помощью программы Vitran v.1.0 (Biokom, 2001-2002) под ультрафиолетовым излучением на трансиллюминаторе (UVT1, Biokom) после окрашивания гелей бромистым этидием.

Для определения размера продуктов амплификации использовали программу «OneDscan». Статистическую обработку данных осуществляли с помощью стандартных компьютерных программ «Genepop».

Результаты и их обсуждение

В данной работе методом ISSR-анализа исследовано генетическое разнообразие девяти пород КРС с использованием двух праймеров (AG)9C и (GA)9C. Исследованные породы в целом различались как по наличию/ отсутствию отдельных фрагментов (ампликонов, локусов), так и по их частотам (рис. 1, 2).

В нашем исследовании выявлено 49 локусов (фрагментов ДНК). С помощью

1. Бестужевская; 2. Бурая швицкая (кавказский тип); 3. Голштинофризская; 4. Калмыцкая;

5. Костромская; 6. Черно-пестрая; 7. Серый степной скот; 8. Ярославская; 9. Якутская

Рис. 1. Спектры ампликонов, полученные методом ISSR-PCR при использовании праймера (AG)9C у животных девяти пород крупного рогатого скота

1. Бустужеская; 2. Голштинофризская; 3. Калмыцкая; 4. Костромская;

5. Черно-пестрая; 6. Серый степной скот; 7. Ярославская; 8. Якутская

Рис. 2. Спектры ампликонов, полученные методом ISSR-PCR при использовании праймера (GA)9C у животных восьми пород крупного рогатого скота

олигонуклеотида (ЛС)9С обнаружено 32 локуса, из них 25 оказались полиморфными (рис. 1), по (СЛ)9С маркеру — 17 локусов, из них 15 полиморфные (см. рис. 2). Ампликоны обнаружены в диапазоне от 2500 до 160 п.н. Частоты встречаемости фрагментов для ЛС и СЛ-ІББИ маркерам девяти пород представлены в таблице 1 и 2.

У всех особей исследуемых пород крупного рогатого скота по (ЛС)9С выявлены фрагменты длиной:1050-1000 (А13), 670-640 (А20), 520-500 (А24),

490-470 (А25), 290-280 (А33) п.н., а для (GA)9C праймера со 100% встречаемостью обнаружено два ф рагмента с молекулярным весом 550-530 (G23) и 490-470 п.н.(й25).

Поскольку отдельные фрагменты ДНК обнаруживались у всех исследованных пород, можно ожидать, что именно для Bos taurus спектр из семи ампликонов: А13, А20, А24, А25, А33, G23, G25 является типичным.

Вместе с общими локусами в нашем исследовании выделены и породоспе-

Частоты встречаемости фрагментов для ДО-іввР для девяти пород крупного рогатого скота

Фраг- менты ИРФ1 Бесту- жев- ская (N=54) Бурая швицкая кавказский тип (N=48) Гол- штино- фризская (N=25) Калмыц- кая (N=29) Кост- ромская (N=60) Серый скот (N=45) Черно- пестрая (N=42) Якут- ская (N=30) Яро- слав- ская (N=62)

А1 2500-2300 0,0513

А2 2100-2000 0,3675 0,0742 0,0871 0,4180

А3 1900-1800 0,5286 0,0105 0,0120 0,1437 0,1201

А4 1750-1700 0,0081

А5 1650-1600

А6 1550-1500 0,7643 0,5670 0,8000 0,4084 0,5371 1,0000 0,8204

А7 1450-1400

А8 1350-1300 0,8000 0,7800

А9 1290-1240 0,4908 0,7959 0,8000 0,5451 0,7418 0,3453 1,0000 0,8730

А10 1230-1180 0,8639 0,0105 0,2285 1,0000

А11 1170-1120 0,0211 0,0572

А12 1110-1060 0,0318 0,0871

А13 1050-1000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А14 990-940 0,0105

А15 930-880 0,6667 0,8000 0,4882 1,0000 1,0000

А16 870-820 0,8075 1,0000 0,8000 1,0000 1,0000 1,0000 0,4882 1,0000 1,0000

А17 810-760 0,8075 0,7959 0,8000 0,2808 0,3169 0,7327 1,0000 1,0000

А18 750-720 0,0426 0,2851

А19 710-680 0,0671 0,5918 0,0619 0,0426 0,0455 0,5528 0,0163

А20 670-640 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А21 630-600 0,0318 0,0084 0,0811

А22 590-560 0,0093 0,3708

А23 550-530 0,0187 0,0105 0,0084 0,0120 0,1633

А24 520-500 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А25 490-470 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А26 460-440 0,0093

А27 430-410 0,0474 1,0000 0,0619 1,0000 0,8174

А28 400-380 1,0000 0,7113 1,0000 0,2122 0,7418 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А29 370-360 0,3914 0,8557 0,7172 0,5087 1,0000 1,0000 0,2441 0,5528 0,5081

А30 350-340

А31 330-320 0,1461 0,0835 0,0531 0,2147 0,1968

А32 310-300 0,0084

А33 290-280 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

А34 270-260

А35 250-240 0,5487 1,0000 1,0000 0,8143 0,6127 0,5286 0,7327 0,7418 0,7160

А36 230-220

А37 210-200 0,0093 0,2227 0,2697 0,2600 0,4226 0,1576

А38 180-160 0,1708 0,0691

1 Интервал размера фрагментов.

цифические особенности (фрагменты и спектры). Так, по (ЛС)9С праймеру фрагмент 2500-2300 п.н.(Л1) встречается только у якутского скота, а фрагмент 1750-1700 п.н. (А4) обнаружен исключительно у животных ярославской породы. У костромской породы есть фрагмент 310-300 п.н. (А32), который не встречается у других исследованных пород, только у

животных бестужевской породы обнаружен фрагмент 460-440 п.н. (А26). В то же время у серого степного и калмыцкого скота не выявлены «мажорные» для других пород фрагменты (А1-А7) молекулярной массой от 1300 до 2500 п.н.. В спектре, полученном по (СА)9С праймеру, фрагмент 430-410 (С27) встречается только у голштино-фризского скота.

Частоты встречаемости фрагментов для ОД-іввР для восьми пород крупного рогатого скота

Фраг- ИРФ Бесту- Голштино- Калмыц- Костром- Серая Черно- Якут- Ярослав-

мент жевская фризская кая ская степная пестрая ская ская

01 2500-2300 0,0697 0,0986 0,1772

02 2100-2000

03 1900-1800

04 1750-1700

05 1650-1600

06 1550-1500 0,8613 1,0000 1,0000 1,0000 0,5860 0,6938 1,0000

07 1450-1400

08 1350-1300

09 1290-1240

010 1230-1180 0,7598 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

011 1170-1120

012 1110-1060

013 1050-1000 0,8039 1,0000 0,5697 1,0000 1,0000 0,5860 1,0000 1,0000

014 990-940

015 930-880 0,0077

016 870-820 0,0087 0,0155

017 810-760 0,1719 0,1708 0,0233

018 750-720 0,6838 0,0087 1,0000 0,3031 0,4137 0,5703

019 710-680

020 670-640

021 630-600 0,1056 1,0000 0,1719 0,0157

022 590-560

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

023 550-530 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

024 520-500

025 490-470 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

026 460-440

027 430-410 0,0168

028 400-380 0,7418 0,8687 0,1381 0,0885

029 370-360

030 350-340

031 330-320 0,0097 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 0,8310 1,0000 1,0000

032 310-300 0,0871 1,0000 1,0000 0,3239 0,2929 0,2155

033 290-280

034 270-260

035 250-240 0,5196 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

036 230-220 0,4117 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000

037 210-200

038 180-160

Частота встречаемости того или иного фрагмента существенно варьировала от породе к породе и от маркера к маркеру. Так, в продуктах амплификации, полученных с помощью (ЛС)9С праймера, фрагмент 1290-1240 п.н. (Л9) обнаружен у всех животных якутской породы. С высокой частотой ампликон Л9 выявлен в бурой швицкой (кавказский тип), ярославской и голштино-фризской, соответственно 0,7959, 0,8730, 0,8000. Значительно реже он

встречается у калмыцкой (0,5451), черно-пестрой (0,3453) и его нет у серой степной породы. Наиболее наглядно породные различия в частоте встречаемости показаны для ампли-кона 360-370 п.н. (Л29). У костромской и серой степной пород фрагмент Л29 встречается у всех животных, у бурой швицкой (кавказский тип) и голштино-фризской превалирует с частотой от 0,8557 до 0,7112. У ярославской и калмыцкой пород обнаружен у половины

исследованных животных — 0,5081 и 0,5987, в то же время у бестужевской породы его частота составила всего

0,3914, у черно-пестрой — 0,7172.

По (СЛ)9С праймеру получены более консервативные спектры амплифи-цированных фрагментов ДНК. Основной полиморфизм выявлен в зонах от 870-720 и 400-380 п.н. Так, фрагмент С28 встречается у голштино-фризской (0,7418), костромской (0,8687), чернопестрой (0,1381) и ярославской (0,0885) пород, т.е. у лучших на сегодняшний момент молочных пород России. При этом его нет в исследуемых выборках других пяти пород.

Породы различались как по числу полиморфных локусов, так и по уровню полиморфизма амплифицирован-ных фрагментов ДНК (табл. 3 и 4). Число полиморфных локусов по (ЛС)9С праймеру резко различалось — от 5 у серого степного скота и до 18 локусов у бурого швицкого (кавказский тип). По (¿-Л)9С от 8 полиморфных локусов у

черно-пестрой породы до их отсутствия у серого степного скота.

В заводских отечественных молочных породах КРС по (ЛС)9С праймеру выявлено 11 (ярославская порода) и 13 ампликонов (костромская), а с помощью олигонуклеотида (СЛ)9С — 7 и 3 полиморфных локусов соответственно. В наиболее распространенных породах, таких как черно-пестрая и голштино-фризская, процент полиморфных локусов по (ЛС)9С составил 31,58 и 28,95%; в бестужевской породе — 39,47, костромской — 34,21 и ярославской — 29,73%. Крайние варианты по наличию полиморфных локусов зафиксированы для бурой швицкой породы (кавказский тип) и серого степного скота. В первом случае 47,37, во втором — лишь 13,51% полиморфных локусов. Для (СЛ)9С наивысший процент выявлен для черно-пестрой породы — 21,05%, практически одинаковый результат показали ярославская и бестужевская породы — 18,42% полиморфных локусов.

Т а б л и ц а 3

Параметры генного разнообразия по ДО-маркеру

Порода Абсолютное число аллелей (Па) Эффективное число аллелей (Пе) Число поли- морфных локусов % полиморфных локусов Генетическое разнообразие по (№, 1973) Индекс разнообразия Шеннона (1_е\«оп1т, 1972) РІС

Бестужевская 1.3947 (0.4954) 1.1788 (0.3310) 15 39.47 0.1037 (0.1774) 0.1576 (0.2542) 0,2257

Бурая швицкая кавказский тип 1.4737 (0.5060) 1.1675 (0.2907) 18 47.37 0.1041 (0.1645) 0.1642 (0.2403) 0,2197

Голштино-фризская 1.2895 (0.4596) 1.1268 (0.2328) 11 28.95 0.0836 (0.1452) 0.1318 (0.2218) 0,2887

Калмыцкая 1.1579 (0.3695) 1.0976 (0.2608) 6 15.79 0.0562 (0.1426) 0.0837 (0.2068) 0,3561

Костромская 1.3421 (0.4808) 1.1504 (0.2884) 13 34.21 0.0907 (0.1651) 0.1385 (0.2413) 0,2651

Серая степная 1.1351 (0.3466) 1.0560 (0.1971) 5 13.51 0.0338 (0.1072) 0.0534 (0.1574) 0,2499

Черно-пестрая 1.3158 (0.4711) 1.1859 (0.3380) 12 31.58 0.1059 (0.1846) 0.1564 (0.2652) 0,3352

Якутская 1.2368 (0.4309) 1.1242 (0.2825) 9 23.68 0.0735 (0.1528) 0.1126 (0.2229) 0,3105

Ярославская 1.2973 (0.4634) 1.1351 (0.2707) 11 29.73 0.0836 (0.1549) 0.1291 (0.2301) 0,2812

Параметры генного разнообразия по ОД- маркеру

Порода Абсолютное число аллелей (Па) Эффективное число аллелей (Пе) Число поли- морфных локусов % полиморфных локусов Генетическое разнообразие по (Ые1, 1973) Индекс разнообразия Шеннона (1_е\«оп11п, 1972) Р1С

Бестужевская 1.1842 (0.3929) 1.0909 (0.2453) 7 18.42 0.0540 (0.1356) 0.0823 (0.1986) 0,2931

Голштино-фризская 1.1316 (0.3426) 1.0484 (0.1618) 5 13.16 0.0315 (0.0984) 0.0504 (0.1496) 0,2392

Калмыцкая 1.0263 (0.1622) 1.0253 (0.1560) 1 2.63 0.0129 0.0180 0,4902

Костромская 1.0789 (0.2733) 1.0087 (0.0480) 3 7.89 0.0069 (0.0371) 0.0129 (0.0636) 0,0875

Серая степная 1 (0) 1 (0) 0 0 0 0 0

Черно-пестрая 1.2105 (0.4132) 1.1288 (0.2778) 8 21.05 0.0768 (0.1572) 0.1151 (0.2312) 0,3648

Якутская 1.1579 (0.3695) 1.0798 (0.2263) 6 15.79 0.0478 (0.1288) 0.0726 (0.1892) 0,3026

Ярославская 1.1842 (0.3929) 1.0571 (0.1853) 7 18.42 0.0361 (0.1065) 0.0581 (0.1593) 0,1960

Результаты, полученные по генетическому полиморфизму с использованием КБИ-маркера (ЛС)9С, достаточно точно отражают как селекционную историю, так и современное состояние исследуемых пород. С одной стороны, закрытые популяции с минимальной численностью (серый степной и якутский скот) и породы, которые находятся под «селекционным давлением», прежде всего, за счет отбора самцов (голштино-фризский, черно-пестрый, ярославский и костромской скот), с другой — животные бурой швицкой породы (кавказский тип), где благодаря скрещиванию местного скота с завезенным швицким получена популяция, которая находится на стадии породной консолидации. Отчасти это подтверждается и данными, полученными по (СЛ)9С праймеру.

Для оценки генетического разнообразия среди пород мы использовали традиционно применяемые методы оценки на популяционном уровне. Значения генетического разнообразия по Нею (1973) и Левонтину (1972) были сходными для ТББК-маркеров. Наибольшее

генетическое разнообразие по (ЛС)9С праймеру выявлено у черно-пестрой, бурой швицкой (кавказский тип) и бестужевской пород. По (СЛ)9С — у чернопестрой, бестужевской и ярославской пород. На фоне параметров по разнообразию среди девяти пород своими низкими показателями выделяются серый степной и калмыцкий скот. Этот факт можно объяснить тем, что серый степной скот длительное время находится в изоляции и имеет по классификации ФАО по численности критический статус, иными словами, находится на грани выживания [7]. Выборка из калмыцкого скота, по всей видимости, получена из инбредной популяции.

Интересные данные по генетическому разнообразию получены по якутскому скоту. Если по (ЛС)9С маркеру разнообразие по индексу Шеннона находится на уровне 0,1126 и соответствует ярославской и голштино-фризской породам, то по (СЛ)9С маркеру якутский скот входит в лидирующую тройку пород по показателям внутри популяционного разнообразия.

Наибольшее абсолютное число аллелей на локус (фрагмент ДНК) по (AG)9C праймеру отмечено у бурой швицкой (кавказский тип), бестужевской и костромской пород, соответственно 1,4737 (0,5052), 1,3947 (0,4977),

1,3421(0,4808). Эффективное число аллелей оценивает величину, обратную гомозиготности, и представляет собой такое число аллелей, при одинаковой частоте которых в популяции гетерози-готность будет равна ф актической. По этому параметру генного разнообразия можно сделать выводы, что все исследуемые популяции крупного рогатого скота обладают повышенным внутри- и межпопуляционным разнообразием.

По GA маркеру в тех породах, где выявлено наибольшее количество полиморфных локусов (от 5 и 8) абсолютное и эффективное число аллелей различается незначительно.

В данной работе выполнен расчет индекса PIC (polymorphe information contents) по формуле [10] для диал-лельных локусов, для которых PIC = = 2f(1 - f), где f — частота одного из двух аллелей. Индекс PIC характеризует уровень ожидаемой гетерозигот-ности локусов — продуктов амплификации, исходя из представлений о том, что по каждому локусу исследованная группа животных находится в равновесном состоянии, соответствующему закону Харди-Вайнберга. Полученные величины PIC для каждого локуса спектра усредняли по всем амплико-нам спектров одного праймера у исследованных групп животных.

Уровень ожидаемой гетерозигот-ности по выявленным ампликонам, фланкированным инвертированным повтором последовательности (TC)9G, среди исследованных пород крупного рогатого скота показал, что по этому параметру калмыцкая (0,3561), чернопестрая (0,3352), якутская (0,3105) породы превосходят все остальные, а показатель PIC не зависит от количества (поли- или мономорфных) локусов.

Для (GA)9C праймера показатели PIC резко отличались. Ожидаемая гетерозиготность у калмыцкой породы составила 0,4902, а у костромской — всего 0,0875 (см. табл. 4).

Заключение

Выполненные сравнительные исследования 49 полилокусных спектров ф раг-ментов ДНК, фланкированных участками микросателлитных локусов (ISSR-PCR) ряда пород крупного рогатого скота, позволили выявить консервативные локусы, вариабельные участки, породоспецифические характеристики (спектры) на геномном и генофондном уровнях. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что метод ISSR-фин-герпринтинга позволяет выявлять породоспецифические локусы и паттерны, иными словами, индетифицировать породы как по частоте встречаемости, так и по наличию того или иного локуса ISSR-маркеров.

Наиболее консервативными оказались спектры ампликонов праймера (GA)9C, наиболее изменчивыми — праймера (AG)9C. Совместив спектры по частоте встречаемости 49 локусов, полученных с помощью ISSR маркеров, определены «геномные профили» для девяти пород крупного рогатого скота.

Полученные данные при оценке межпородного и внутрипородного разнообразия, выявленные закономерности по дифференциации пород на основе AG-ISSR и GA-ISSR-маркеров могут быть использованы для мониторинга и последующих анализа и коррекции селекционных процессов, происходящих в стадах с.-х. животных, а также в исследованиях филогенеза пород.

Анализ полиморфизма по AG и GA ISSR праймерам позволил выделить группы локусов, которые могут использоваться для описания «породного стандарта» пород крупного рогатого скота, что крайне важно при чистопородном разведении и сохранении породы как резерва определенных наследственных качеств.

При этом предстоит выяснить функциональную значимость обнаруженных

отличии в количестве продуктов ампли- внутри породные аллельные сочетания,

фикации, их длин и полиморфизма в связанные как с происхождением, естест-

зависимости от корового мотива микро- венным и искусственным отбором, так

сателлитного фрагмента. Однако уже и с пока неизвестными биологическими

сегодня можно со всей уверенностью процессами. Комплекс этих факторов

утверждать, что выявленные геномные формирует породные особенности тех

полилокусные спектры у пород крупного или иных групп животных, проявление

рогатого скота являются не случайны- которых мы видим на фенотипическом

ми и маркируют не только видовые, но и и генотипическом уровнях.

Библиографический список

1. Браунер А.А. Породы сельскохозяйственных животных: рогатый скот. Одесса: Изд. Наркомзема Украины, 1922.

2. Глазко В.И. Биохимическая генетика овец / Отв. ред. Баранов О.К. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985.

3. Глазко В.И., Дымань Т.Н., Тарасюк СИ., Дубин А.В. Полиморфизм белков, RAPD-PCR и ISSR-PCR маркеров у зубров, бизонов и крупного рогатого скота // Цитология и генетика, 1999. Т. 33. № 6. С. 30-38.

4. Дмитриев Н.Г. Породы скота по странам мира. Ленинград, 1978.

5. Кисловский Д.А. Избранные сочинения. М.: Колос, 1965.

6. Макавеев Ц., Тянков С., Яблански Ц. Имуногенетика в животновъдството. София: Земиздат, 1985.

7. Сулимова Г.Е., Столповский Ю.А., Рузина М.А., Захаров-Гезехус И.А. Мониторинг генофондов популяций животных в связи с задачами селекции и изучением филогении / Биоразнообразие и динамика генофондов. М., 2008. С. 211-214.

8. ФАО, 2007. Состояние всемирных генетических ресурсов животных в сфере продовольствия и сельского хозяйства. Краткий отчет / Под ред. Д. Пиллинга и Б. Ришковски. Рим, 2007.

9. Харченко П.Н., Глазко В.И. ДНК технологии в развитии агробиологии / Под ред. член-корр. Б.Ф. Ванюшина. М.: Воскресенье, 2006.

10. Botstein D., White R.L., Scolnick M., Davis R.W. Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphism // Am. J. Hum. Genet., 1980. Vol. 32. P. 314-331.

11. De Vries A., Overton M., Fetrow J., Leslie K., Eicker S., Rogers G. Exploring the Impact of Sexed Semen on the Structure of the Dairy Industry// J. Dairy Sci., 2008. V. 91. P. 847-856.

12. Funk D.A. Major Advances in Globalization and Consolidation of the Artificial Insemin ation Industry // J. Dairy Sci., 2006. V. 89. P. 1362-1368.

13. Lush J.L. Importance of Family Structure in the Dairy Cattle Population// J. Dairy Science, 1967. V. 51. N. 2. Р. 296-306.

14. Zietkiewicz E., Rafalski A., Labuda D. Genome fingerprinting by seguence repeat (SSR) — anchored polymerase chain reaction amplification // Genomics, 1994. 20. P. 176-183.

Рецензент — д. с.-х. н. Ю.А. Юлдашбаев SUMMARY

395 heads of nine cattle breeds have been tested using DNA fragments polymorphism evaluations, flanked by inverted repeats o f dinucleotide microsatellite loci (Ag)9C and (GA)9C. 49 loci are revealed, 40 loci being polymorphous. Pedigree differences according to bo9th genotypes and alleles of DNA fragments, genetic diversity of genepools in compared breeds, have been found. Polylocus ISSR-markers (targets) are offered to determine pedigree specific characteristics of cattle gene pools.

Key words: polymorphism, cattle, DNA, PCR.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.