CC BY
7
Науковий в^ник Львiвського нацiонального унiверситету ветеринарно! медицини та бiотехнологiй iMeHi С.З. Гжицького. CepiH: Сiльськогосподарськi науки
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural sciences
ISSN 2519-2698 print
https://nvlvet.com.ua/index.php/agriculture
doi: 10.32718/nvlvet-a9117
UDC 636.082:636.16
Immunogenetic control of the origin of the Hutsul horse breed
S.S. Popadiuk
Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Ukraine
Popadiuk, S.S. (2019). Immunogenetic control of the origin of the Hutsul horse breed. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural sciences, 21(91), 98-102. doi: 10.32718/nvlvet-a9117
The article analyzes the origin of horses of Hutsul breed, which gives an opportunity to make a certain idea about the genotypic features of animals. They were found to have specific features in the distribution of factors and alleles of the D-system of blood groups. An individual analysis of the genotypes of Hutsul horses shows that their diversity is quite significant. Generally, genotypes occur that combine the dghm allele with the cgm and bcm alleles. At the individual level, animal testing materials for blood groups create an information base to study the genetic structure of a population. Analysis of the genetic structure of the herd shows its considerable variability. It was found 9 alleles in the herd with a frequency from 0.014 to 0.264. The most common alleles are de; sgm, with frequencies of 0.264 and 0.220 respectively. The saturation of the herd with these alleles is primarily related to the genotypes (de/cgm) of the stallions used by Vulcan and Centaur. The degree of homogeneity of the flock gene pool is characterized by a homozygosity coefficient (CA) of 0.173 and indicates the theoretically expected frequency of homozygous genotypes in panmyxia, that is, the absence of directed selection of parental pairs in the same number of females and males. Although the herd does not meet the requirements of panmyxia, there is a clear deficiency in homozygotes. In general, immunogenetic studies provide grounds for organizing a breeding process for the reconstruction of the Hutsul breed gene pool with the restoration of its inherent qualities, which will enable it to obtain competitive breeding products. The study of the structure of the population provides material for the analysis of genetic processes occurring at certain stages of the breeding process as a result of the use of different breeding methods. The results of the testing, which is still limited by the number of horses of the Hutsul breed, form the basis for further systematic application of genetic marking in the work on the formation of the Hutsul breed in the Ukrainian Carpathian region.
Key words: immunogenetic control, factors of blood groups, alleles of system D of blood groups, genetic similarity, hereditary information, genotype, coefficient of homozygosity.
1муногенетичний контроль достовiрностi походження гуцульськоУ породи коней
С.С. Попадюк
Львiвський нацюнальний ^верситет ветеринарног медицини та бютехнологт iMeHi С.З. Гжицького, м. Львiв, Укра'та
У cmammi проведено аналiз з достовiрностi походження коней гуцульськог породи, що дае можливкть скласти певне уявлення про гeноmиповi оcобливоcmi тварин. Встановлено, що вони мають cпeцифiчнi ознаки зарозподтом фaкmорiв та алелей D-системи груп кровi. Iндивiдyaльний aнaлiз генотитв гуцульських коней cвiдчиmь про досить значну гх рiзномaнimнicmь. НайчастШе трапляються генотипи, як поеднують алель dghm з алелями cgm i bcm. На iндивiдyaльномy рiвнi мameрiaли тестування тварин за групами кровi створюють тформацтну базу для до^дження генетичног структури популяцп. Анaлiз генетичног структури стада cвiдчиmь про його досить значну мiнливicmь. В cmaдi знайдено 9 aлeлiв з частотою вiд 0,014 до 0,264. Найбтьш розповсюджет aлeлi de; cgm, з частотами вiдповiдно 0,264 i 0,220. Насичення стада цими алелями пов'язано насамперед з генотипами (de/cgm) використовуваних жeрeбцiв Вулкана i Кентавра. Стутнь однорiдноcmi генофонду стада характеризуе коефщент гомозигоmноcmi (Са), який дорiвнюе 0,173 i вказуе на теоретично оч^вану частоту гомозиготних генотитв при
Article info
Received 18.09.2019 Received in revised form
17.10.2019 Accepted 18.10.2019
Stepan Gzhytskyi National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies Lviv, Pekarskaya Str., 50, Lviv, 79010, Ukraine. Tel.: +38-050-676-70-63 E-mail: [email protected]
панмжсп, тобто вiдсутностi спрямованого тдбору батьтвських пар за однаковог кiлькостi самок i самщв. Хоч стадо не вiдповiдаe вимогам панмжсгг, але щодо гомозигот в ньому спостеркаеться явний дефщит. Загалом проведет туногенетичш до^дження дають тдстави для оргатзацп селекцшного процесу iз реконструкцгг генофонду гуцульськог породи з вiдновленням притаманних гй якостей, що дасть змогу одержати конкурентноздатну племтну продукцю. До^дження структури популяцп дае матерiал для аналiзу генетичних проце^в, що вiдбуваються на певних етапах селекцшного процесу в результатi застосування рiзних методiв розведення. Результати проведеного тестування поки що обмеженого за ктькктю поголiв 'я коней гуцульськог породи створюе базу для подальшого системного застосування генетичного марюрування в роботi з формування масиву гуцульськог породи в рег1ош Украгнських Карпат.
Ключовi слова: муногенетичний контроль, фактори груп кровi, алелi системи О груп кров1 генетична схожкть, спадкова т-формащя, генотип, коефщент гомозиготностi.
Вступ
На даний час зростае актуальшсть рацюнального використання генетичних ресурав, притаманних ло-кальним породам, комплексу гешв, як забезпечують 1хню адаптацшну пластичнють, пристосовашсть до конкретних умов утримання i експлуатацп (Vinnichuk et al., 1991; Lisovyi et al., 2000; Tkachova, 2015). В цьому плаш мае значения об'ективна оцшка якостей, яш притаманш аборигенним породам i забезпечують 1хню конкурентоспроможшсть. Такою породою е гуцульська для Карпатського репону Украши (Stefurak, 1998; Popadiuk, & Dzitsiuk, 2002; Marchuk, & Lavryniuk, 2016; Romanenko, 2018). З ще! точки зору актуальним завданням е всебiчне дослвдження пле-мiнних ресурсiв i вирiшення питання рацiонального використання, а також формування масиву гуцульсь-ко! породи коней в Укра!ш
Матерiал i методи дослщжень
Дослiдження проводились на поголiв'l коней гу-цульсько! породи фермерського господарства "Золота пвдкова" Ужгородського району Закарпатсько! областi (34 голiв). Матерiалом для iмунологiчного аналiзу послужили проби перефершно! кровi коней, яку брали зранку, до годiвлi i напування.
Тестування тварин за 12 факторами груп кровi (Da, Db, Dc, Dd, De, Df, Dh, Dk, Dm) здшснювали, в лабо-раторп генетичних основ селекцп 1нституту розведення i генетики тварин iменi М.В. Зубця НААН, постановкою реакци прямо! аглютинаци за методич-ними вказiвками Дубровсько! (Dubrovskaja, 1983), з використанням моноспецифiчних сироваток-реагентiв, виготовлених в лаборатори iмуногенетики та iдентифiковаиих з мiжиародними еталонами.
Результати та ix обговорення
Кожна порода характеризуеться властивими 1й бь ологiчними i господарськими особливостями, що формуються в певних умовах середовища i зумовлеш спадковiстю тварин (Tkachova, 2019). Породи альсько-господарських тварин складаються з рiзнорiдних особин зi складною спадковою рiзномаиiтнiстю, а також природного i штучного добору, вони в1,^зня-ються одна ввд одно! за генетичною структурою. Породи як системи спадкових форм е складовими части-
нами безперервного селекцшного процесу (Stoianov е1 а1., 2000; Sokolovа et а1., 2015).
Завдання щодо ефективного використання племш-них ресурав коней виршуеться шляхом поеднання селекцшних 1 генетичних метод1в дослщжень.
В реальному селекцшному процеа одним з генетичних метод1в, який знаходить систематичне застосування, е 1муногенетичний контроль достов1рносл походження племшних тварин. Цей контроль зпдно з Законом "Про племшну справу у тваринництвГ' е одним з елеменпв щентифжаци тварин. Основне завдання, яке виршуеться при здшсненш контролю походження, полягае в пвдтвердженш достов1рносп запиав про батьк1в тварини.
При контрол1 за групами кров1 пор1внюють типи кров1 батька, матер1 1 1хнього нащадка. У останнього повинш бути тшьки т1 фактори груп кров1, що е хоч би в одного з батьшв. Бшьш детальний 1 поглиблений 1муногенетичний контроль походження проводиться за алелями системи D груп кров1. В цьому випадку можливий неповний амейний анал1з, за яким визна-чаеться наявшсть у потомна одного з двох альтерна-тивних алел1в батька.
Результати повного амейного анал1зу в фермерсь-кому господарств1 "Золотш шдковГ з тдгверджен-ням походження наведеш нижче (табл. 1).
Контроль походження жеребщв Бубен 027, Муд-рий 019, кобила М1ра 023 1 Чайка 036 засввдчуе досто-в1ршсть 1хнього походження за даними родовод1в ввд жеребця Вулкан 1 ввдповщних матер1в. 1муногенетич-ним анал1зом встановлено, що М1ра 023 1 Чайка 036 в1д свого батька одержали алель сgm, а Мудрий 019 1 Бубен 027 одержали альтернативний алель dе.
За результатами проведеного при контрол1 походження 1муногенетичного анал1зу можна констатува-ти, що нашвсибси Бубен 027 1 Мудрий 019 мають генетичну схожесть за генетичним матер1алом, що марк1руеться алелем Dde, а М1ра 023 1 Чайка 036 в1дрь зняються ввд них за щею спадковою шформащею.
Таким чином, за шформащею, яка покладена в основу контролю достов1ршсть походження, е можли-в1сть скласти певне уявлення про генотипов1 особли-вост1 тварини.
Таким анал1зом можна охопити вах нащадк1в пль дника, що протестоване за групами кров1, тобто до деяко! м1ри провести анал1з його генотипу за вщповь дними алелями.
Таблиця 1
Експертиза походження коней в фермерському господарста "Золота тдкова'
Родинш Кличка, Генетичш системи груп кров1 Висновок про похо-
вщносини номер А Б К дження
Батько Вулкан ad/ сgm/dе -/-
Мати Миша ad/ ЬютМе -/-
Син Бубен 027 ad/ сgm/аd -/- Батьки дшсш
Мати Медея -/- сfm/аd -/-
Син Мудрий а<1/- dе/cfm -/- Батьки дiйснi
Мати Муха -/- dе/сghm -/-
Дочка М1ра ad/- cgm^ -/- Батьки дшсш
Мати Чайка 006 bcm/dе -/-
Дочка Чайка 036 cgm/dе -/- Батьки дшсш
Таблиця 2
Аналiз генотишв жеребця Вулкана за алелями системи D груп кровi
Родинш в1дносини Кличка, номер Алел1 системи D груп кров1 Масть
Батько Вулкан cgm/de сра в гречку
Дочка Мiра 023 cgm/de каракова
Дочка Бшоп'ятка 021 cgm/cfm сра в гречку
Дочка Гречка 020 cgm/dgm гшда
Дочка Чайка 036 cgm/de гнiда
Син Бубен 027 de/cgm мишаста
Син Мудрий 019 de/cfm гнiда
Дочка Ельза 017 de/bcm бура
Дочка Зiрка 028 de/de мишаста
Дочка Лаванда 032 dе/сgm руда
Так, у жеребця Вулкан з 9 нащадшв 4 успадкували алель cqm, а п'ятьма був успадкований алель батька -de (табл. 2).
Якщо аналiз генотипу Вулкана здiйснювати за ви-явленням зв'язк1в альтернативних алелiв з iншими ознаками, то з тих ознак, що наочно можна зафжсува-ти у нащадк1в Вулкана, найбшьш доступною е масть. Рiзноманiтнiсть мастi у нащадк1в цього жеребця, як i в усiй пород^ не дае шдстав для того щоб вважати алелi системи D груп кровi маркерами ще! ознаки. Прове-дення аналiзу генотипiв плвднишв в гуцульськ1й по-
род1 за шшими ознаками потребуе накопичення бшь-шого обсягу 1муногенетично1 та фенотипово! шфор-мацп.
1нш1 б1льш доступш можливосп анал1зу генотитв пов'язаш з наявнютю 1муногенетично! шформаци в декшькох поколшнях. Такий анал1з руху генетично! шформаци жеребця Кентавра шюструе схема (рис. 1).
В цш схем1 штрихуванням позначеш р1зш алел1, яш у вщповвдних натвквадратах (для жеребщв) або натвколах (для кобил) розмщуються л1воруч ri, що отримаш ввд матера праворуч - отримаш в1д батька.
Чайка 036
de/cgm cgm/de
~i> } 1 i г i— i
Чайка 006 bcm/de
Кентавр cgm/de
Умовш позначен ня ne.iie:
QHJUJcgm
de
тешь™
Вулкан cgm/de
Рис. 1. Схема успадкування алелiв, яш марк1рують спадкову iнформацiю жеребцiв Кентавра i Вулкана
Пpocтeжyючи за пepeдaчeю aлeлiв Кeнтaвpa, мoж-на вщзначити poзщeплeння йoгo гeнoтипy в пepшoмy пoкoлiннi, дe нaпiвcecтpи за батьтом кoбили Чайка 006 i Mишa 004 ycпaдкyвaли piзнi aлeлi батька (de i cgm).
Вiдпoвiднo нащадк1в циx кoбил ycпaдкyвaли aлeлi, якi мapкipyють гeнeтичний мaтepiaл ixmoro двда (cgm i de). Отжe, з oднoгo бoкy, цi нащадки (кoбилa Чайка 006 i Бyбeн 027) мають гeнeтичнy cпiльнicть з cвoïм дiдoм за cпaдкoвoю iнфopмaцieю, яка мapкipyeтьcя aлeлeм cиcтeми D ТУП кpoвi. З iншoгo бoкy, мoжнa cтвepджyвaти, щo y цж твapин гeнoтипи за cиcтeмoю D Щуп кpoвi iдeнтичнi, aлe вoни мapкipyють piзний гeнeтичний мaтepiaл, тому щo aлeль de Чайка 036 oдepжaлa вiд мaтepi Чайки 006, а Бyбeн 027 - вщ M^ шi 004.
Кpiм iмyнoгeнeтичнoгo aнaлiзy на iндивiдyaльнo-му piвнi, мaтepiaли тecтyвaння твapин за щупами кpoвi cтвopюють iнфopмaцiйнy базу для дocлiджeння гeнeтичнoï cтpyктypи пoпyляцiй. Aнaлiз гeнeтичнoï cтpyктypи cтaдa фepмepcькoгo гocпoдapcтвa '^юта пiдкoвa" за aлeJIями D cиcтeми щуп кpoвi cвiдчить ^o йoгo дocить значну мiнливicть (табл. 3).
Таблиця 3
Te^raH^ cтpyктypa кoнeй фepмepcькoгo гocпoдapcтвa '^юта пiдкoвa" за aлeлями D-cиcтeми гpyп кpoвi, n = 34
A!e!i Юльюсть шаш Terna частота
ad 5 0,088
bcm 7 0,120
cegm 4 0,055
cfm 4 0,055
cghm 2 0,028
cgm 15 0,220
de 18 0,264
dghm 11 0,161
dk 1 0,014
Koeфiцieнт 0,173
гoмoзигoтнocтi
В стащ знaйдeнo 9 aлeлiв з чacтoтoю вщ 0,014 дo 0,264. Шйбтш poзпoвcюджeнi aлeлi de; cgm, з ча^ тoтaми вiдпoвiднo 0,264 i 0,220. Hacичeння cтaдa ци-ми aлeлями пoв'язaнo, нacaмпepeд з гeнoтипaми (de/cgm) викopиcтoвyвaниx жepeбцiв Вулкана i Ke^ тaвpa. Cтyпiнь oднopiднocтi гeнoфoндy cтaдa xapa^e-pизye кoeфiцieнт гoмoзигoтнocтi (Ca), який oбчиcлe-ний як cyмa квaдpaтiв гeнниx чacтoт вcix виявлeниx aлeлiв. Цeй кoeфiцieнт у стащ дopiвнюe 0,173 i вкaзye на тeopeтичнo oчiкyвaнy чacтoтy гoмoзигoтниx гею-типiв пpи пaнмiкciï, тобто вiдcyтнocтi cпpямoвaнoгo пiдбopy бaтькiвcькиx rnp за oднaкoвoï кiлькocтi caмoк i caмцiв. Хoч cтaдo нe вiдпoвiдae вимoгaм пaнмiкciï, aлe щoдo гoмoзигoт в ньoмy cпocтepiгaeтьcя явний дeфiцит (табл. 4).
В cтaдi виявлeнo вcьoгo двi гoмoзигoтнi кoбили Meдeя 008 (гeнoтип ad/ad) i Зipкa 028 (гeнoтип de/de).
Таблиця 4
Гeнoтипи твapин за aлeлями D-cиcтeми гpyп кpoвi
кoнeй фepмepcькoгo гocпoдapcтвa '^юта пiдкoвa", n = 34
renomm Кшькють твapин Частота, %
аd/ad 1 2,94
аd/cfm 2 5,88
аd/cgm 1 2,94
аd/de 1 2,94
bcm/cgm 2 5,88
bcm/de 5 14,70
cegm/cgm 3 8,82
cegm/dghm 1 2,94
cfm/cgm 1 2,94
cfm/de 1 2,94
cghm/dghm 2 5,88
cgm/de 4 11,76
cgm/dghm 4 11,76
de/de 1 2,94
de/dghm 4 11,76
de/dk 1 2,94
Дeфiцит гoмoзигoт чacткoвo пoв'язaний з ocoбли-вocтями пiдбopy, з викopиcтaнням нecпopiднeниx з твapинaми cтaдa жepeбцiв. З iншoгo бoкy, oчeвиднo, в гyцyльcькiй пopoдi дiють гeнeтичнi пpoцecи, щo щю-тидiють звyжeнню гeнeтичнoï мiнливocтi, мexaнiзми якиx мoжyть бути aнaлoгiчнi вcтaнoвлeним в cтaдi cipoï yкpaïнcькoï вepxoвoï пopoди. Звичaйнo, кiлькocтi випадк1в пoвнoгo ciмeйнoгo aнaлiзy пo cтaдy замаю для oдepжaння вipoгiдниx виcнoвкiв, та в^ ж з тpьox випадшв тeopeтичнo oчiкyвaнoгo oдepжaння гoмoзи-гот (див. табл. 3) фaктичнo ж бую oдepжaнo жoднoгo гoмoзигoтнoгo ге^ти^ (oчiкyвaлocь з вipoгiднicтю 0,5 oдepжaння гoмoзигoт пpи пiдбopi дo Вулкана: cgm/cgm - Бyбeн 027, фактич^ cgm/de; de/de -Mipa 023, фактичю cgm/de; de/de-Чайка 036, фaктичнo cgm/de).
Haйбiльшe в cтaдi твapин геютишв bcm/de (14,70%), cgm/de (11,76%) i cgm/dghm (11,76%), de/dghm (11,76%). Зaкoнoмipнo, щo в ciмox з шктна-дцяти знaйдeниx в cтaдi гетатишв D aлeль de, а таа-ями йoгo e пoлoвинa твapин cтaдa.
Iмyнoгeнeтичний aнaлiз пoкaзaв, щo кoнi гуцуль-cькoï пopoди мають cпeцифiчнi ocoбливocтi за poзпo-джм фaктopiв та aлeлeй D-cиcтeми щуп кpoвi.
Висновки
За peзyльтaтaми пpoвeдeниx дocлiджeнь oбIpyнтo-вaнi мeтoдичнi пiдxoди i opгaнiзaцiйнo-мeтoдичнi зacaди ceлeкцiйнo-гeнeтичнoгo мoнiтopингy з poзвe-дeння гyцyльcькoï пopoди, якi пoкликaнi зaбeзпeчити нe пльки збepeжeння, а й peкoнcтpyкцiю i poзшиpeнe вiдтвopeння гeнoфoндy пopoди, щo дacть змoгy oдep-жати кoнкypeнтнoздaтнy плeмiннy пpoдyкцiю.
Перснективи тдальшт дocлiджeнь. Таким чи-нoм, aнaлiзoм ^и кoнтpoлi пoxoджeння нe oбмeжy-eтьcя зacтocyвaння iмyнoгeнeтичниx мeтoдiв в rae-мiннiй poбoтi. Дocлiджeння cтpyктypи гопуляци дae мaтepiaл для aнaлiзy гeнeтичниx пpoцeciв, щo вщбу-вaютьcя на швнт eтaпax ceлeкцiйнoгo пpoцecy в
результат! застосування р1зних метод1в розведення. Результаты проведеного тестування поки що обмеже-ного за кшьшстю погол1в'я коней гуцульсько! породи створюе базу для подальшого системного застосуван-ня генетичного марк1рування в робот з формування масиву гуцульсько! породи в репош Украшських Карпат.
References
Dubrovskaja, R.M. (1983). Metodicheskie ukazanija po izgotovleniju syvorotok-reagentov dlja opredelenija grupp krovi i ispol'zovaniju ih pri kontrole proishozhdenija loshadej. M.: Kolos (in Russian). Lisovyi, F., Slesarev, O., & Verchuk, P. (2000). Shliakhy zberezhennia vysokotsinnoho vitchyznianoho henofondu pleminnoho tvarynnytstva. Tvarynnytstvo Ukrainy, 5-6, 2-4 (in Ukrainian). Marchuk, O.O., & Lavryniuk, O.O. (2016). Osoblyvosti hodivli konei hutsulskoi porody. Visnyk ZhNAEU, 2(56), 286-292. http://ir.znau.edu.ua/handle/ 123456789/7627 (in Ukrainian). Popadiuk, S.S., & Dzitsiuk, V.V. (2002). Hutsulska poroda konei v Ukraini. Naukovyi visnyk. Lviv, 4(1), 139-142 (in Ukrainian). Romanenko, G.V. (2018). Istorychni aspekty rozvedennia ta zberezhennia porody hutsulskykh konei na ukrainskykh zemliakh u skladi Polshchi v mizhvoiennyi period [Historical aspects of breeding and preservation of Hutsul horse breed on the Ukrainian territory of the interwar Poland]. Scientific
and theoretical almanac "Grani", 21(9), 81-89. doi: 10.15421/1718118.
Sokolova, G.A., Kovalchuk, N.A., & Popadyuk, S.S. (2015). Exterior and workability Ukrainian horse breed under different lines pjsc "Rise-Maksymko". Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies. Series: Agricultural Sciences, 17(1), 210-214. https://nvlvet.com.ua/index.php/ agriculture/article/view/3578 (in Ukrainian).
Stefurak, Yu.P. (1998). Hutsulska poroda konei. Stan i perspektyvy rozvytku. Rakhiv. Ukraina, 1, 252-256 (in Ukrainian).
Stoianov, R.O., Osadcha, L.V., Holovach, M.I., & Popadiuk, S.S. (2000). Imunohenetychna kharakterystyka konei hutsulskoi porody. Rozvedennia i henetyka tvaryn, 33, 143-148 (in Ukrainian).
Tkachova, I.V. (2015). Metody selekcii porod loshadej s ogranichenym genofondom. Sovremennye tehnologi sel'-s'kohozjajstvennogo proizvodstva: sb. nauch. st.. po mat. HVII Mezhdunar. nauch.-prak. konfer. Grondo: GGAU, 122-125 (in Russian).
Tkachova, I.V. (2019). Systema selektsiinoho udoskonalennia zavodskykh porid konei v umovakh obmezhenoho henofondu. Avtoref. dys.. na zdob. stupenia doktora s.-h. nauk. s. Chubynske (in Ukrainian).
Vinnichuk, D.T., Podoba, B.E., & Efimenko, M.Ja. (1991). Isledovanie geneticheskih markerov dlja ocenki i poluchenija zhivotnyh zhelatel'nogo tipa. Citologija i genetika, 6, 51-55 (in Russian).
