CC BY
89
(ROM 2, n=90),Yaroslavl region; a farm (ROM 3, n=211), Ryazan region; SPP “Rus” (ROM 4, n=45), Moscow region; a farm (ROM 5, n=23), Smolensk region; APC “Leninsky put”(ROM 6), Ivanovo region; FSUE “Kamchatskoe” (ROM 7, n=38), Kamchatka Krai. Genotyping results showed, that four alleles of prion protein: ARR, ARQ, AHQ and VRQ, were diagnosed in Romanov breed among eight alleles of this gene, detected in other sheep breeds in Russia. Desirable allele ARR was found in all regional groups with the frequency of occurrence from 1.32 to 28.06 % in animals from ROM 7 and ROM 1, correspondingly. Undesirable allele VRQ, the most sensitive to the action of pathological PrPRc, was identified in five of the seven populations, with a maximal frequency of its occurrence (11.84 %) noted in ROM 7. Calculation of the Shannon information index (I) showed greater genetic diversity of SNP on gene PRNP typical for sheep of gene-pool enterprises ROM 1 and ROM 2 (I=0.383±0.156 and 0.350±0.176, respectively) in comparison with other studied populations. Genetic equilibrium on gene PRNP doesn’t change in all studied populations, except of ROM 1 on codon 154 (p<0.01). Calculation of fixation index Fst showed that 93.2 % of all diversity is due to intrapopulation differences, and only 6.8 % of variety fall at interpopulation ones. In the study sample of Romanov sheep nine different genotypes were identified, which were attributed to five classes of genetic resistance to prurigo. Registration of polymorphism on gene PRNP will significantly improve genetic resistance of new animal generations to this disease, being included in breeding programs for sheep as an additional selection criterion.
Key words: gene of prion protein (PRNP), DNA-diagnostics, gene markers, Romanov breed of sheep, genetic resistance, prurigo
УДК 636.2:575.174:577.212
ХАРАКТЕРИСТИКА АЛЛЕЛОФОНДА СЫЧЕВСКОЙ ПОРОДЫ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПО ДНК МИКРОСАТЕЛЛИТАМ*
Д.Н. КОЛЬЦОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зам. директора
Смоленский НИИСХ Россельхозакадемии В.В. ВОЛКОВА, научный сотрудник Е.А. ГЛАДЫРЬ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
Н.А. ЗИНОВЬЕВА, академик РАСХН, директор ВИЖ Россельхозакадемии
А.А. ПУЗИК, научный сотрудник Смоленский НИИСХ Россельхозакадемии
Резюме. Изучены генетические варианты десяти ДНК-микросателлитных локусов TGLA126, ILST005, ЕТН185, TGLA122, ИвТ006, ЕТН10, ЕТН225, TGLA227, ВМ1818, ВМ2113 сычевской породы (п=88) крупного рогатого скота и внутрипородного типа «Вазузский» (п=45). Среднее число аллелей в сычевской породе составило 8,0±0,86налокус, во внутрипородном типе - 7,2±0,80, что указывает на незначительное снижение генетического разнообразия. Обе исследуемые популяции характеризуются наличием приватныхаллелей, свидетельствующем об их генетическом своеобразии. Анализ генетического равновесия в соответствии с распределением Харди-Вайнберга показал достоверные отклонения частот некоторых генотипов 6 локусов микросателлитов в популяции сычевской породы и 5 локусов в популяции внутрипородного типа. Отмечена тенденция к снижению степени гетерозиготности в изученных популяциях, по сравнению с ожидаемой, на 7,2 и 12,7% соответственно. Отрицательные величины коэффициента инбридинга Яэ свидетельствуют о некотором преобладании в популяциях гомозиготных аллелей. Доля внутри-популяционной изменчивости (Яэ1 AMOVA) в общей изменчивости составляет 99,87 %, а межпопуляционной - 0,13 %.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, микросателлиты, аллелофонд, локус, сычевская порода, внутрипородный тип «Вазузский»
Внутривидовое биологическое разнообразие пород крупного рогатого скота представляет интерес с точки
*Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, шифр 2012-1.4-12000-1001-010. В проведении исследований использовано оборудование ЦКП «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.
зрения популяционной генетики и сохранения генофонда, а также служит источником ценных генотипов для практической селекции [1, 2]. В этом аспекте особый интерес представляют доместифицированные локальные породы, которые сегодня повсеместно вытесняются не только коммерческими породами, но и в результате создания на их базе новых внутрипородных типов, приспособленных к промышленной технологии производства молока [1]. Одна из локальных отечественных пород - сычевская, разводимая в Смоленской области. Для увеличения молочной продуктивности этих животных в 1985 г. была начата планомерная селекционная работа с привлечением лучших мировых генетических ресурсов, завершившаяся в 2008 г. созданием типа «Вазузский». Ее проводили при постоянном контроле селекционного процесса с использованием иммуногенетических маркеров групп крови, позволяющих оценивать генотипы животных с учетом расщепления в потомстве, и тем самым выявлять наследственные факторы, оказывающие наибольшее воздействие на продуктивные качества потомства [3].
Следует отметить, что, с генетической точки зрения, при создании новых типов существует вероятность утраты ценных качеств исходных пород. Такие изменения на уровне фенотипа можно выявить только в процессе дальнейшего разведения и использования скота, а на уровне генотипа - на любом из этапов селекции [2, 4]. Для этого наряду с эритроцитарными антигенными факторами групп крови в последние годы все шире используются микросателлиты (МС) [5...7].
Цель нашей работы заключалась в изучении аллело-фонда сычевской породы и внутрипородного молочного типа Вазузский крупного рогатого скота по ДНК микросателлитам.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на образцах ДНК, выделенной из крови 133 животных, в том числе 88 гол. сычевской породы и 45 гол. молочного типа «Вазузский», принадлежащих ОАО племзавод «Рассвет» Новодугинского района Смоленской области, на базе НОЦ по молекулярной генетике и биотехнологии животных ВИЖ Россельхозакадемии.
Таблица 1. Характеристика 10 микросателлитных локусов сычевской по роды крупного рогатого скота и внутрипородного типа
Локус Хромо- сома Длина аллеля, п.о.* Максимальное число аллелей Ожидаемая гетеро-зиготность Fis
TGLA126 2Q 113-125 7 Q,7Q1 Q,QS4
ILSTQQ5 1Q 1S1-1S3 2 Q,491 -Q,Q17
ETH1S5 17 224-244 11 Q,S25 Q,Q74
TGLA122 21 141-165 1Q Q,755 -Q,QQ5
ILSTQQ6 7 291-3Q3 7 Q,791 Q,Q4Q
ETH1Q 5 211-225 S Q,5QS Q,647
ETH225 9 14Q-152 7 Q,7Q7 Q,Q53
TGLA227 1S 75-99 12 Q,S21 Q,QS9
BM1S1S 23 256-274 9 Q,7S6 -Q,Q2S
BM2113 2 125-143 9 Q,SQ6 Q,199
* п.о. - пары оснований
В работе использовали 10 микросателлитных маркеров: ТО1_Д126, ВМ2113, ВМ1818, ЕТН10, ЕТН185, ЕТН225, 1_БТ005, 1_БТ006, ТО_Д227, ТО_Д122, Выделение ДНК проводили методом фенольнохлороформовой экстракции [8] и с помощью набора реагентов 01а!отТМ йЫД Ргер100. Условия поли-
Рисунок. Характеристика генетического разнообразия микросателлитов в сычевской породе (А) и внутрипородном типе (Б): Na - число аллелей; Ne - число эффективных аллелей; ■ - Л/а; - Л/е
меразной цепной реакции (ПЦР) общепринятые [8]. Продукты ПЦР разделяли с помощью электрофореза в 3 %-ном агарозном геле. Анализ амплифицированных фрагментов осуществляли с помощью прибора для капиллярного электрофореза 3130 Genetic Analyzer. Для идентификации аллелей микросателлитных локусов использовали программу GeneMapper ID v3.2.
При оценке определяли среднее число аллелей на локус, число приватных и эффективных аллелей, степень наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности, показатели F-статистики. Статистический анализ проводили по общепринятым методикам [9, 10] с
использованием программы ОепД1ех 6.41.
Результаты и обсуждение. При анализе 10 микросателлитов у сычевской породы и внутрипородного типа был выявлен полиморфизм по всем локусам (табл. 1).
Число аллелей в отдельных локусах микросателлитов варьировало от 2 (1_БТ005) до 12 (ТО_Д227). Степень гетерозиготности, рассчитанная по локусам, была относительно высокой по всем исследованным МС (0,701...0,806) за исключением локусов 1_БТ005 (0,491) и ЕТН10 (0,508). Самым тесным инбридингом отличался локус ЕТН10. Величины коэффициента Р1б для локусов 1_БТ005, ТО_Д122, ВМ1818 имели отрицательные значения, еще для шести были слабоположительными, что позволяет сделать вывод о некотором избытке гетерозигот. Высокое положительное значение Fis для локуса ЕТН10 (0,647), напротив, указывает на значительный дефицит гетерозигот (табл. 1).
Анализ генетического равновесия в исследуемых популяциях методом х2 показал наличие отклонения частот встречаемости некоторых генотипов, в сравнении с распределением Харди-Вайнберга. Так, в сычевской породе достоверны отклонения частот встречаемости генотипов 1_БТ006 (р<0,01), ЕТН185, ЕТН10, ЕТН225, ТО_Д227, ВМ1818, ВМ2113 (все при р<0,001), во внутрипородном типе - ТО_Д126 (р<0,05), 1_БТ006, ЕТН10, ЕТН225, ВМ1818 (все при р<0,001).
Результаты проведенных исследований свидетельствуют о сохранении генетического разнообразия в исследуемых популяциях (см. рисунок). Число аллелей в отдельных локусах варьировало в популяции сычевской породы от 2 до 11, а во внутрипородном типе - от 2 до 12. Число эффективных аллелей, вносивших основной вклад в расчет гетерозиготности, в исходной породе составляло 4,19±0,48, во внутрипородном типе - 3,98±0,39. Снижение генетического разнообразия в последнем случае обусловлено уменьшением среднего числа аллелей в десяти изучаемых локусах (табл. 2).
Рассматривая каждый локус, можно отметить, что в шести из них (ТО_Д126, ЕТН185, ТО_Д122, ЕТН10, ВМ1818, ВМ2113) число аллелей в популяции внутрипородного типа уменьшилось, по сравнению с исходной породой, в двух (1_БТ005, 1_БТ006) - осталось неизменным, а еще в двух (ТО_Д227, ЕТН225) - увеличилось. Частота встречаемости приватных аллелей у исследуемых животных невелика - от 0,6 до 2,3 %. Поэтому их отсутствие в одной из популяций, по нашему мнению, можно объяснить небольшим размером изучаемых выборок. Отмечена тенденция к отклонению наблюдаемой гетерозиготности (Но) от ожидаемой (Не) в породе на 7,2 %, во внутрипородном типе - на 12,7 %.
Расчет 1^ (ДМОУД) показал, что доля внутрипопу-ляционной изменчивости в общей изменчивости по
Табл. 2. Генетическая характеристика сычевской породы скота и внутрипородного типа по полиморфизму 10 микросателлитных локусов
Показатель 1 Порода 1 Внутрипородный тип
Общее число аллелей SQ 72
Среднее число аллелей на локус S,Q±Q,S6 7,2±Q,SQ
Число приватных аллелей 1Q 2
Ожидаемая гетерозиготность (Не) Q,72Q±Q,Q42 Q,71S±Q,Q36
Наблюдаемая гетерозиготность (Но) Q,66S±Q,Q65 Q,627±Q,Q57
Fis Q,Q72 Q,127
микросателлитам составляет 99,87 %, в то время как на ятно, обусловлено использованием ограниченного числа
межпопуляционную приходится 0,13 %. быков-производителей с целью закрепления желательных
Выводы. Результаты проведенных исследований признаков продуктивности и типа. В обеих популяциях
сычевской породы крупного рогатого скота и внутрипо- выявлены уникальные аллели микросателлитов, а породного типа «Вазузский» свидетельствуют о широком казатели наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности,
полиморфизме микросателлитов. Установлено уменьше- а также F-статистики свидетельствуют об их устойчивой
ние среднего числа аллелей на локус во внутрипородном генетической структуре. Полученные сведения можно
типе, что указывает на понижение его генетического раз- использовать в селекционной работе при создании гене-
нообразия, по сравнению с исходной породой, что, веро- тического паспорта сычевской породы.
Литература.
1. Киселева Т.Ю., Подоба Б.Е., Заблудовский Е.Е. и др. Анализ 30 микросателлитных маркеров у шести локальных популяций крупного рогатого скота // Сельскохозяйственная биология. - 2010. - № 6. - с.20-26
2. Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке. - М.: РАСХН, 2008. - 508 с.
3. Кольцов Д.Н., Чернушенко В.К., Романов Ю.Д., Гонтов М.Е. Мониторингаллелофонда групп крови в процессе селекции и создания нового типа сычевского скота //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 3. - с.56-59
4. Зиновьева Н.А., Стрекозов Н.И., Молофеева Л.А. Оценка роли ДНК- микросателлитов в генетической характеристике популяции черно-пестрого скота //Зоотехния. - 2009. - № 1. - с.2-4
5. Brouwers B., Wagenaar D., Cambisano N., Marek F. et al. Measuring the incident of parentage conflicts in Dutch Black-and-White cattle using the Stock Marks microsatellites//XXVth International Conference an Animal Genetics ISAG, INRA 21-25 July 1996 Centre International de Congress Vinci Tours-France p.40
6. Duniec M., Duniec M.J., Koscielny M., Pilch E A closed system within blood group locus B of cattle //XXVth International Conference an Animal Genetics ISAG, INRA 21-25 July 1996 Centre International de Congress Vinci Tours-France p.40
7. Penedo M.C.T. Microsatellite DNA polymorphism in Bison bison: Genetic variation and hybrid detection//XXVth International Conference an Animal Genetics ISAG, INRA 21-25 July 1996 Centre International de Congress Vinci Tours-France p.50
8. Зиновьева Н.А., Попов А.Н., ЭрнстЛ.К., Марзанов Н.С. и др Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве. - Дубровицы, ВИЖ, 1998. - 47 с.
9. Вейр Б. Анализ генетических данных. - М.: Мир, 1995. - 400 с.
10. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. - М.: Колос, 1969. - 256 с.
CHARACTERISTIC OF ALLELE POOL OF SYCHEVSKAJA CATTLE BREED POPULATION USING
MICROSATELLITES
D.N. Koltsov, V.V. Volkova, E.A. Gladyr, N.A. Zinoveva, A.A. Puzik
Summary. Genetic variation of ten DNA microsatellite loci TGLA126, ILST005, ETH185, TGLA122, ILST006, ETH10, ETH225, TGLA227, BM1818, BM2113 in Sychevskaja breed (n=88) and intra breed type «Vazuzskij» (n=45) was studied. The average number of alleles per locus was 8,0±0,86 in Sychevskaja breed and 7,2±0,80 in intra breed type, that indicates the insignificant decrease of genetic diversity comparing with initial breed. The privet alleles were identified in both populations that indicate their genetic originality. Analysis of the Hardy-Weinberg genetic equilibrium showed the significant reveal in genotype frequencies of some genotypes of six microsatellite loci in Sychevskaja breed and in five microsatellite loci in intra breed type. The tendency of heterozygosity decrease comparing to expected heterozygosity degree on 7.2 and 12.7 per cent in studied populations was observed. The negative value of inbreeding coefficient Fis showed the some prevalence of homozygous alleles in populations analyzed. The part of within population variation (Rst AMOVA) was 99.87 per cent of total diversity whereas the intra population variation was 0.13 per cent.
Key words: cattle, microsatellites, allele pool, locus, Sychevskaja breed, intra breed type «Vazuzskij».
УДК636.2.034: 575.174.015.3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОСАТЕЛЛИТОВ ДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ АЛЛЕЛОФОНДА ПОПУЛЯЦИЙ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ТАДЖИКИСТАНА
Е.А. ГЛАДЫРЬ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
Н.А. ЗИНОВЬЕВА, академик РАСХН, директор В.А. БАГИРОВ, член-корреспондент РАСХН, зам. директора
ВИЖ Россельхозакадемии
Ф.С. АМИРШОЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Таджикский аграрный университет
В.В. ВОЛКОВА, научный сотрудник П.М. КЛЕНОВИЦКИЙ, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник
А.П. КАPПОВ, младший научный сотрудник ВИЖ Pоссельхозакадемии
\Л.К. ЭPНСTI, доктор сельскохозяйственных наук, академик PАСXН
E-mail: [email protected]
Резюме. Дана молекулярно-генетическая характеристика аллелофонда крупного рогатого скота, разводимого в Хатлонской области Таджикистана: таджикского типа черно-пестрой(ЧП ТДЖ) и швицкой (ШВТДЖ) пород, местного зебувидного скота (МЗС) и двухлокальных популяций швицезебувидного скота (F1 и F2). В качестве ДНК-маркеров использовали микросателлиты (11 локусов). Число аллелей в отдельных локусах МС варьировало от 2 в локусе
