CC BY
7Ежеквартальный 88 научно-практический журнал
УДК 636.321/.38.082.2/4:375
Трухачев В. И., Селионова М. И.
Trukhachev V. I., Selionova M. I.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИММУНОГЕНЕТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ В СЕЛЕКЦИИ И ВОСПРОИЗВОДСТВЕ ОВЕЦ
USE OF IMMUNOGENETIC MARKERS IN SHEEP SELECTION AND REPRODUCTION
Представлена динамика изменения генетической структуры популяций основных тонкорунных пород овец, разводимых на Юге России, за десятилетний период. Установлено, что среди мериносовых пород с наибольшей частотой выявляются носители Аа, Be, ^ и R антигенов, средней - Ab, Bb, Bi, Bg, Ca, Ma и низкой Mb факторы. Наибольшее сходство по генетическим параметрам крови выявлено между породами манычский меринос и ставропольская, манычский меринос и грозненская, наименьшее - между породами кавказской и манычский меринос, австралийский меринос и грозненская, советский меринос и ставропольская. Иммуногенетическим мониторингом выявлен процесс генетического сближения тонкорунных пород. Установлены эритроцитарные факторы и генотипы бета-лактоглобулина (В^д), связанные с шерстной и мясной продуктивностью овец. Выявлена зависимость приживляемости эмбрионов при их трансплантации от индекса антигенного сходства между донором и реципиентом.
Ключевые слова: группы крови овец, генофонд и межпородная генетическая дифференциация тонкорунных пород овец, молекулярно-генетические маркеры, ген бета-лактоглобулина (В^д), приживляемость эмбрионов при их трансплантации от генетического сходства доноров и реципиентов.
In work dynamics of change of genetic structure of populations of the main fine-fleece breeds of the sheep divorced in the south of Russia, for the ten-year period is presented. It is established that among merino breeds with the greatest frequency carriers of Aa, Be, Cb and R anti-genes, average -Ab, Bb, Bi, Bg, Ca, Ma and low Mb factors come to light. The greatest similarity on genetic parameters of blood is revealed between breeds a manychsky merino and stavropolsky merino, manychsky merino and groznensky, the smallest - between breeds caucasian merino and a manychsky merino, the australian merino and groznensky, the soviet merino and groznensky. Immunogenetic monitoring revealed process of genetic rapprochement of fine-fleece breeds. Eritrotsitarny factors and the genotypes of beta lactoglobulin (B-Lg) connected with wool and meat efficiency of sheep are established. Dependence of implantation of embryos is revealed at their transplantation from an index of anti-gene similarity between the donor and the recipient.
Key words: molecular and genetic phenotypes, gene of beta-lactoglobulin (B-Lg), blood types of sheep, genofond and interbreeding genetic differentiation of fine-wooled breeds.
Трухачев Владимир Иванович -
доктор экономических наук, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, член-корреспондент РАСХН, ректор Ставропольский государственный аграрный университет
Тел.: (8652) 35-22-82, факс: (8652) 34-56-70 E-mail: rector@stgau.ru
Селионова Марина Ивановна -
доктор биологических наук, заведующая кафедрой разведения и генетики сельскохозяйственных животных Ставропольский государственный аграрный университет Тел.: (865)28-61-13 E-mail: m_selin@mail.ru
Trukhachev Vladimir Ivanovich -
Doctor in Economics, Doctor in Agriculture,
Professor, Corresponding Member
of the Russian Academy of Agricultural Sciences
Stavropol State
Agrarian University
Tel.: (8652) 35-22-82, fax: (8652) 34-58-70 E-mail: rector@stgau.ru
Selionova Marina Ivanovna -
Doctor of Biological science Head of the Department of Genetics and breeding of farm animals
Stavropol State Agrarian University Tel. (865)28-61-13 E-mail: m_selin@mail.ru
Современные программы селекционного совершенствования сельскохозяйственных животных предусматривают широкое использование генетических маркеров. Целесообразность такого подхода обосновывается тем, что молекулярногенетические маркеры стабильны в онтогенезе, независимы от условий внешней среды, определяются в раннем возрасте. Все это позволяет дать объективную оценку генофонда видов и пород животных, проследить во времени изменение частот встречаемости тех или иных генетических параметров
под воздействием селекционного давления или использования генофонда других пород, а также спрогнозировать племенную ценность животного и обосновать подбор родительских пар. Наибольшее практическое значение приобрели иммуногенетиче-ские методы, основанные на использовании групп крови в качестве генетических маркеров. Их привлекательность обусловлена возможностью выявления в фенотипе четкими серологическими реакциями [1].
В практическом аспекте иммуногенетиче-ские методы позволяют выявлять генетические
Вестник АПК
Ставрополья
-----№ 2(10), 2013 =
маркеры, связанные с физиологическими и биохимическими процессами в организме животных и сопряженные с высокой продуктивностью, проводить подбор родительских форм по генетическим параметрам крови, а также осуществлять генетическую экспертизу достоверности молодняка и исключать из племпользова-ния животных с ложной родословной [8].
Банк иммунодиагностикумов Ставропольского НИИ животноводства и кормопроизводства содержит моноспецифические сыворотки четырнадцати групп кров шести генетических систем, которые были использованы для исследования основных отечественных тонкорунных пород овец - грозненской (ГТ), кавказской (КА), манычский меринос (ММ), советский меринос (СМ), ставропольской (СТ). Типичные животные для каждой породы отбирались более чем из 20 племенных заводов Ставропольского края. Кроме того, в этих же популяциях были изучены бараны австралийского мериноса (АМ), которые завозились в разные периоды.
Установлено, что для тонкорунных пород характерна высокая частота встречаемости Аа (0,401...0,498), Be (0,419...0,487), ОЬ (0,643...
0,672) и И (0,395.0,638) антигенов, средняя -АЬ (0,214.0,298), ВЬ (0,212.0,383), В! (0,192.
0,383), Вд (0,213.0,395), Оа (0,215.0,346), Ма (0,186.0,368) и низкая МЬ (0,119.0,195) фактора. Сравнительный анализ генетической структуры по группам крови тонкорунных пород в исследованный период позволил выявить, что они достоверно различались в частоте встречаемости четырех антигенных факторов и имели сходство в распространении десяти групп крови, что указывало на их высокое генетическое сходство. Выявленная ситуация была подтверждена генетико-статистическим анализом. Так величина генетических дистанций (Ф) между исследованными породами находилась в пределах 0,023.0,189. При этом наименьшие значения отмечены между породами ММ - СТ, ГТ, АМ (ф = 0,023.0,078), несколько большие - между СМ - СТ, ММ, КА и СТ - ГТ (ф = 0,103.0,138) и наибольшие - между КА - ММ, СТ и АМ - ГТ, КА, СМ и СТ (с1 = 0,151.0,189).
Сравнительный анализ частот встречаемости групп крови и генетических дистанций в популяциях тонкорунных овец, исследованных с разницей в десять лет, позволил прийти к заключению об определенных изменениях. Так, среди овец КА за десятилетний период достоверно чаще (Р<0,05) стали выявляться животные-носители АЬ, Ве, Вд, и И факторов. В то же время существенно (Р<0,05) сократилось количество овец с Аа, ВФ, и Ма группами крови. В стадах овец ММ достоверно больше стало особей-носителей В1, йа и Ве антигенов, но меньше животных-носителей ОЬ - фактора. Среди овец СТ за указанный период исследований достоверно увеличилась частота встречаемости Вс, Ве, В!, йа и Ма эритроцитарных антигенов, однако снизилась концентрация Аа, ВЬ, ВФ, ОЬ и И групп крови. Генетическая дистанция между породами ставропольской и манычский меринос сократи-
лась более чем в два раза (0,052 против 0,023), ставропольской и кавказской - в 1,2 раза (0,176 против 0,147), кавказской и австралийский меринос - в 1,4 раза (0,217 против 0,151). При этом было выявлено, что, несмотря на изменения в генетическом укладе групп крови и генетическое сближение исследованных пород за десятилетний период, основные закономерности генетической дифференциации между ними сохранились. Наибольшую генетическую близость в разные периоды исследований проявляли породы ставропольская и манычский меринос, австралийские мериносы были ближе к указанным породам, чем кавказская порода.
Таким образом, проведенные исследования позволили получить информацию о генетическом профиле по группам крови, особенностях генетических взаимоотношений между породами овец и характере происходящих в них микроэволюционных процессах, что подчеркивает исключительную информативность иммуногенетических маркеров в оценке генофонда различных пород, их дифференциации и проведении дальнейшего генетического мониторинга [3, 5, 6].
Выявление маркеров (аллелей), детерминирующих высокий уровень продуктивности животных, является одним из актуальных вопросов современных генетических исследований. При этом важен популяционный подход, поскольку генетический потенциал выдающейся по продуктивности особи, в определенной мере, определяется генетическим потенциалом всего стада [7]. Экстраполируя данное высказывание по отношению к основному признаку тонкорунных овец - шерстной продуктивности, следует понимать, что животные с настригом чистой шерсти три килограмма и выше не появятся «вдруг» в популяции овец, средний настриг которых не превышает полтора килограмма.
В связи с этим особый интерес представляют исследования по выявлению из всех регистрируемых в популяции генотипов тех, которые детерминируют высокий уровень продуктивности. Результаты исследований животных из ведущих племенных заводов по разведению овец тонкорунных пород выявили, что для каждой породы существуют собственные маркеры высокой продуктивности присущие только ей.
Так, среди овец кавказской породы носители АЬВейа групп крови достоверно превосходили по настригу чистой шерсти животных, в крови которых указанный генотип отсутствовал. Для овец породы манычский меринос маркером высокой шерстной продуктивности явился АЬВейаМа генотип групп крови, для овец ставропольской породы - АЬВдйаМа генотип (табл. 1).
Следует отметить, что такие группы крови как АЬ и йа положительно коррелировали с уровнем шерстной продуктивности у овец всех трех исследованных тонкорунных пород. Можно предположить, что указанные группы крови проявляют одну из генетических связей - плей-отропию или сцепление с генами, контролирую-
ШВкеквартальный
научно-практический
журнал
щими уровень шерстной продуктивности у овец тонкорунных пород. Поэтому систематический отбор животных, в генотипе которых имеются желательные кровегрупповые факторы, будет способствовать повышению частоты их встречаемости в последующих поколениях, что в конечном итоге отразится на уровне продуктивности популяции в целом.
Таблица 1 - Маркеры шерстной продуктивности овец тонкорунных пород
Порода/маркеры В среднем по стаду Количество животных Носителей желательного генотипа ц
Кавказская ЛЬВейа 3,71±0,02 227 3,84±0,02** 49
Манычский меринос ЛЬВейаМа 3,76 ±0,02 238 3,87±0,04* 63
Ставропольская ЛЬВдйаМа 3,77±0,02 201 3,88±0,03* 34
Примечание: ц - частота встречаемости; *Р < 0,05; **Р < 0,01.
В последнее время с развитием молекулярной генетики все большее распространение получают ДНК-маркеры, позволяющие на более тонком уровне оценить генотип животного и более точно прогнозировать связь аллельного состояния генов с продуктивными качествами. Наиболее доступным для практического применения является метод ПЦР-ПДРФ, предполагающий множественное накопление копий определенного участка гена в процессе полимеразно-цепной реакции (ПЦР) с последующим рестрикционным анализом его полиморфизма (ПДрф). ПЦР-ПДРФ-методом у овец кавказской породы исследован полиморфизм гена бета-лактоглобулина (В-Ьд) и его ассоциация с хозяйственно полезными признаками.
В результате установлено наличие пяти вариантов гена - АА, АВ, АС, ВВ, ВС, детерминированных различными комбинациями аллелей &-Ьд В-ЬдВ и В-ЬдС. Наибольшую частоту встречаемости имели гомозиготные АА - животные (0,310), примерно равное среднее распространение получили гетерозиготы - АВ и АС (соответственно 0,207 и 0,241) и наименьшее - особи-носители ВС и ВВ генотипов. Гомозиготный СС - генотип в данной породе овец не выявлен. Сопоставление полученных данных с результатами других авторов [4] позволили предположить, что генетической особенностью овец кавказской породы является присутствие в ее генофонде аллеля С, не встречающегося у овец мясошерстных и мясных пород.
Сравнение показателей продуктивности животных, типированных по гену В-^д, выявило, что большую живую массу имели особи-носители гетерозиготных АВ и ВС генотипов, в то время как по настригу чистой шерсти преимущество
было за носителями АС и ВС генотипов. При этом следует отметить, что у всех животных с большей живой массой в генотипе присутствовал В-аллель, а у животных с высоким настригом шерсти - С-аллель (табл. 2).
Таблица 2 - Показатели продуктивности животных кавказской породы разных генотипов по локусу р-лактоглобулина
Генотип Количество животных Показатели продуктивности, кг
настриг чистой шерсти живая масса
АА 18 6,82±0,06 89,4±2,23
АВ 12 7,66±0,07 93,1±1,21
АС 14 7,91±0,08* 91,4±1,19
ВВ 4 6,73±0,10 88,4±2,23
ВС 10 7,44±0,09 92,6±1,31
В среднем 58 7,16±0,03 91,6±0,78
Примечание: * Р < 0,05.
Следует также отметить, что гетерозиготные животные по продуктивности превосходили гомозиготных животных. Полученные результаты позволили рекомендовать для повышения шерстной продуктивности отбор овец-носителей гетерозиготных АС и ВС, а для увеличения живой массы - АВ, ВС генотипов.
Таким образом, систематический отбор животных-носителей определенных групп крови и аллелей гена р-лактоглобулина позволит в последующих поколениях повысить частоту встречаемости предпочтительных генотипов, что в конечном итоге отразится на продуктивности популяции в целом.
Возвращаясь к иммуногенетическим маркерам, хотелось бы затронуть одно из направлений научно-практических исследований, где они были успешно применены.
Наиболее распространенным приемом биотехнологии воспроизводства является метод трансплантации эмбрионов от высокопродуктивных животных менее продуктивным. Однако невысокая приживляемость (20.60 %) эмбрионов после их имплантации в организм реципиента сдерживает широкое его использование в повседневной практике. Одной из причин низкой приживляемости пересаженных эмбрионов может явиться иммуногенетическая несовместимость доноров и реципиентов [2]. В связи с этим были проведен ряд совместных с лабораторией воспроизводства экспериментов по влиянию иммуногенетических параметров крови у овец доноров и реципиентов на приживляе-мость эмбрионов.
На основании иммуногенетического типиро-вания по группам крови доноров и реципиентов были рассчитаны индексы антигенного сходства между ними и осуществлен подбор различных вариантов, а именно с низким, средним и высоким генетическим сходством. Кроме того, проводилась обязательная генетическая экс-
Вестник АПК _ см
Животноводство ^ I № 2(10), 2013 ----
пертиза достоверности происхождения предполагаемых ягнят-трансплантатов.
Таблица 3 - Результативность трансплантации эмбрионов у овец в зависимости от индекса антигенного сходства доноров и реципиентов
Индекс антигенного сходства Использовано реципиентов Получено ягнят Pезульта-тивность трансплантации, %
коли- чество пересажено эмбрионов все- го в том числе
? S
0,25-0,75 55 110 72 39 33 65,4
0,75-1,00 42 84 64 36 28 76,2
Анализ полученных результатов не позволил установить вовлечение отдельных антигенных эритроцитарных детерминант в процессы отторжения трансплантатов. В то же время, выявлена четкая зависимость показателя приживляемо-
Литература
1. Абонеев В. В., Чижова Л. Н., Селионо-ва М. И. Иммуногенетика в селекции овец. Ставрополь: Изд-во М-Арт, 2004. 168 с.
2. Айбазов М. М., Селионова М. И. Влияние генетических параметров крови овец-доноров и реципиентов на эффективность трансплантации эмбрионов // Овцы, козы, шерстяное дело. 2007. № 3. С. 7-11.
3. Гладырь Е. А., Зиновьева Н. А., Селионова М. И., Моисейкина Л. Г, Эрнст Л. К. Характеристика аллелофонда овец Юга России // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 11. С. 34-37.
4. Исследование полиморфизма бета-лактоглобулина у овец / Зиновьева Н. А., Бочкарев В. В., Попов А. И. и др. // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 1999. № 4. С. 69.
5. Селионова М. И. Генофонд и дифференциация тонкорунных пород овец юга России по группам крови // Овцы, козы, шерстяное дело. 2004. № 1. С. 1-5.
6. Селионова М. И., Гладырь Е. А., Антоненко Т. И., Бурылова С. С. Молекулярногенетические маркеры в селекционной работе с разными видами сельскохозяйственных животных // Вестник АПК Ставрополья. 2012. № 2. С. 30-35.
7. Эволюционно-генетический анализ различных пород овец / Насибов М. Г, Петров С. Н., Аль-Шаканли Я. О. и др. // Ветеринарная патология. 2007. Т. 20. № 1. С. 39-41.
8. Чижова Л. Н. Прогнозирование племенной ценности овец по биохимическим и генетическим маркерам // Овцы, козы, шерстяное дело. 2004.№ 2. С. 1-2.
сти эмбрионов при трансплантации от индекса антигенного сходства: чем выше генетическое сходство по группам крови между донором и реципиентов, тем выше степень приживляемо-сти эмбрионов и количество полученных ягнят-трансплантатов в среднем на 10,8 % (табл. 3).
Таким образом, использование молекулярногенетических маркеров позволило исследовать генофонд и генетическую дифференциацию основных тонкорунных пород Юга России, проследить динамику изменений частот встречаемости групп крови в десятилетний период и выявить процесс генетического сближения изученных пород; установить эритроцитарные факторы и генотипы бета-лактоглобулина (fi-Lg), связанные с шерстной и мясной продуктивность овец; выявить, что подбор овец-доноров и овец-реципиентов по генетическим параметрам при трансплантации эмбрионов позволяет повысить их приживляемость.
Referents
1. Aboneev V. V. Chizhov L. N., Selionova M. I. Immunogenetics in sheep breeding. Stavropol: M-Art Publishing House, 2004. 168 p.
2. Aybazov M.M., Selionova M.I. The influence of genetic parameters of sheep blood donors and recipients for efficiency of embryo transfer // Sheep, goats, wool business. 2007. № 3. p. 7-11.
3. Gladyr E. A., Zinoviev, N. A., Selionova M. I., Moiseykina L.G. Characteristic of the gene pool of sheep of the South of Russia // Agrarian and industrial complex achievements of science and technology. 2012. № 11. p. 34-37.
4. The study of polymorphism of beta-lac-toglobulin in sheep / Zinoviev N. A., Bochkarev V. V., Popov A. I. etc. // Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 1999. № 4. p. 69.
5. Selionova M.I. Gene pool and different of blood group of sheep of the South of Russia // Sheep, goats, wool business. 2004. №1. p. 1-5.
6. Selionova M. I., Gladyr E. А., Antonenko T. I., Burylova S. S. Molecular-genetic markers in selection work with different kinds of agricultural animals // Vestnik of the agroindustrial complex of the Stavropol territory. 2012. № 2. p. 30-35.
7. Evolutionary and genetic analysis of the various breeds of sheep / Nasibov M. G., Petrov S. N., Al-Shakanli etc. / / Veterinary Pathology. 2007. V. 20. № 1. p. 39-41.
8. Chizhova L.N. Prediction of breeding value of the sheep on the biochemical and genetic markers // Sheep, goats, wool business. 2004. № 2. р. 1-2.
