CC BY
25ВОСПРОИЗВОДСТВО, РАЗВЕДЕНИЕ, ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ_
УДК 636.3.082.454.2:612.118.221.2:575.113.2
ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЛЕЛОФОНДА РОМАНОВСКОЙ ПОРОДЫ ОВЕЦ ПО РАЗЛИЧНЫМ ТИПАМ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ
'Марзанов Н.С., 2Комкова Е.А., 3Малюченко О.П., 3Алексеев Я.И., 4Озеров М.Ю.,
4Кантанен Ю., 5Лобков В.Ю., 'Марзанова Л.К., 'Астафьева Е.Е., 'Петров С.Н., 'Колпаков И.Н., 'Андрюхин А.П., 'Адамян К.К., 6Марзанова С.Н.
1ВНИИ животноводства, Дубровицы Подольского р-на Московской обл.;
2Тверская ГСХА, Тверь; 3ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии, Москва;
4Сельскохозяйственный научно-исследовательский центр Финляндии, 31600 Йокиоинен, Финляндия; 5Ярославская ГСХА; 6МГАВМиБ, Москва, Российская Федерация
Целью было изучение генетической структуры популяций овец романовской породы в четырёх регионах РФ с помощью трех типов маркирующих систем (групп крови, полиморфных белков крови и микросателлитов), оценка потока генов из одного региона в другой и выявление связи между генотипами ВМР-15 локуса и репродуктивной функцией овцематок. При исследовании 4-х популяций овец в центральных регионах РФ показано преобладание гетерозигот по 5 системам групп крови; гомозиготы превалировали только по Я и Б. У романовских овец отмечено превалирование встречаемости НВА аллеля над НВв, гетерозиготного генотипа НВ над гомозиготами НВ и НВВВ. Такое состояние локуса гемоглобина не отмечено у российских и большинства зарубежных пород. По локусу трансферрина у романовских овец выявлено от 3-х до 4-х генотипов. Для него, а также для локусов альбумина и преальбу-мина, характерно превалирование гетерозигот и отсутствие редких генотипов. У овец романовской породы по полиморфным локусам преобладает правосторонний эксцесс, что свидетельствует об избытке гетерозигот. По локусу гемоглобина в популяциях из Ярославской и Воронежской областей наблюдается левосторонний эксцесс. Оценки генетических расстояний варьировали от 0,59 до 1,16. Уровень гомозиготности (Са) по 7 системам групп крови в среднем составил 0,5, по 4 полиморфным локусам - 0,4, по микросателлитам - 0,3. Определена связь между генотипами ВМР-15 локуса и многоплодием, а также яловостью и выбраковкой маток романовской породы. Наибольший выход ягнят выявлен у гомозиготных (ММ) по мутантному аллелю и у гетерозиготных маток (WM). Самый большой процент выбраковки и яловости выявлен у маток-носителей «дикого», не мутантного аллеля (WW). Поэтому при отборе маток на плодовитость следует учитывать генотипы по локусу ВМР-15, хотя рождение двух и более ягнят от особей с генотипом WW говорит о существовании еще неизвестного биологического механизма, который также оказывает влияние на плодовитость и требует проведения дальнейших исследований.
Ключевые слова: овцы, романовская порода, группы крови, полиморфные белки, микросателлиты, воспроизводительная функция
Проблемы биологии продуктивных животных, 2015, 2: 23-40
Введение
Сохранение биоразнообразия животных входит в десятку мировых проблем. Во многих странах разработаны эффективные программы по сохранению генофонда пород сельскохозяйственных животных, предложены способы сохранения генетических ресурсов. Создана
Международная организация по сохранению редких, уникальных видов и пород животных. На международной конференции по сохранению биоразнообразия видов животных и растений в Нагано, Япония, было решено сделать 2010-2020 гг. десятилетием по сохранению биоразнообразия живых существ на Земле. К сожалению, в РФ нет организационной системы по сохранению биоразнообразия животных. За последние годы произошел «обвал» как редких, так и широко разводимых пород. Не разработаны механизмы по сохранению генофонда животных на региональном и федеральном уровнях РФ (Захаров, 2006; Марзанов и др., 2010; Столповский, 2010). Необходим мониторинг и паспортизация уникальных пород в стране на основе использования разработанных методов оценки животных. Одним из видов животных, требующих особого внимания, являются овцы романовской породы, которые входят в 200 уникальных пород овец в мире (Breeds of Livestock Project. Sheep (Ovis aries), 1994). В 2010 г. их насчитывалось в РФ до 45 тыс. голов (ИА Dairy News, 19.09.2011). В современных условиях необходим комплексный подход для оценки и сохранения овец романовской породы.
Для характеристики аллелофонда овец используются различные типы маркирующих систем. Оценка генных частот является важным элементом в исследованиях групп крови, как у человека, так и у животных. Наличие доминантно-рецессивных отношений в большинстве систем групп крови означает, что некоторые фенотипы представляют собой более, чем один генотип. В этом случае простой метод подсчёта аллелей не может быть применен для оценки их частот. Кроме того, нет единого подхода для подсчета частот аллелей непосредственно по имеющимся фенотипам. Для человека и ряда сельскохозяйственных животных (лошади, свиньи) известны методы, позволяющие охарактеризовать не только генотипы, но и аллели в сложных системах групп крови (Bernstein, 1924; Тихонов, 1967; Ли, 1978; Andersen, 1985; Князев и др., 2004). Что касается работ по овцам, то мы не нашли методики по проведению таких исследований для сложных систем групп крови. Отсутствуют данные и по некоторым полиморфным локусам белков крови и микросателлитам, по гену многоплодия. Особую значимость для романовской породы имеет изучение гена многоплодия. Определение механизма формирования многоплодия является актуальным, поскольку оно позволит направленно формировать популяции животных с заданными признаками. Установлено, что локус ВМР-15 участвует в синтезе белков, регулирующих костный морфогенез, а также плодовитость; он локализован у овец на X-хромосоме (Galloway et al., 2000; Hanrahan et al., 2004).
Целью исследования было изучение генетической структуры у овец романовской породы в четырёх регионах РФ с помощью трех типов маркирующих систем (групп крови, полиморфных белков крови и микросателлитов), оценка потока генов из одного региона в другой и выявление связи между генотипами ВМР-15 локуса и репродуктивной функцией овцематок.
Материал и методы
Материалом для исследований генетической структуры романовской породы послужили образцы крови 231 овцы из 5 хозяйств (табл. 1): МУСХП "Прогресс" Воронежской области (далее: Прогресс, n=52), ООО «Родина» Смоленской области (Родина, n=50), а также ООО «Авангард» (Авангард, n=50) и ООО «Вперед» Ярославской области (Вперёд, n=50). Анализ групп крови проводили по 7 системам (A, B, C, D, R, M, I) по общепринятым методикам (Марзанов, 1991). Микросателлитный анализ проводили на овцах ООО «Тутаево» Ярославской области (Tapio et al., 2010). Полиморфизм белков крови изучали по четырём локусам: гемоглобину, трансферрину, альбумину и преальбумину (Петров, 2008).
Для подсчета аллелей и генотипов при наличии доминантно-рецессивных отношений использовали метод максимального правдоподобия (Тихонов, 1967; Ли, 1978; Марзанов, 1991). Оценку дивергенции строили на основе полученных частот аллелей иммунологических и биохимических маркеров. Генетические дистанции рассчитывали на основе частот ал-
лелей 7 систем групп крови и 4-х локусов полиморфных белков с помощью метода Евклидовых расстояний (STATISTICA for Windows, Version 7, 1999).
Генотипы по ВМР-15 локусу изучали у 50 овцематок романовской породы из хоз. Прогресс. Выделение ДНК из цельной крови проводили по стандартной методике с использованием набора ДНК-ЭКСТРАН-2, производство ЗАО «Синтол» (Малюченко и др. 2011). Генотипы ВМР-15 локуса определяли по методике, описанной в (Polley et al., 2009). Учитывали количество родившихся ягнят, количество ягнят на момент отбивки, число яловых и выбракованных маток с учетом генотипов ВМР-15 локуса.
Результаты и обсуждение
Группы крови. Данные о частотах антигенов, аллелей и генотипов по 6 системам групп крови у овец романовской породы из хоз. Прогресс Воронежской области приведены в табл. 1. Исследования показали, что наибольшее распространение в А системе у подопытных животных имели антигены: Ab, A-, Aa. Меньше всего выявлялись овцы с фенотипическим сочетанием АаЬ. Частота распространения их варьировала от 0,0018 до 0,4038. Для данной популяции необычным было наличие высокого уровня встречаемости Ab антигена, поскольку особенностью романовской породы является полное отсутствие или же очень редкая встречаемость антигенов А системы.
Таблица 1. Частота встречаемости генетических факторов 6 систем групп крови у овец романовской породы в хоз. Прогресс Воронежской области
Система Генотип Частота Аллель Частота Фено- Частота
генотипа аллеля группа феногруппы
А А-'- 0,1335 А- 0,5421 Аа 0,1346
АЬ/Ь 0,6154 АЬ 0,3320 АаЬ 0,0962
Аа/а 0,1165 Аа 0,1259 АЬ 0,4038
А^ 0,1346 А- 0,3654
C с-/- 0,1198 С- 0,5289 С- 0,3462
СЬ/Ь 0,6291 СЬ 0,3544 СЬ 0,4423
Са/а 0,1113 Са 0,1167 СаЬ 0,0769
С^ 0,1398 Са 0,1346
М М-/- 0,0832 М- 0,0899 М- 0,0192
Ма/а 0,0503 Ма 0,0481 Мас 0,0962
Мс/с 0,3443 Мс 0,5351 Мс 0,2308
МЬ/Ь 0,0237 МЬ 0,2596 МЬс 0,5192
lyj-аЬ/аЬ 0,2456 МЬ 0,0673 МаЬс 0,1346
Ма/с 0,0562
МЬ/с 0,0281
МаЬ/с 0,1686
D D^ 0,0192 Da 0,1340 Da 0,2500
D-/- 0,7500 D- 0,8660 D- 0,7500
D3'- 0,2308
R Rr/r 0,0541 R 0,2466 R 0,4324
Rr/ r 0,3784 r 0,7534 О 0,5676
Rr/r 0,5676
I I1'1 0,2115 I 0,4629 I 0,7115
Iй 0,5000 i 0,5371 i 0,2885
Iй 0, 2885
В нашем случае, возможно, это связано с интенсивным использованием баранов, в генофонде которых содержались фенотипические сочетания АаЬ или АЬ. Также нельзя исключать гипотезу об интрогресии данных фенотипов, так как в последние десятилетия романовскую породу скрещивают с разными отечественными породами с целью минимизации инбри-
динга. У тонкорунных и полутонкорунных овец, которые используются для скрещивания довольно высока встречаемость Ааb или АЬ фенотипов.
Аналогичную с романовскими овцами структуру А системы имели две породы: тек-сель и опаринская. Последняя уничтожена, она разводилась в Кировской области, а другая была исследована в Республике Молдова (Марзанов, 1994; Марзанов и др., 2010).
У романовской породы редкая встречаемость Са антигена. Следует отметить, данное положение остается характерным и для изученной популяции хоз. Прогресс. Всего в данной системе было выявлено 4 генотипа и 3 аллеля. Реже всего выявлялись животные с фенотипи-ческим сочетанием СаЬ.
М система у пород овец ближнего и дальнего зарубежья наименее изучена. У овец романовской породы довольно высокая изменчивость антигенов в виде 5 фенотипических сочетаний, обусловленных 7 генотипами и 5 аллелями. Это первая такая развернутая характеристика аллелофонда М системы, ранее подобные исследования в России не проводились.
Диаллельные локусы В, К и I систем представлены 3 генотипами и 2 аллелями. Частота рецессивных генотипов и аллелей в этих системах выше, чем доминантных, за исключением I системы.
Наиболее разнообразной является В система групп крови (табл. 2). Данный локус у овец полиаллелен, обладает максимальным числом генотипов (п=30) и аллелей (п=14). Генетическая характеристика В системы ранее не проводилась, полученные результаты являются новым материалом. За исключением данных польских ученых из Института Зоотехники (Краков/Балице), глубоких исследований по изучению В системы овец нет (1ашк й а1., '996).
Проведенный анализ уровня гомозиготности по семи системам групп крови показал, что наиболее высокий он в диаллельных локусах. Так, в Б системе гомозиготность была максимальной - 0,77, в Я она составила 0,63, а минимальной оказалась в I системе - 0,50.
Из сложных локусов уровень гомозиготности в А системе составил 0,42. Такое же значение отмечено в С системе, тоже 0,42. Уровень гомозиготности М системы составил 0,37. Наименьший показатель уровня гомозиготности был получен по В локусу - 0,14. Среднее значение уровня гомозиготности (Са) по всем 7 системам групп крови составило 0,46.
Ярославская, Костромская и Ивановская области являются своеобразным ядром по разведению романовской породы овец. В основном из этих областей производится продажа овец романовской породы в другие регионы РФ и за рубеж. Поэтому проведение исследований и оценка аллелофонда имеет немаловажное значение для оценки смены поколений, удачного или неудачного влияния экологической или хозяйственной обстановки.
У овец хоз. Авангард по А системе было выявлено 3 генотипа и 2 аллеля. Отсутствовал антиген АЬ. Следует отметить, что у овец хоз. Вперед и Родина была аналогичной генетическая структура А системы, и это очень характерно для представителей романовской породы.
По В системе у овец хоз. Авангард было выявлено 6 фенотипов, 5 аллелей и 12 генотипов. Распределение генетических характеристик в хоз. Вперед по данной системе выглядело следующим образом: 6 фенотипических групп, 5 аллелей и 13 генотипов. У овец хоз. Родина по В системе было выявлено 13 генотипов, 5 аллелей и 8 фенотипов.
Что касается С системы, то у овец из хоз. Авангард было выявлено 4 антигенотипа, 4 генотипа и 3 аллеля, у особей из хоз. Вперед было выявлено также 4 разных фенотипа и 3 ал-леля, но 6 генотипов. У овец из Смоленской области было выявлено 3 фенотипа, 3 аллеля и 4 генотипа. В М системе в обоих хозяйствах из Ярославского региона и Смоленской области было выявлено по 4 фенотипических сочетания и три аллеля. Что касается генотипов, то в хоз. Авангард и Родина установлено наличие 6 генотипов, в ООО «Вперед» - 5.
Среди диаллельных локусов Б система во всех хозяйствах представлена только Б-фенотипом. Я система была наиболее полиморфной у овец хоз. Авангард, частота двух выявленных аллелей выглядела таким образом: Я - 0,3675; г - 0,6325. У овец из хоз. Вперед и Родина эти данные были одинаковыми: Я - 0,2777; г - 0,7223. У овец романовской породы
встречаемость рецессивного 1 аллеля I системы часто высокая. Так, в популяции овец хоз. Вперед частота данного аллеля составила 0,3218, доминантного I аллеля - 0,7172, тогда как у животных хоз. Авангард 1 аллель отсутствовал. Что касается I системы в популяции овец хоз. Родина, то она имела следующую генетическую характеристику: I - 0,7172; 1 - 0,2828.
Таблица 2. Частота встречаемости генетических факторов В системы групп крови у овец романовской породы, разводимых в условиях Воронежской области
Система Генотип Частота Аллель Частота Феногруп- Частота
генотипа аллеля па феногруппы
В-/- 0,0133 В- 0,1653 Вьаё 0,1923
Вь/- 0,0592 Вь 0,0602 В^ё 0,1153
В^- 0,0399 В* 0,0831 Вь<!е1ё 0,0385
Ве/- 0,0166 Ве 0,0255 Ваё 0,0769
В1/- 0,0936 В1 0,1381 В- 0,1155
Вё/- 0,0033 В8 0,0765 В(!её 0,0577
Вьм 0,0355 ^ьёе 0,0001 Вь&ё 0,1730
В Вь/е 0,0178 Вьл 0,0011 В(!е1ё 0,0192
Вь/1 0,0651 В^ 0,2587 Вё 0,0192
Вь/в 0,0042 Вье1 0,0521 Вье1ё 0,0769
Вй/е 0,0133 Вьеё 0,0032 Вье1 0,0385
В<и 0,0488 Вь1ё 0,0874 Вье1 0,0385
В^ 0,0031 В*1 0,0004 Вьё 0,0385
Ве/1 0,0244 ВЛеё 0,0483 Вь1ё 0,0385
Ве/8 0,0016
В178 0,0057
^ьёе/- 0,0017
ВМ8- 0,0017 0,1901
ье1/- В^ё/-Вк§/- 0,0429 0,0009 0,0395
В^её/- 0,0010 0,0382
^ьёеЛ Вь^е/ё Вь^/ё Вье1/ё В^ё 0,0105 0,0641 0,1057 0,0092 0,0246
^ьёе/Ыё 0,0245
Полиморфные белки крови. Гемоглобин. Отбор в природе у овец по локусу гемоглобина стал консервативным: в большинстве случаев он «охраняет» два варианта гемоглобина. Это связано с тем, что эволюция «оставила» несколько вариантов, а естественный отбор «поощрял» их одинаково с учетом экологии района, в котором животные разводились. Данное положение отражено в табл. 3.
При сравнении частот генотипов и аллелей видно, что нет строгой зависимости их встречаемости от ареала разведения породы. Вместе с тем, частота встречаемости НВВВ генотипа была выше у овец хоз. Прогресс. Одинаковые частоты аллелей были отмечены в парах: хоз. Авангард - Прогресс и Вперед - Родина, что в определенной степени отражает происхождение животных (т.е. из каких хозяйств они были завезены). Существенное отклонение от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу было отмечено у овец завезенных из Ярославской в Воронежскую = 4; df=1; Р<0,05) и Смоленскую области (£%2 = 10; df=1; Р<0,01).
Таблица 3. Характеристика локуса гемоглобина у овец романовской породы
Хозяйство
Гт
Встречаемость генотипов в локусе
НВАА НВАВ НВВВ
Авангард 50 Н О 13 14,58 28 24,84 9 10,58
Вперед 50 Н О 24 22,45 19 22,11 7 5,44
Прогресс 52 Н О 21 17,3 18 25,4 13 9,3
Родина 50 Н О 14 19,22 34 23,56 2 7,22
Встречаемость
аллелей НВА
Хх2
НВВ
0,46 1 1 >0,05
0,33 1 1 >0,05
0,423 4 1 <0,05*
0,38 10 1 <0,01**
0,54 0,67 0,577 0,62
Примечания: Гт - генотип; Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов; *, ** оценка Р отклонения от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу
Трансферрин. Это самый полиморфный локус у овец. Однако у овец романовской породы по локусу трансферрина наблюдается низкое разнообразие (табл. 4). Так, если у тонкорунных пород овец (например, волгоградской и кавказской) наблюдаемое число генотипов составляет 8-10, а у полутонкорунных овец (например, у куйбышевской, северокавказской мясо-шерстной и цигайской) - 8-11, то у романовских овец этот показатель составлял 3-4. Исключением были овцы из хоз. Вперед Ярославской обл., у которых было выявлено 6 генотипов.
Таблица 4. Особенности структуры локуса трансферрина у овец романовской породы
Хозяй- п Встречаемость генотипов в локусе трансферрина
ство АА АВ АС АБ АЕ А1 ВВ ВС ВБ ВЕ
Авангард 46 Н О 0,05 1,04 3 1,76 4 0,09 5,56 24 18,8 1,04
Вперед 48 Н О 0,19 1 1,5 5 3,94 1 0,19 3 21 15,8 0,75
Прогресс 50 Н О 0,6 6 3,63 5 6,16 2 5,45 23 18,5
Родина 50 Н О 0,01 0,04 1 0,46 0,49 0,08 1,84 4 1,96
Тродолжение таблицы 4
Хозяйство Встречаемость генотипов в локусе трансферрина
п Гт
В1 СС СБ СЕ С1 ББ БЕ Б1 БР ЕЕ ЕР
Авангард 46 Н О 12 15,9 3 1,76 0,05
Вперед 48 Н О 17 20,7 3 1,97 0,05
Прогресс 50 Н О 14 15,7
Родина 50 Н О 10,6 45 22,5 12
Примечания: Гт - генотип; Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов.
Р
п
У большинства исследованных овец отсутствовали генотипы, в которых наряду с часто встречающимися аллелями присутствовали редкие аллели (ТБА1, ТБВЕ, ТБВ1, ТББЕ, ТРСЕ и ТБ01) и отсутствовали генотипы, гомозиготные по редким аллелям (ТБЕЕ, ТБЕР, ТБРР и другие). Это явление отмечалось во всех 4-х исследованных популяциях романовских овец. Следует
отметить, что у некоторых особей отсутствовали и генотипы, состоящие из часто встречающихся в локусе трансферрина аллелей.
У других, ранее изученных тонкорунных и полутонкорунных пород овец, такого распределения генотипов не наблюдалось (Петров, 2008). У овец из 3-х хозяйств (Авангард, Вперед и Родина) было выявлено только 4 аллеля
(ТрА, трВ, тр0, трС) (табл. 5)
Таблица 5. Встречаемость аллелей и состояние генетического равновесия в локусе трансферрина у овец романовской породы
Хозяйство n ■ Встречаемость аллелей в локусе трансферрина Хх2 df Р
A B C D E I P
Авангард 46 0,033 0,348 0,587 0,033 10 1 <0,01**
Вперед 48 0,063 0,25 0,656 0,031 9 2 <0,05*
Прогресс 50 0,11 0,33 0,56 6 2 <0,05*
Родина 50 0,01 0,04 0,46 0,49 50 6 <0,001***
Помимо этого, у овец хоз. Прогресс не было выявлено TFD аллеля. Распределение аллелей в локусе трансферрина у представителей романовской породы было аналогично тому, что мы ранее отмечали у грубошерстных овец. У овец романовской породы наиболее часто встречались особи с TFB и TFC аллелями. Существенное отклонение от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу отмечали во всех исследованных популяциях овец. По нашему мнению, отклонения от генетического равновесия связаны как с дефицитом редких, так и с избытком часто наблюдаемых генотипов. Причина такого состояния в локусе трансферрина, возможно, обусловлена стихийным инбридингом, который присутствует практически во всех хозяйствах в силу закрытости самой породы. Близкородственное разведение продолжается и в недавно сформированных популяциях в хоз. Родина и Прогресс. Контроль инбридинга в хозяйствах, где разводятся овцы романовской породы, отсутствует.
Альбумин. В 4-х популяциях овец из трех регионов проведена аттестация пород по ло-кусу альбумина (табл. 6). У овец романовской породы из Ярославской обл. встречались в основном генотипы средних и медленных фракций данного белка: ALBBC; ALBBD; ALBCD. Всего в обоих хозяйствах (Авангард и Вперед) было выявлено по 5 генотипов.
Что касается двух других хозяйств, то генетическая структура по данному белку была совершенно другой. Так, у овец из хоз. Прогресс чаще выявлялись особи с гетерозиготными генотипами, обуславливающие варианты альбумина быстрой и средней активности: ALBab и ALB ; ALBBC. Особенно выделялись овцы из хоз. Родина Смоленской обл. Среди них чаще всего встречались особи с генотипами белков средней и медленной фракций: ALBCD; ALBDD, ALBCC, ALBBD, ALBBC.
Сравнительный анализ встречаемости числа генотипов и аллелей у овец различной продуктивной направленности показал, что у 3-х тонкорунных (кавказская, волгоградская и азербайджанский горный меринос) пород средняя встречаемость генотипов и аллелей по ло-кусу альбумина составила 4,7 и 3,3 соответственно; у полутонкорунных (куйбышевская, северокавказская мясо-шерстная и цигайская) - 5,3 и 3,3; у грубошерстных (каракульская, карабах и бозах) - 6,3 и 3,7 против 5,8 и 4,0 у романовских овец. Проведенный анализ показал, что у локальных пород, в отличие от тонкорунных и полутонкорунных, частота встречаемости генотипов и аллелей в среднем была выше.
Преальбумин. Это наименее изученный локус белка сыворотки крови у овец. Подробное описание полиморфизма преальбумина у различных пород овец дана в работе (Петров, 2008). Среди овец романовской породы, разводимых в четырех исследованных хозяйствах, встречаются только гетерозиготные особи с генотипами PREFS, PREFO и PRESO (табл. 7).
У овец из ярославских хоз. Авангард и Вперед отмечена более низкая встречаемость аллелей PREF и PRE0, чем PRES (табл. 7). У исследованных овец чаще всего выявлялись генотипы с PRE0 аллелем. Аналогичное распределение генотипов по локусу преальбумина было
отмечено у овец хоз. Родина Смоленской обл. Однако противоположная картина наблюдалась среди овец хоз. Прогресс Воронежской обл. У них аллели быстрого (PREF) и медленного (PRE0) вариантов белка выявлялись чаще, чем среднего (PRES).
_Таблица 6. Характеристика локуса альбумина у овец романовской породы_
Хозяйство
n Гт
Генотипы локуса альбумина
AA
AB
AC
AD
BB
BC
BD
CC
CD
DD
Авангард 46 Н О 0,14 3 1,92 1,59 2 1,27 6,64 20 11,01 12 8,74 4,56 9 7,25 2,88
Вперед 48 Н О 0,09 4 1,43 1,3 1,13 1 6,02 16 10,98 12 9,55 5,01 15 8,71 3,79
Прогресс 50 Н О 2 4,8 18 8,68 9 12,4 0,31 1 3,92 8 11,2 0,28 11 8 1 0,4 0,01
Родина 50 Н О 0,01 0,06 1 0,42 0,51 0,18 3 2,52 3 3,06 5 8,82 28 21,42 10 13,01
Продолжение таблицы 6.
Хозяйство
Частота аллелей
A
B
C
D
Хх2
df
Авангард 46 0,055 0,38 0,315 0,25 26 1 <0,001***
Вперед 48 0,042 0,354 0,323 0,281 28 1 <0,001***
Прогресс 50 0,31 0,28 0,4 0,01 20 3 <0,001***
Родина 50 0,01 0,06 0,42 0,51 6 2 <0,05*
Примечания: Гт - генотип; Н - наблюдаемое число генотипов; О - ■ ожидаемое число генотипов;
*, *** - оценка Р (0.05, 0.001) отклонения от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу
Таблица 7. Характеристика локуса преальбумина у овец романовской породы
Хозяйство n Гт Генотипы локуса преальбумина
FF FS FO SS SO OO
Авангард 46 Н О 3,4 19 10,89 6 7,33 8,7 21 11,73 3,95
Вперед 48 Н О 1,7 11 7,71 7 6,95 8,75 30 15,78 7,11
Прогресс 50 Н О 8,82 13 8,82 29 15,54 2,21 8 7,77 6,84
Родина 50 Н О 5,45 23 13,2 10 8,91 8 17 10,8 3,65
Продолжение табл. 7.
Хозяйство Частота аллелей 2 df Р
n F S O
Авангард 46 0,272 0,435 0,293 30 3 <0,001 ***
Вперед 48 0,188 0,427 0,385 32 3 <0,001 ***
Прогресс 50 0,42 0,21 0,37 17 3 <0,01 **
Родина 50 0,33 0,4 0,27 28 3 <0,001 ***
Примечания: Гт - генотип; Н - наблюдаемое число генотипов; О - ожидаемое число генотипов; *, *** - оценка Р (0.05, 0.001) отклонения от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу
Р
n
Анализ встречаемости генотипов и аллелей у романовских овец в сравнении с породами различной продуктивной направленности показал, что в среднем у 3-х тонкорунных
(кавказская, волгоградская, азербайджанский горный меринос) пород средняя встречаемость генотипов и аллелей по локусу преальбумина составила 5,0 и 3,0 соответственно; у полутонкорунных (куйбышевская, северокавказская мясо-шерстная, цигайская) - 5,0 и 3,0; у грубошерстных (каракульская, карабах и бозах) - 5,0 и 3,0 против 3,0 и 3,0 у романовской породы.
Существенное отклонение от генетического равновесия по Харди-Вайнбергу отмечено во всех 4-х популяциях исследованных овец. Наибольшая встречаемость гетерозиготных генотипов, возможно, связана с тем, что в таком состоянии преальбумин более востребован организмом животного и активнее выполняет свою функцию.
Коэффициент эксцесса (Б) количественно оценивает нехватку или избыток наблюдаемой гетерозиготности в исследуемых популяциях в сравнении с ожидаемой гетерозигот-ностью (Selander, 1970). Проведенный сравнительный анализ показал, что средняя наблюдаемая гетерозиготность по четырем локусам белков крови (гемоглобин, трансферрин, альбумин и преальбумин) не всегда была выше ожидаемой. Дефицит наблюдаемой гетерозиготности отмечали только по локусу гемоглобина у овец из хоз. Вперед Ярославской обл. и Прогресс Воронежской обл. У овец из других хозяйств, средняя наблюдаемая гетерозиготность по данному белку крови была выше средней ожидаемой (табл. 8). У исследованных овец романовской породы преобладает преимущественно правосторонний эксцесс, который свидетельствует об избытке гетерозигот. Исключение составляет локус гемоглобина в популяциях из хоз. Вперед и Прогресс, в которых наблюдается левосторонний эксцесс, указывающий на избыток гомозигот.
Таблица 8. Уровень наблюдаемой, ожидаемой гетерозиготности и коэффициент эксцесса (Ц) у овец романовской породы
Показатели
Число алле- Средняя гетерозиготность лей на локус Наблюдаемая_Ожидаемая
Б
Авангард
Гемоглобин 50 2 0,56 0,4968 0,127
Трансферрин 46 4 0,6522 0,5322 0,226
Альбумин 46 4 1 0,6909 0,447
Преальбумин 46 3 1 0,6511 0,536
В среднем 47 3,25 0,8031 0,5928 0,355
Вперед
Гемоглобин 50 2 0,38 0,4422 -0,141
Трансферрин 48 4 0,625 0,5021 0,245
Альбумин 48 4 0,98 0,6896 0,4211
Преальбумин 48 3 1 0,6342 0,5768
В среднем 49 3,25 0,7463 0,567 0,316
Прогресс
Гемоглобин 52 2 0,3462 0,4885 -0,291
Трансферрин 50 3 0,68 0,5654 0,203
Альбумин 50 4 0,72 0,6654 0,082
Преальбумин 50 3 1 0,6426 0,556
В среднем 51 3 0,6866 0,5905 0,163
Родина
Гемоглобин 50 2 0,68 0,4712 0,443
Трансферрин 50 4 1 0,5466 0,829
Альбумин 50 4 0,7 0,5596 0,251
Преальбумин 50 3 1 0,658 0,52
В среднем 50 3,25 0,845 0,5589 0,512
В среднем по 49 3,19 0,7703 0,5773 0,334
всем хозяйствам
Возможно, это связано с началом элиминации особей с НВА аллелем в данной породе в силу их перемещения из лесо-степной зоны Ярославской в Воронежскую обл. и разведения животных в степных условиях (Б=-0,291). Что касается хоз. Вперед (Б=-0,141), то здесь возможно влияние селекционной работы, когда использовались в основном бараны-производители-носители НВА аллеля. Не исключено, что высокая встречаемость НВВ аллеля
п
среди овец хоз. Авангард Ярославской обл. может быть связана со скрещиванием с баранами иной продуктивной направленности в прошлом.
Среднее значение правостороннего эксцесса по четырем локусам белков крови в исследованных популяциях овец распределяется в следующей последовательности: хоз. Родина (Б = 0,512), Авангард (Б = 0,355), Вперед (Б = 0,316) и Прогресс (Б = 0,163). В среднем по всей популяции исследованных овец этот показатель составил 0,334.
Высокие средние значения D были связаны с высоким уровнем фактической средней гетерозиготности в хоз. Авангард и Вперед по альбумину и преальбумину, в хоз. Прогресс — по преальбумину; в хоз. Родина — по трансферрину и преальбумину.
По данным (Петров, 2008), у тонкорунных пород эти показатели варьируют от 0,316 до 0,413, тогда как у полутонкорунных и грубошерстных — от 0,140 до 0,277. Такая картина связана с тем, что в популяциях романовских овец больше гетерозиготных генотипов и мало гомозиготных и редких генотипов, тогда как у тонкорунных, полутонкорунных и грубошерстных пород встречаемость последних выше.
Хотя у овец романовской породы и отмечено превышение средней фактической гете-розиготности над средней теоретической, однако четких различий между выборками животных из разных хозяйств не выявлено. Вместе с тем, исходя из данных по встречаемости числа носителей гетерозиготных генотипов по группам крови и полиморфным белкам, видно, что их число намного больше, чем количество особей, носителей гомозигот.
Это ещё раз подтверждает, что мы имеем дело с уникальным явлением в Российском животноводстве. У романовской породы наблюдаются все признаки, характерные для закрытой популяции. Обостренность тенденции самосохранения у овец романовской породы проявилась в избытке носителей гетерозиготных генотипов. Скрещивания романовских овец с другими всегда приводила к элиминации «пришлых» генов в силу высоких селекционных требований по поддержанию чистоты породы.
Популяции одного вида не изолированы друг от друга: всегда есть обмен особями -миграция. Мигрирующие особи, оставляя потомство, передают следующим поколениям аллели, которых в этой популяции могло вовсе не быть или они были редкими; так формируется поток генов из одной популяции в другую. Миграция, как и мутации, приводит к увеличению генетического разнообразия. Кроме того, поток генов, связывающий популяции, приводит к их генетическому сходству, что не всегда желательно. Бывает и наоборот — за счет притока «свежих» генов, происходит дивергенция популяции, что проявляется в увеличении жизнеспособности или продуктивности животных анализируемых субпопуляций, в увеличении генетических расстояний.
Генетические расстояния между четырьмя популяциями романовских овец вычисляли по частотам 20 аллелей 7 систем групп крови и по 13 аллелям полиморфных белков 4-х локу-сов (табл. 9). С помощью метода Евклидовых расстояний была получена матрица генетических расстояний между четырьмя исследованными популяциями овец романовской породы (табл. 10). На основании матрицы Евклидовых расстояний была построена дендрограмма филогенетического родства.
На наш взгляд, такой вид филогенетического древа отражает реальные взаимоотношения исследованных популяций овец. Наиболее близкими оказались животные из обоих хозяйств Ярославской обл. (0,59). Овцы хоз. Родина Смоленской обл. оказались ближе к хоз. Вперед (1,10), но в то же время дальше популяции хоз. Авангард (1,16). Дальше всех от них расположились овцы хоз. Прогресс Воронежской обл. Генетическое расстояние между ними и животными хоз. Родина составило 1,22. Однако наибольшее генетическое расстояние выявлено между хоз. Авангард и Прогресс - 1,30. Хотя хоз. Прогресс ближе всех к хоз. Вперед, общая дема двух ярославских популяций располагается дальше от воронежской группы овец романовской породы.
Полученную картину дивергенции популяций овец можно объяснить с позиции явления сопряженного дрейфа аллелей. Благодаря новым формируемым генетическим
блокам, использованные 11 маркирующих систем оказывались вовлеченными в процесс адаптации к экологическим условиям Воронежской и Смоленской областей. Следовательно, использованный филогенетический анализ вполне правомерен и продуктивен для оценки состояния популяций овец романовской породы, разводимой в разных экологических зонах Центральной России.
Таблица 9. Сравнительный анализ аллелофонда овец романовской породы из 4-х хозяйств Центральной зоны Российской Федерации
Система
Частота встречаемости аллеля
Аллель Авангард Вперед Прогресс Родина
Группы крови
А- 0,9381 0,9695 0,5421 0,9130
Аь 0 0 0,3320 0
Аа 0,0619 0,0305 0,1259 0,0870
В- 0,2690 0,3737 0,5173 0,2694
Вь 0,2546 0,2025 0,2189 0,2500
Ве 0,0420 0,1075 0,0736 0,0592
В1 0,3932 0,2548 0,1381 0,2301
Вье1 0,0412 0,0615 0,0521 0,1913
С- 0,4328 0,4593 0,5289 0,2407
Сь 0,5172 0,4094 0,3544 0,7393
Са 0,0500 0,1313 0,1167 0,0200
М- 0,8163 0,8158 0,4168 0,2708
М3 0,1024 0,1339 0,0481 0,1886
М* 0,0813 0,0503 0,5351 0,5406
Я 0,3675 0,2777 0,2466 0,2777
Я 0,6325 0,7223 0,7534 0,7223
I 1 0,6782 0,4629 0,7172
1 0 0,3218 0,5371 0,2828
Б- 1 1 0,8660 1
Ба 0 0 0,1340 0
Полиморфные системы белков
А 0,54 0,67 0,577 0,62
В 0,46 0,33 0,423 0,38
А 0,0326 0,0625 0,11 0,01
В 0,3478 0,25 0,33 0,04
С 0,587 0,6562 0,56 0,46
Б 0,0326 0,0313 0,49
А 0,055 0,042 0,31 0,01
В 0,38 0,354 0,28 0,06
С 0,315 0,323 0,4 0,42
Б 0,25 0,281 0,01 0,51
Е 0,272 0,188 0,42 0,33
Б 0,435 0,427 0,21 0,4
О 0,293 0,385 0,37 0,27
А
М
Я I
Б НВ ТЕ
АЬВ РЯЕ
В
С
Таблица 10. Матрица генетических расстояний между 4 популяциями овец романовской породы
Хозяйства Авангард Вперед Прогресс Родина
Авангард 0,0
Вперед 0,59
Прогресс 1,30 1,10
Родина 1,16 1,11 1,22 0,0
Tree Diagram for 4 Variables Complete Linkage Euclidean distances
Авангард
Вперед
Родина
Прогресс
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3
Linkage Distance
Рис. 1. Дендрограмма филогенетического родства четырёх популяций овец из трёх регионов Центральной России
Характеристика овец романовской породы по 20 локусам микросателлитов выявила высокий уровень полиморфизма практически по всем исследованным локусам (Tapio et al., 2010). Так, уровень наблюдаемой гетерозиготности (HO) в локусах варьировало от 0,59 (MAF36) до 0,89 (BM8125). Количество аллелей в каждом локусе оказалось от 4 до 9, информативное число локусов (PIC - polymorphism information content) - от 0,42 до 0,82. Коэффициент инбридинга (FIS), отражающий уровень гомозиготности в исследованных выборках овец романовской породы был также низким (табл. 11).
№ формирование уровней гомозиготности в той или иной системе генетических маркеров влияет частота встречаемости аллеля, число аллелей в исследуемом локусе, а также количество анализируемых животных и уровень проводимой селекционной работы. Поэтому был проведен сравнительный анализ уровня гомозиготности (Са) для 3-х типов маркирующих систем. По семи системам групп крови данный показатель составил в среднем 0,5, по 4 полиморфным локусам - 0,4 и по микросателлитам — 0,3. Ранее было показано, что у романовской породы уровень гомозиготности по микросателлитам выше, чем у тонкорунных, полутонкорунных и грубошерстных пород овец (Марзанов и др., 2004).
Таким образом, проведенный анализ показал, что романовская порода является одной из своеобразных пород овец по исследованным системам полиморфных белков и групп крови. По своему морфотипу, согласно классификации ФАО она входит в группу из 200 уникальных пород овец в мире (http://www.ansi.okstate.edu/breeds/sheep/ Breeds of Livestock Project. Sheep: Ovis aries). Существуют замкнутые породы и стада овец; к ним относятся французский рамбулье и некоторые стада мериносов в Австралии. Романовская порода -замкнутая порода, разводимая в естественных и довольно экстремальных условиях среды
длительное время. Она является самой северной грубошерстной породой овец в России. Предпринималась масса попыток по ее улучшению и минимизации инбридинга путём скрещивания с другими породами, однако они не привели к положительным результатам, поскольку при этом ухудшались хозяйственно-полезные признаки (Марзанов, 1994).
Таблица 11. Характеристика овец романовской породы по 20 локусам микросателлитов
Локус Количество Р1С Эффективное Ожидаемая Наблюдаемая
аллелей в число аллелей гетерозиготность гетерозиготность
локусе (Не) (Н0)
ВМ0757 6 0,63 3,10 0,69 0,65 0,05
ВМ1314 7 0,71 3,95 0,76 0,72 0,05
ВМ1818 7 0,80 5,56 0,84 0,77 0,08
ВМ4621 7 0,76 4,75 0,80 0,71 0,11
ВМ6506 3 0,42 1,88 0,48 0,46 0,03
ВМ6526 5 0,51 2,48 0,61 0,71 -0,18
ВМ8125 6 0,63 3,13 0,69 0,89 -0,29
С8БМ31 8 0,78 5,25 0,83 0,80 0,03
1ША23 9 0,82 6,23 0,85 0,76 0,11
МАЕ36 5 0,53 2,26 0,57 0,59 -0,04
МАЕ48 4 0,53 2,54 0,62 0,68 -0,10
МАЕ65 8 0,75 4,52 0,79 0,86 -0,09
МсМ527 6 0,72 4,09 0,77 0,79 -0,03
0агСР20 6 0,70 3,91 0,76 0,84 -0,11
0агСР34 5 0,43 1,83 0,46 0,34 0,25
0агЕСВ128 7 0,73 4,31 0,78 0,75 0,04
0агЕСВ304 9 0,73 4,22 0,78 0,86 -0,11
0агЕСВ48 6 0,74 4,41 0,80 0,82 -0,03
0агНН47 8 0,79 5,43 0,83 0,76 0,09
0агУН72 6 0,72 4,10 0,77 0,79 -0,03
Примечание: отклонения Ев от нуля статистически не существнны (Р>0.05)/.
Модельный эксперимент, проведенный при наличии 50 овцематок и двух баранов-производителей в хоз. Прогресс Воронежской обл., показал, что эффективная численность популяций (№) по Райту (^^Ы;, 1931) для данного поголовья составила 8 маток (№ = 7,6). При этом скорость нарастания инбридинга за поколение будет равна 6,3%. Если Ые = 50, то скорость нарастания инбридинга будет равна 1%. Таким образом, чем больше плодовитых маток в стаде, тем больше вероятность снижения в ней уровня инбридинга.
Ген многоплодия. У овец романовской породы в локусе ВМР-15 методом ПЦР-анализа выявлено наличие двух аллелей: «дикого» или нормального (W) и мутантного (М), а также трех генотипов: WW, WM, ММ. Из 50 исследованных особей было выявлено 26 животных с гетерозиготным генотипом WM, 17 голов с WW гомозиготой по «дикому» аллелю и 7 особей-гомозигот по мутантному аллелю (ММ). Частота встречаемости «дикого» W аллеля в исследованной группе составила 0,6, а мутантного - 0,4. Проведенный анализ показал отсутствие нарушения генетического равновесия по локусу ВМР-15 (Х%2=0,36; ¿£=1; Р>0,05).
В выборке животных с генотипом WW процент выбывших и яловых маток за три года (23,5%), в то время как у особей, гетерозиготных по данному локусу, этот показатель ниже (11,5% и 19,2% соответственно) и минимальный у особей — носителей мутантного локуса (0,0% и 14,2 % соответственно).
Согласно данным, представленным в табл. 12, особи с генотипом ММ (мутантный тип) дают больше всего ягнят на момент рождения и на момент отбивки, а меньше всех — особи с генотипом WW («дикого» типа).
Во всех трех группах выявлена корреляция между числом родившихся и отбитых ягнят с учетом выявленных генотипов по ВМР-15 локусу (табл. 12). Общее количество родившихся и отбитых ягнят в группе овец с генотипом WW составило 92 и 85 (г2 = 0,82; Р<0,01), с
генотипом - 181 и 170 (г2 = 0,89; Р<0,01), с генотипом ММ - 63 и 56 (г2 = 0,76; Р<0,05) соответственно, то есть существует прямая взаимосвязь между количеством родившихся и количеством отбитых ягнят независимо от того, к группе с каким генотипом относится животное.
Таблица 12. Характеристика овцематок различных генотипов локуса ВМР-15 по количеству полученных и отбитых ягнят
Генотипы по BMP-15 локусу
Показатели WM WW MM
Число маток с генотипами 23 13 7
Получено ягнят за 3 года 181 92 63
Отбито ягнят за 3 года 170 85 56
Получено ягнят на одну матку в среднем за 3 года 7,9±0,5 7,0±0,6 9,0±0,7
Отбито ягнят на одну матку в среднем за 3 года 7,4±0,5 6,5±0,5 8,0±0,9
Получено ягнят на одну матку* в среднем за один год 2,6±0,4 2,3±0,4 3,0±0,3
Отбито ягнят на одну матку*в среднем за один год 2,5±0,4 2,2±0,4 2,7±0,3
Получено ягнят на одну матку в среднем за один год ( %) 113 100 130
Отбито ягнят на одну матку в среднем за один год (%) 114 100 123
Примечание: * несмотря на небольшие размеры выборки, полученные данные за год на одну матку отражают общую тенденцию, которая представлена в процентах. «Дикий» тип взят за 100%, так как он является исходной формой, а характеристики в других группах объясняются наличием в генотипах животных мутантного аллеля
Анализ количества родившихся ягнят на 1 матку за 3 года, полученных от особей с различными генотипами по локусу ВМР-15, показал, что животные с генотипом ММ дали наибольшее число родившихся ягнят, чем от WM (1>критерий, Р<0,001) и особей
(Р<0,001). Аналогично, овцематки с генотипом WM превосходили WW особей по этому же показателю (Р<0,001). Таким образом, все три группы животных существенно различались по данному признаку.
Выявлено также более высокое количество ягнят, отбитых на 1 матку за 3 года, у гетерозиготных маток с генотипом WМ по сравнению с особями, имеющими WW генотип (Р<0,001). Существенные различия выявлены и между животными с ММ и WW генотипами по количеству отбитых ягнят (Р<0,05) при отсутствии различия между этими животными по показателю отбитых ягнят на матку за три года. От ММ особей рождалось больше ягнят, но, вследствие отхода молодняка, на момент отбивки показатели приближались к показателям животных с WM генотипом. Следовательно, на момент отбивки полученные результаты по овцематкам с данными генотипами фактически выравниваются. С экономической точки зрения наиболее выгодным является выход ягнят от животных с ММ и WM генотипами по сравнению с WW генотипом.
Анализ, проведенный с учетом данных по локусу ВМР-15, как показателя многоплодия у овец романовской породы, позволяет заключить, что изучение и внедрение в будущем в селекционную работу данного признака может привести к отбору животных желательных генотипов и соответственно - к увеличению плодовитости животных, ускорению селекционного процесса и повышению выхода ягнят. Однако рождение двоен от WW особей говорит о том, что существует еще неизвестный биологический механизм, который требует проведения дальнейших исследований.
Существует несколько подходов для удержания романовской породы от близкородственного скрещивания. Одни исследователи считают необходимым прилитие чужеродной крови с последующим перекрытием полученной помесной популяции баранами романовской породы (Жиряков А.М., Двалишвили В.Г., персональное сообщение). Другие выступают за изменение стандарта породы путем создания рогатой популяции романовской породы, как наиболее жизнеспособной и устойчивой к неблагоприятным условиям внешней среды, в частности к легочным заболеваниям (Николайчев В.А., персональное сообщение).
По нашему мнению, необходима такая технология разведения овец, которая требовала бы жесткой селекционной и ветеринарной работы, что предполагает единоначалие, т.е. наличие собственной ассоциации по разведению овец романовской породы, мониторинг инбридинга и контроль медленных инфекций. Данный подход имеет право на существование, что подтверждено, отчасти, временем и опытом специалистов.
Обитающие в каждом регионе виды животных, растений, микроорганизмов и окружающая среда образуют целостную систему. Каждый вид представлен в ней своей, уникальной популяцией. Оценить экологическое влияние данной территории позволяют материалы, характеризующие генофонд экосистемы. Поэтому за изменениями в экологической обстановке региона можно проследить, изучая генофонды популяций обитающих там видов. В нашем случае таким объектом служили овцы романовской породы, которые длительное время разводятся в условиях Ярославской области и сопредельных территорий.
Для сохранения биоразнообразия данной породы, особого внимания из известных биологических методов заслуживает аттестация племенных овец по генетическим маркерам, которые включают в себя не только маркирующие системы, но и гены устойчивости к медленным инфекциям, а также гены, связанные с продуктивностью и плодовитостью, как это организовано в Италии, Германии, Франции, Австралии и Новой Зеландии (С1аш е! а1., 2013) и, отчасти, в РФ (Малюченко и др., 2014).
Полученные нами данные по различным типам генетических маркеров позволяют сделать вывод о наличии в романовской породе значительного резерва биоразнообразия. Хотя овцы романовской породы и обладают определенным числом гетерозиготных генотипов по группам крови и полиморфным белкам, этого может оказаться недостаточным для адаптации в условиях глобального изменения климата, поэтому необходимы особые меры по сохранению романовской породы. Требуются определенные изменения в концепции дальнейшего разведения романовской породы, в силу тех биологических особенностей, которые характерны для нее. Необходимо создание спермобанка от элитных баранов-производителей и эм-бриобанка от овцематок, а также развитие данной отрасли на уровне, соответствующем современным потребностям населения Российской Федерации в свете обеспечения продовольственной и экономической безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Захаров И.А. (ред.). Генофонды сельскохозяйственных животных. Генетические ресурсы животноводства России. - М.: Наука, 2006, 468 с.
2. Князев С.П. Пренатальная приспособленность свиней и гетерозиготность по генам систем групп крови Б, Е, Б, в // Сельскохозяйственная биология. - 2006. - № 2. - С. 95-102.
3. Ли Ч. Введение в популяционную генетику. - М.: Мир, 1978. - 560 с.
4. Малюченко О.П., Марзанова С.Н., Алексеев Я.И., Астафьева Е.Е., Комкова Е.А., Адамян К.К., Марзанов Н.С. Разработка метода диагностики аллелей и генотипов БесВ-гена у овец романовской породы // Сб. трудов VIII Всерос. научно-практ. конф. с международным участием «Молекулярная диагностика-2014» (ред. В.И. Покровский). - Москва, 2014. - Том 2. - С. 469-470.
5. Малюченко О.П., Алексеев Я.И., Монахова Ю.А., Марзанова С.Н., Марзанов Н.С. Изучение молекулярной изменчивости генов плодовитости ВМР-15 и GDF9 у романовской породы овец // Известия ТСХА. - 2011. - № 6. - С. 167-169.
6. Марзанов Н.С. Иммунология и иммуногенетика овец и коз. - Кишинев: Штиинца, 1991. - 238 с.
7. Марзанов Н.С. Физиологические маркеры крови овец и коз: теоретические и прикладные аспекты их применения: дисс... докт. биол. наук. - Дубровицы, ВИЖ, 1994. - 348 с.
8. Марзанов Н.С., Насибов М.Г., Озеров М.Ю., Кантанен Ю. Аллелофонд у различных пород овец по микросателлитам. Дубровицы: ВИЖ, 2004. - 119 с.
9. Марзанов Н.С., Насибов М.Г., Марзанова Л.К., Озеров М.Ю., Кантанен Ю., Лобков В.Ю. Генетические маркеры в теории и практике разведения овец. - М.: ИЦ «Пионер», 2010. - 184 с.
10.Петров С.Н. Использование генной технологии для характеристики биологических особенностей и происхождения пород овец: дисс... канд. биол. наук. - Дубровицы: ВИЖ, 2008. - 126 с.
11.Столповский Ю.А. Популяционно-генетические основы сохранения ресурсов генофондов домести-цированных видов животных: автореф. дисс... д.б.н. - Москва, ИОГен РАН, 2010. - 48 с.
12.Тихонов В.Н. Использование групп крови при селекции животных. - М.: Колос, 1967. - 392 с.
13.Andersen L. The estimation of blood group gene frequencies: a note on the allocation method // Animal Blood Groups and Biochemical Genetics. - 1985. - Vol. 16. - P. 1-7.
14.Bernstein F. Ergebnisse einer biostatischen Zuzammenfassen - den Betrachtung über die erblichen Blutstructuren des Menschen // Klin. Wschr. - 1924. - No. 3. - P. 1495-1497.
15.Ciani E., Crepaldi P., Nicoloso L., Lasagna E., Sarti F.M., Moioli B., Napolitano F., Carta A., Usai G., D'Andrea M., Marletta D., Ciampolini R., Riggio V., Occidente M., Matassino D., Kompan D., Modesto P., Macciotta N., Ajmone-Marsan P., Pilla F. Genome-wide analysis of Italian sheep diversity reveals a strong geographic pattern and cryptic relationships between breeds // Animal Genetics. -12/2013; D01:10.1111/age. 12106
16.Galloway S. M., McNatty K.P., Cambridge L.M., Laitinen M.P.E., Juengel J.L., Jokiranta T.S., McLaren R.J., Luiro K., Dodds K.G., Montgomery G.W., Beattie A.E., Davis G.H., Ritvos O. Mutations in an oo-cyte-derived growth factor gene (BMP15) cause increased ovulation rate and infertility in a dosage-sensitive manner // Nature Genetics. - 2000. - Vol. 25. - P. 279-283.
17.Hanrahan J.P., Gregan S.M., Mulsant P., Mullen M., Davis G.H., Powell R., Galloway S.M. Mutations in the genes for oocyte-derived growth factors GDF9 and BMP15 are associated with both increased ovulation rate and sterility in Cambridge and Belclare sheep (Ovis aries) // Biol. Reprod. - 2004. - Vol. 70. - P. - 900-909.
18.Janik A., Rychlik T., Duniec M. Structura genetychna krajowych ras owiec pod wzgledem grup krwi i polimorficznych wariantow bialek // Rocz. Nauk. Zoot. - 1996. - Vol. 23. - P. 43-57.
19.Polley Sh., De S., Brahma B., Mukherjee A., Vinesh P.V., Batabyal S., Arora J.S., Pan S., Samanta A.K., Datta T.K., Goswami S.L. Polymorphism of BMPR1B, BMP15 and GDF9 fecundity genes in prolific Garole sheep // Trop. Anim. Health Prod. - DOI 10.1007/s11250-009-9518-1.
20.Selander R.K. Behavior and genetic variation in natural populations // Amer. Zool. - 1970. - Vol. 10. - P. 53-66.
21.Tapio M., Tapio I., Ozerov M., Toro M.A., Marzanov N., Cinkulov M., Goncharenko G., Kiselyova T., Muravski M., Kantanen J. Microsatellite-based genetic diversity and population structure of domestic sheep in northern Eurasia // BMC Genetics. - 2010. - Vol. 76. - No. 11. - P. 1-36.
22.Wright S. Evolution in Mendelian Population // Genetics. - 1931. - Vol. 16. - No. 97. - 159 p.
REFERENCES
1. Andersen L. The estimation of blood group gene frequencies: a note on the allocation method. Animal Blood Groups and Biochemical Genetics. 1985, 16: 1-7.
2. Bernstein F. Ergebnisse einer biostatischen zuzammenfassen - den Betrachtung über die erblichen Blutstructuren des Menschen. Klin. Wschr. 1924, 3: 1495-1497.
3. Ciani E., Crepaldi P., Nicoloso L., Lasagna E., Sarti F.M., Moioli B., Napolitano F., Carta A., Usai G., D'Andrea M., Marletta D., Ciampolini R., Riggio V., Occidente M., Matassino D., Kompan D., Modesto P., Macciotta N., Ajmone-Marsan P., Pilla F. Genome-wide analysis of Italian sheep diversity reveals a strong geographic pattern and cryptic relationships between breeds. Animal Genetics. 12/2013; DOI:10.1111/age. 12106
4. Galloway, S. M., K. P. McNatty, L. M. Cambridge, M. P. E. Laitinen, J. L. Juengel, T. S. Jokiranta, R. J. McLaren, K. Luiro, K. G. Dodds, G. W. Montgomery, A. E. Beattie, G. H. Davis, and O. Ritvos. 2000. Mutations in an oocyte-derived growth factor gene (BMP15) cause increased ovulation rate and infertility in a dosage-sensitive manner. Nature Genetics. 2000, 25: 279-283.
5. Hanrahan, J. P., S. M. Gregan, P. Mulsant, M. Mullen, G. H. Davis, R. Powell, and S. M. Galloway. 2004. Mutations in the genes for oocyte-derived growth factors GDF9 and BMP15 are associated with both increased ovulation rate and sterility in Cambridge and Belclare sheep (Ovis aries). Biology of Reproduction. 2004, 70: 900-909.
6. Janik A., Rychlik T., Duniec M. Structura genetychna krajowych ras owiec pod wzgledem grup krwi i polimorficznych wariantow bialek. Rocz. Nauk. Zoot. 1996, 23: 43-57.
7. Knyazev S.P. Sel'skokhosyaistvennaya biologiya - Agricultural Biology. 2006, 2: 95-102
8. Li Ch. Vvedenie v populyatsionnuyu genetiku (Inroduction to population genetics). Moscow: Mir Publ., 1978, 560 p.
9. Malyuchenko O.P., Alekseev Ya.I., Monakhova Yu.A., Marzanova S.N., Marzanov N.S. Izvestiya TSKHA - Bulletin of Timiryazev Agricultural Academy. 2011, 6: 167-169.
10. Malyuchenko O.P., Marzanova S.N., Alekseev Ya.I., Astaf'eva E.E., Komkova E.A., Adamyan K.K., Marzanov N.S. In: Sbornik trudov VIII Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii «Moleku-lyarnaya diagnostika-2014» (Proc. 8th Conf.: Molecular diagnostics - 2014). Moscow, 2014, 2: 469-470.
11. Marzanov N.S. Immunologiya i immunogenetika ovets i koz (Immuno-genetics of sheep and goats). Kishinev: Shtiintsa Publ., 1991, 238 p.
12. Marzanov N.S. Fiziologicheskie markery krovi ovets i koz: teoreticheskie i prikladnye aspekty ikh primeneniya (Physiological blood markers for sheep and goats). Diss. Dr. Biol. Sci., Dubrovitsy, Institute of Animal Husbandry, 1994, 348 p.
13. Marzanov N.S., Nasibov M.G., Ozerov M.Yu., Kantanen Yu. Allelofond u razlichnykh porod ovets po mikrosatellitam (Allele pool of different sheep breeds on microsatellites). Dubrovitsy, Institute of Animal Husbandry Publ., 2004, 119 p.
14. Marzanov N.S., Nasibov M.G., Marzanova L.K., Ozerov M.Yu., Kantanen Yu., Lobkov V.Yu. Geneticheskie markery v teorii i praktike razvedeniya ovets (Genetic markers in the theory and practice of sheep breeding). Moscow: Pioner Publ., 2010, 184 p.
15. Petrov S.N. Ispol'zovanie gennoi tekhnologii dlya kharakteristiki biologicheskikh osobennostei i proiskhozhdeniya porod ovets (Using gene technology for characterization of biological regularities and origin od sheep breeds). Diss. Cand. Biol. Sci., Dubrovitsy, Institute of Animal Husbandry, 2008, 126 p.
16. Polley Sh., De S., Brahma B., Mukherjee A., Vinesh P.V., Batabyal S., Arora J.S., Pan S., Samanta A.K., Datta T.K., Goswami S.L. Polymorphism of BMPR1B, BMP15 and GDF9 fecundity genes in prolific Garole sheep. Trop Anim Health Prod. DOI 10.1007/s11250-009-9518-1.
17. Selander R.K. Behavior and genetic variation in natural populations. Amer. Zool. 1970, 10: 53-66.
18. Stolpovskii Yu.A. Populyatsionno-geneticheskie osnovy sokhraneniya resursov genofondov dome-stitsirovannykh vidov zhivotnykh (Population genetic bases of conserving gene pools resourses of domesticated animals). Extended Abstract of Diss. Dr. Sci. Biol., Moscow, Institute of General Genetics, 2010, 48 p.
19. Tapio M., Tapio I., Ozerov M., Toro M.A., Marzanov N., Cinkulov M., Goncharenko G., Kiselyova T., Muravski M., Kantanen J. Microsatellite-based genetic diversity and population structure of domestic sheep in northern Eurasia. BMC Genetics. 2010, 76(11): 1-36.
20. Tikhonov V.N. Ispol'zovanie grupp krovipri selektsii zhivotnykh (Using blood groups in animal breeding). Moscow: Kolos Publ., 1967, 392 p.
21. Wright S. Evolution in Mendelian Population. Genetics. 1931, 16(97), 159 p.
22. Zakharov I.A. (Ed.). Genofondy sel'skokhozyaistvennykh zhivotnykh. Geneticheskie resursy zhivot-novodstva Rossii (Gene pools of farm animals. Genetic resourses of Russia). Moscow: Nauka Publ., 2006, 468 p.
Characteristics of allele pool of Romanov breed sheep by different types
of genetic markers
'Marzanov N.S., 2 Komkova E.A., 3Maluchenko O.P., 3Alekseev Ya.I., 4Ozerov M.Yu., 4Kantanen J., 5Lobkov V.Y., 'Marzanova L.K., 'Astafyeva E.E., 'Petrov S.N., 'Kolpakov I.N., 'Andryukhin A.P., 'Adamian K.K., 6Marzanova S.N.
1Ernst Institute for Animal Husbandry, Dubrovitsy - Podolsk Moscow оblast, RF;
2Tver State Agricultural Academy, RF; 3Institute for Agricultural Biotechnology, RF; 4MTT Agrifood Research Finland, Jokioinen, 31600 Finland;
5Yaroslavl State Agricultural Academy 6Moscow State Academy of Medicine Veterinary and Biotechnology, RF
ABSTRACT. The aim was to study genetic structure of Romanov sheep populations in four regions of Russian Federation using three type of marker systems (blood groups, polymorphic blood proteins, microsatellites), to access genes fluxes between regions, and characterize the relationship between BMP-15 locus and reproductive function of ewes. Predominance of heterozygotes is found in five blood group systems; homozygotes prevail only in R and D. In Romanov breed sheep, superiority of HBA allele frequency seems to prevail over HBB allele frequency, and the heterozygous genotype with HBAB prevails over the genotype with HBAA and HBbb homozygotes. Such a form of a hemoglobin locus was not identified in Russian and most of foreign breeds. Three to four genotypes were revealed in Romanov breed sheep with the transferrin locus. Heterozygote superiority and absence of rare genotypes are typical for it. The similar pattern is observed at albumin and prealbumin loci; the heterozygous genotypes also prevail there. In the Romanov sheep breed, the right side excess at polymorphic loci seems to prevail which is evidence to overabundance of heterozygotes. Hemoglobin locus with the left side excess was indicated in populations from Yaroslavl and Voronezh oblast. The obtained level of genetic distance varied from 0.59 to Ы6. The level of homozygosity (Ca) averages 0.5 by seven blood group systems, 0.4 and 0.3 at polymorphic loci and microsatellites respectively. The relationship was revealed between genotypes by BMP-!5 locus and multiple pregnancy as well as between barrenness and culling rate in Romanov breed. The highest number of lambs was indicated in homozygous (MM) for the mutant allele and in heterozygous females (WM). The largest percentage of culling rate and barrenness was detected in WW ewes. So, in selection of females on fertility, genotypes have to be considered on the locus of BMP-!5, although the birth of two or more lambs in animals with genotype WW indicates the existence of yet unknown biological mechanism, which also has an impact on fertility and requires further research.
Keywords: sheep, Romanov breed, blood groups, protein polymorphism, microsatellites, reproductive function
Problemy biologii productivnykh zhivotnykh - Problems of Productive Animal Biology, 2015, 2: 23-40
Поступило в редакцию: 10.02.2015 Получено после доработки: 04.04.2015
Марзанов Нурбий Сафарбиевич, д.б.н., проф., т. 8 (915) 353 45 72, nmarzanov@yandex.ru; Комкова Елена Алексеевна, к.б.н., доц., ecomco@mail.ru; Малюченко Олег Петрович., с.н.с.; seq@syntol.ru; Алексеев Яков Игоревич, заведующий отделом, с.н.с.; jalex@iab.ac.ru; Озеров Михаил Юрьевич, к.б.н.; mikhail.ozerov@gmail.com; Кантанен Юха, д.б.н.; проф.; juha.kantanen@mtt.fi; Лобков Вячеслав Юрьевич, д.б.н., проф.; lobkoff1948@yandex.ru; Марзанова Лидия Каплановна, с.н.с., к.б.н.; nmarzanov@yandex.ru; Астафьева Екатерина Евгеньевна, аспирант; k-astafeva@mail.ru; Петров Сергей Николаевич, с.н.с., к.б.н.; ronin_m55@mail.ru; Колпаков Иван Николаевич, соискатель; nmarzanov@yandex.ru; Анд-рюхин Андрей Петрович, соискатель; nmarzanov@yandex.ru; Адамян Каринэ Карленовна, аспирант; adamyan@ruschembio.ru; Марзанова Саида Нурбиевна, с.н.с., к.б.н.; nmarzanov@yandex.ru.
