CC BY
404
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. КAPПОB, младший научный сотрудник ВИЖ Pоссельхозакадемии
\Л.К. ЭPHCTI, доктор сельскохозяйственных наук, академик PACXH
E-mail: [email protected]
Резюме. Дана молекулярно-генетическая характеристика ал-лелофонда крупного рогатого скота, разводимого в Хатлонской области Таджикистана: таджикского типа черно-пестрой(ЧП ТДЖ) и швицкой (ШВТДЖ) пород, местного зебувидного скота (МЗC) и двухлокальных популяций швицезебувидного скота (F1 и F2). В качестве ДНК-маркеров использовали микросателлиты (11 локусов). Число аллелей в отдельныхлокусах МC варьировало от 2 в локусе
TGLA122до 14 в локусе TGLA227и в сумме составило 108 аллелей. Среднее число аллелей на локус колебалось от 8,27±0,84 в F1 до 5,64±0,47в ЧПТДЖи в среднем составило 6,96±0,31. В исследованном массиве скота вывлено 15 приватных аллелей. Средний уровень гетерозиготности животных равен 0,652±0,032. Во всех поПуляцияхустановлен дефицит гетерозигот, который варьировал от4,63 до 12,26%. Вероятность совпадения генотипов (Р1) по всем группам животных ниже 110-10, точность подтверждения происхождения по обоим (РХ1) и одному (РХ2) родителю более 97,7 %, точность исключения родителей - выше 99,999 %. Выполнено построение и анализ генеалогического дерева.
Ключевые слова: микросателлиты, генетическое разнообразие, аллелофонд, крупный рогатый скот Таджикистана
Породы домашнихживотных - неотъемлемая часть биоразнообразия животного мира [1]. Сохранение разнообразия пород и типов сельскохозяйственных животных, а также близкородственных им диких видов имеет огромное значение для поддержания равновесия экосистем [2.. .10].
В республике Таджикистан разводят 7 пород крупного рогатого скота, в том числе три молочного направления продуктивности (таджикский тип черно-пестрой, швицкая и швицезебувидная), три мясного (казахская белоголовая, калмыцкая и абердин-ангусская) и одну аборигенную, представленная местным зебувидным скотом [1]. Поголовье крупного рогатого скота по итогам шести месяцев 2012 г. увеличилось почти на 87,3 тыс. гол., или на 4,6 % к соответствующему периоду прошлого года. Прогнозируется, что дальнейшее развитие скотоводства должно осуществляться, прежде всего, в направлении увеличения продуктивности животных, что потребует совершенствования племенного дела, кормовой и материально-технической базы отрасли [11].
Генетический прогресс пород невозможен без контроля достоверности происхождения животных, который во всем мире осуществляется преимущественно с использованием в качестве базового приема метода ПЦР анализа микроса-теллитныхмаркеров [12.15]. Микросателлиты (МС) - очень удачный инструмент для характеристики аллелофондов различных видов сельскохозяйственных животных[15.. .23], птиц [24, 25] и насекомых [26.28].
Цель нашего исследования - молекулярно-генетическая характеристика аллелофонда крупного рогатого скота, разводимого в республике Таджикистан, с использованием микросателлитов.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили на базе НОЦ по молекулярной генетике и биотехнологии животныхВИЖ Россельхозакадемии. Материалом для исследований служили пробы ткани (ушной выщип) крупного рогатого скота, разводимого в Хатлонской области Таджикистана, в количестве 129 образцов, в том числе таджикского типа черно-пестрой (ЧП_ТДЖ, п=14) и швицкой (ШВ_ТДЖ, п=14) пород из ОПХ Центра биотехнологии Таджикского аграрного университета, местного зебувидного скота крестьянских хозяйств (МЗС, п=20), а также помесей 1-го поколения от скрещивания животных таджикского внутрипородного типа швицезебувидного скота со швицкими быками ^1, п=48) и 2-го поколения от скрещивания животных F1 с быками таджикского внутрипородного типа швицезебувидного скота ^2, п=33),
принадлежащих ПЗ «Им. Бегова». Выделение ДНК проводили с помощью набора реагентов DIAtomTM DNA Prep100, анализ ДНК и постановку ПЦР - согласно «Методическим рекомендациям ...» [29] с использованием методических разработок Центра биотехнологии и молекулярной диагностики ВИЖ Россельхозакадемии. Набор маркеров для анализа состоял из 11 МС - TGLA126, TGLA122, TGLA227, ILST005, ILST006, ETH185, ETH10, ETH225, BM1818, BM2113 и BM1824. Фрагменты амплификации идентифицировали на генетическом анализаторе ABI Prism 3130xl.
Статистическую обработку данных проводили по стандартным методикам [30] с использованием программного обеспечения GenAlEx v 6.4 [31] и PAST в соответствии с методическими подходами, разработанными ранее [16, 32.34].
Рис. 1. Число выявленных аллелей (А) и уровень гетерозиготности (Б) в изученных популяциях крупного рогатого скота Таджикистана: ■ - Ыа - среднее число аллелей, □ - Ыа Ргед.>=5% - число информативных аллелей с частотой встречаемости >5%, □ - Ые - число эффективных аллелей; - Но - наблюдаемая гетерозиготность, —-О— - Не - ожидае-
мая гетерозиготность, <4— - иНе - объективно ожидаемый уровень гетерозиготности.
Результаты и обсуждение. Аллелофонд крупного рогатого скота республики Таджикистан, исследованный с помощью 11 МС, совокупно представлен 108 аллелями с вариациями от 62 в ЧП-ТДЖ до 91 аллеля в F1. Число аллелей в отдельных локусах МС варьировало от 6 до 14 в локусе TGLA227 и от 2 до 11 в локусе TGLA122. В ШВ_ТДЖ, F2 и МЗС идентифицировано 67, 78 и 85 аллелей соответственно. В среднем в исследованных породах выявлено в общей сложности 76,6 аллеля, что составляет 6,96±0,31 аллеля на локус МС. Анализ полученных ДНК-профилей крупного рогатого скота выявил меньшее генетическое разнообразие таджикских популяций черно-пестрой и швицкой пород (рис. 1)
Рис. 2. Приватные аллели, выявленные в исследованных популяциях крупного рогатого скота: □ - частота встречаемости аллеля.
НТП: ЖИВОТНОВОДСТВО И КОРМОПРОИЗВОДСТВО
Таблица. Информативные показатели панели из 11 МС
Показатель
РІ
РХ1
РХ2
РХ3
ЧП ТДЖ I ШВ ТДЖ
Популяция
МЗС
F1
F2
7,42*10-10
99,88
97,71
99,999
2,51*10-11
99,67
98,99
99,999
3,05*10-13
99,99
99,77
100
8,50*10-14
99,99
99,86
100
1,16*10-10
99,94
98,59
99,999
Среднее число аллелей в локусе МС варьировало от 8,27±0,84 в F1 до 5,64±0,47 ЧП_ТДЖ. Местный зебувидный скот, послуживший материнской основой при создании таджикского типа зебувидного скота, отличался высоким генетическим разнообразием, которое выражалось в значительном числе информативных и эффективных аллелей - 7,23±0,68 и 4,95±0,50 соответственно. Животные F2 (основной массив для создания современного высокопродуктивного молочного типа швицезебувидного скота) занимают промежуточное положение по Ыа и Ые - 7,09±0,67 и 3,72±0,45 соответственно (рис. 1, А). Все используемые в исследовании МС оказались 100 % полиморфными.
У МЗС и ШВ_ТДЖ выявлено достоверное отклонение от генетического равновесия по 4 из 11 локусов МС, у ЧП_ТДЖ - по 2 из 11 локусов, в F1 и F2 - в 9 и 7 локусах. Отклонение от равновесия следует рассматривать как указание на возможную инбридированность популяций, обусловленную, по всей видимости, использованием ограниченного числа производителей и групповой технологией разведения.
Рис. 3. Анализ генетической консолидированности изучаемых пород и групп крупного рогатого скота: ось X -
измерение 1, ось У - измерение 2; I I - МЗС, «---- Р1,
- Р2, -О- - ЧП_ТДЖ, - ШВ_ТДЖ.
Уровень наблюдаемой гетерозиготности (Но) варьировал от 0,602 в ЧП_ТДЖ до 0,681 в МЗС (рис. 1, Б), а ожидаемой (Не) составлял 0,648.0,771, что сопоставимо с данными, полученными при исследовании пород и популяций крупного рогатого скота России (0,631.0,846) [28]. Сопоставление наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготности показало, что во всех изучаемых группах скота отмечался дефицит гетерозигот, который был наименьшим в популяциях ЧП_ТДЖ (4,63 %) и ШВ_ТДЖ (4,64 %), а самым высоким - в популяции F1 (12,26 %). В популяции МЗС он составил 8,95 %. Кроме того, о дефиците гетерозиготных генотипов свидетельствуют положительные значения индекса фиксации Fis, которые варьируют 5,7 % в ШВ_ТДЖ до 16,5 % в F1.
Наибольшее число приватных аллелей - 5 и 4 идентифицировано в популяциях ЧП_ТДЖ и МЗС соответственно (рис. 2). При этом самая высокая частота встречаемости установлена для трех аллелей: 307 локуса И8Т006 и 222 локуса ЕТН185 в популяции ЧП_ТДЖ, 225 локуса ЕТН10 в популяции МЗС. Такой факт указывает на генетическую уникальность таджикских популяций черно-пестрого и зебувидного скота.
Расчет значений (ДМОУД) показал, что доля межпопуляционной изменчивости в общей изменчивости по МС составляет 22,9 %, а на внутрипопуляционную изменчивость между и внутри индивидуумами приходится соответственно 75,8 и 1,3 %. Таким образом, возможно, именно географическая общность региона разведения изучаемых пород и популяций крупного рогатого скота - ведущий фактор в формировании генетического разнообразия скота республики Таджикистан.
Оценка информативности панели из 11 МС для проведения генетической экспертизы происхождения в таджикских популяциях скота показала (см. табл.), что вероятность совпадения генотипов (Р1) в исследованном массиве скота по всем группам животных была менее 1-10-10. Точность подтверждения происхождения по обоим (РХ1) и одному (РХ2) родителю превышала 97,7%, а исключения родителей - не ниже 99,999%, что свидетельствует об исключительной информативности такого подхода ДНК анализа достоверности происхождения животных и функциональной емкости используемой панели МС.
Животные трех из пяти исследованных популяций (МЗС, ЧП_ТДЖ и ШВ_ТДЖ) продемонстрировали 100 %-ную генетическую консолидированность [35] - все особи генетически отнесены к собственной популяции (рис. 3). В группах F1 и F2 соответственно 14,6 и 9,1 % животных были отнесены к исходным породам ТЗС и ШВ_ТДЖ, что согласуется с историей формирования таджикского типа швицезебувидного скота, который, сохраняя уникальные адаптационные особенности аборигенного скота, будет обладать повышенной, по сравнению с ним, молочной продуктивностью.
Анализ дендрограммы (рис. 4) показал большую генетическую близость швицезебувидного скота F1 и F2 к местному зебувидному скоту, чем к швицкой породе, что обусловлено географической общностью их происхождения.
Рис. 4. Дендограмма филогенетического родства изученных популяций крупного рогатого скота (по Иеі М. [39]).
Выводы. Выявленные генетические особенности редкого по биологической ценности аллелофонда, их
изученных популяций крупного рогатого скота респу- потенциальную возможность стать источником униблики Таджикистан наглядно показывают своеобраз- кальных ресурсов, нуждающихся в бережной защите,
ность аборигенных пород, которые служат носителями охране и использовании.
Литература.
1. Республика Таджикистан Национальная стратегия и план действий по сохранению и рациональному использованию биоразнообразия. - Душанбе-2003, 222 с.
2. Динамика популяционных генофондов при антропогенных воздействиях /Под ред. Ю.П. Алтухова. - М., 2004.
3. Моисеева И.Г., Ушнов С.В., Столповский Ю.А., Сулимова Г.Е., Каштанов С.Н. Генофонды сельскохозяйственных животных: генетические ресурсы животноводства России // отв. Ред. Захаров И.А. - М.: Наука, 2006 - 462 с.
4. Эрнст Л.К., Зиновьева Н.А. Биологические проблемы животноводства в XXI веке. - М.: РАСХН, 2008 - 501 с.
5. FAO: «Состояние всемирных генетических ресурсов животных в сфере продовольствия и сельского хозяйства». - Отчет. - Рим, 2007. - ВИЖРАСХН, 2010.-526 с.
6. Багиров В.А., Эрнст Л.К., Кленовицкии П.М., Зиновьева Н.А. Сохранение генетических ресурсов редких, исчезающих и уникальных видов животных// Цитология. - 2004. - Т. 46. - № 9. - С. 767.
7. Багиров В.А., Гладырь Е.А., ЭрнстЛ.К., Кленовицкий П.М., Зиновьева Н.А., Насибов Ш.Н. Сохранение и рациональное использование генетических ресурсов яка (Bos Mutus) // Сельскохозяйственная биология. Серия: Биология животных. -2009. - № 2. - С. 37-42.
8. Багиров В.А., Кленовицкий П.М., Насибов Ш.Н., Иолчиев Б.С., Зиновьева Н.А., ЭрнстЛ.К., Гусев И.В., Кононов В.П. Рациональное использование генетических ресурсов и гибридизация в козоводстве // Сельскохозяйственная биология. Серия: Биология животных. - 2009. - № 6. - С. 27-33.
9. НасибовШ.Н., БагировВ.А., КленовицкийП.М., Иолчиев Б.С., ЗиновьеваН.А., ВоеводинВ.А., Амиршоев Ф.С. Генетический потенциал дикой фауны в создании новых селекционных форм животных //Достижения науки и техники АПК. - 2010. - №
8. - С. 59-62.
10. Насибов Ш.Н., Багиров В.А., Кленовицкий П.М., Иолчиев Б.С., Зиновьева Н.А., Воеводин В.А. Сохранение и рациональное использование генофонда снежного барана //Достижения науки и техники АПК. - 2010. - № 12. - С. 63-65.
11. Гулов И.М. Продовольственное обеспечение Республики Таджикистан: Автореф. дис. докт. экон. наук. - М., 2011. - 38 с.
12. FAO. Measurement of domestic animal diversity - a review of recent diversity studies// CGRFA/wG-AnGR-3/04/Inf. 3. -2004. - 38 p.
13. FAO. Intergovernmental technical working group on animal genetic resources for food and agriculture // CGRFA/WG-AnGR-6/10/Inf.7. - 2010. - 66 p.
14. Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А. Генетическая экспертиза сельскохозяйственных животных: применение тест-систем на основе микросателлитов //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 9.
15. Гладырь Е.А., Горелов П.В., Маурчева В.Н., Шахин А.В., Чинаров Ю.И., Зиновьева Н.А. Оценка результативности тест-системы на основе микросателлитов в проведении ДНК-экспертизы крупного рогатого скота //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 8. - С. 51-54.
16. ЭрнстЛ.К., Зиновьева Н.А., Коновалова Е.Н., Гладырь Е.А., Бабаян О.В. Изучение влияния прилития крови голштинского скота на изменение генофонда крупного рогатого скота отечественных пород с использованием ДНК-микросателлитов //Зоотехния. - 2007. - № 12. - С. 2-4.
17. ЭрнстЛ.К., Зиновьева Н.А., Гладырь Е.А., Аль-Кейси Т.В., Лущихина Е.М., Даваахуу Л., Горелов П.В., Жунушов А.Т. Сравнительный анализ пород крупного рогатого скота Bos Taurus и домашнего яка Bos (Poephagus) grunniens по микросателлитам //Зоотехния. - 2009. - № 8. - С. 5-7.
18. Зиновьева Н.А., Сизарева Е.И., Гладырь Е.А., Проскурина Н.В., Шавырина К.М. Некоторые аспекты использования микросателлитов в свиноводстве//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - № 8. - С. 38-41.
19. Зиновьева Н.А., Кленовицкий П.М., Гладырь Е.А. Никишов А.А. Современные методы генетического контроля селекционных процессов и сертификация племенного материала в животноводстве. Учебное пособие. - М.:РУДН, 2008. - 329 с.
20. Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Брем Г. Характеристика генофонда и выявление генеалогических связей между породами овец России с использованием ДНК-микросателлитов //Доклады российской академии сельскохозяйственных наук. -2004. - № 2. - с. 26.
21. Гузеев Ю.В., Гладырь Е.А., Зиновьева Н.А., Эрнст Л.К., Демчук Н.П., Горелов П.В. Генетический мониторинг популяции серого украинского скота с использованием ДНК-маркеров // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2011. - №
1. - С. 17-19.
22. Гладырь Е.А., Шадрина Я.Л., Горелов П.В., Даваахуу Л., Попов Р.Г., Матюков В.С., Агышова А.К., Зиновьева Н.А. Характеристика аллелофонда якутского скота по микросателлитам // Сельскохозяйственная биология. Серия: Биология животных. - 2011. - № 6. - С. 65-69.
23. Гладырь Е.А., Зайцев А.М., Кудина Е.П., Калашников В.В., Зиновьева Н.А. Моделирование тест-системы анализа микросателлитов верблюдов //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 10. - С. 63-65.
24. Фисинин В.И., Гладырь Е.А., Волкова В.В., Севастьянова А.А., Зиновьева Н.А. Анализ генетической структуры пород домашних кур с использованием микросателлитных маркеров // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2011. - Т.
1. - С. 68-72.
25. Новгородова И.П., Волкова В.В., Гладырь Е.А., Селионова М.И., Растоваров Е.И., Фисинин В.И., Зиновьева Н.А. Изучение информативности микросателлитов кур G. Gallus для характеристики аллелофонда индеек M. Gallopavo //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 10. - С. 66-67.
26. Зиновьева Н.А., Кривцов Н.И., Форнара М.С., Гладырь Е.А., Бородачев А.В., Лебедев В.И. Микросателлиты как инструмент оценки динамики аллелофонда при создании типа «Приокский» среднерусской породы медоносной пчелы // Сельскохозяйственная биология. - 2011. - № 6.
27. Зиновьева Н.А., Кривцов Н.И., Форнара М.С., Гладырь Е.А., Бородачев А.В., Бородачев В.А., Березин А.С., Лебедев В.И. Оценка изменчивости аллелофонда микросателлитов при создании специализированных линий медоносной пчелы среднерусской породы //Достижения науки и техники АПК. - 2011. - № 10. - С. 51-52.
28. Кривцов Н.И., Бородачев А.В., Лебедев В.И., Зиновьева Н.А., Форнара М.С., Гладырь Е.А. Биологические, морфологические и генетические особенности пчел разных видов//Пчеловодство. - 2012. - № 1. - С. 14-17.
29. Зиновьева Н.А., Попов А.Н., ЭрнстЛ.К., Марзанов Н.С., Бочкарев В.В., Стрекозов Н.И., Брем Г. Методические рекомендации по использованию метода полимеразной цепной реакции в животноводстве. - Дубровицы: ВИЖ, 1998. - 47 с.
30. Вейр Б. Анализ генетических данных. - М.: Мир, 1995. - 319 с.
31. Peakall, R., Smouse P.E. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. //. Molecular Ecology Notes, 2006, 6, 288-295. V. GENALEX 6.4 UTR: http://appliedpopulationgenetics2010.wikispaces.com/file/view/ GENALEX6.4_documntation.pdf, (дата обращения 19.12.2010).
32. 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.
33. Crрекозов Н.И., Зиновьева Н.А., Горелов П.В., Листратенкова В.И., Коновалова Е.Н., Чернушенко В.К., Эрнст Л.К. Генетическая характеристика созданных типов скота бурой швицкой и сычевской пород с использованием полиморфизма микросателлитных локусов // Cельскохозяйственная биология. Cерия: Биология животных. - 2009. - № 2. - C. 10-15.
34. Траспов А.А., Зиновьева Н.А., Долматова И.Ю., Гладырь Е.А. Аллелофонд башкирской популяции черно-пестрого скота по микросателлитам в связи с показателями молочной продуктивности коров // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2011. - Т. 1. - C. 65-6З.
35. Paetkau D, Slade R, Burden M, Estoup A. Direct, real-time estimation of migration rate using assignment methods: a simulation-based exploration of accuracy and power.// Molecular Ecology. - 2004. - 13. - 55-65.
36. Горелов П.В. Генетическая характеристика новых типов скота бурой швицкой и сычевской пород Cмоленской области по микросателлитам: Автореф. дис. канд. биол. наук. - Дубровицы, 2010. - 1З с.
37. Nei M., Tajima F., Tateno, Y. Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data //J. Mol. Evol. - 19З3. - 19. - 153-170.
USING OF MICROSATELLITES FOR CHARACTERISTICS OF ALLELE POOL OF TADZHIKISTAN CATTLE POPULATIONS
E.A. Gladyr, N.A. Zinovieva, V.A. Bagirov, F.S. Amirshoev, V.V. Volkova, P.M. Klenovitskij, A.P. Karpov, I L.K. Ernst]
Summary. The molecular genetic characteristics of allele pool of cattle of Hatlonregion of Tadzhikistan: Tajik types of Black and White and Brown Swiss cattle, local zebu type cattle and two local crossbred population of Brown Swiss and Zebu cattle (F1 and F2). The microsatellites (11 loci) were used as the DNA markers. The number of alleles in different loci is varied of 2 in TGLA122 to 14 in TGLA227 and was in sum 108 alleles. The number of allelesper loci is varied of 8.27±0.84 in F1 population to 5.64±0.47 in Black and White cattle and was in average 6.96+0.31. Fifteen privet alleles were identified in cattle populations analyzed. The average heterozygote degree was 0.652+0.032. The heterozygote defficiency was detected in all population that is varied of4.63 to 12.26 per cent. The probability of genotypeidentity (PI) for all microsatelliteloci was lowerthen 1*10-10, the probability of exclusion for both parents known (PX1) and for only one parent known (PX2) was higher than 97.7 per cent, the probability of excluding of both parents was higher than 99,999 per cent. The construction and analysis of phylogenetic tree was performed.
Key words:microsatellites, genetic diversity, allele pool, Tajik cattle.
УДК 575.174.015.3
ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ МУЛЬТИПЛЕКСНЫХ ТЕСТ-СИСТЕМ АНАЛИЗА МИКРОСАТЕЛЛИТОВ КУР С РАЗЛИЧНЫМ ЧИСЛОМ ЛОКУСОВ*
И.П. НОВГОРОДОВА, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник ВИЖ Россельхозакадемии
В.И. ФИ^НИН, академик РАCXН, директор ВНИТИП Россельхозакадемии Н.А. ЗИНОВЬЕВА, академик РАCXН, директор
Е.А. ГЛАДЫРЬ, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
ВИЖ Россельхозакадемии
М.В. МИХАЙЛОВ, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Cтавропольский НИИЖК
Я.C. РОЙТЕР, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
ВНИТИП Россельхозакадемии Г. БРЕМ, доктор ветеринарных наук, ординариус Институт животноводства и генетики ветеринарно медицинского университета (Австрия)
E-mail: [email protected]
Резюме. Выполнено сравнительное исследование двух мультиплексных тест-систем анализа микросателлитов кур, включающих З («короткий» тип) и 11 («длинный» тип) локусов. Изучение 100 образцов ДНК пяти пород кур показало высокую специфичность разработанных тест-систем: доля амплифицированныхлокусов для тест-систем «короткого» и «длинного» типов составила 99,ЗЗ и 99,91 % соответственно. Cравниваемые типы тест-систем достоверно не различались по среднему числу аллелей, числу информативных аллелей и числу эффективныхаллелей в расчете на один локус. При увеличении числа анализируемых локусов вероятность совпадения генотипов снижается. Отнесение осо-
би к собственной популяции на основании результатов анализа микросателлитов достигалось в100 % случаев при использовании тест-систем обоих типов. Установлена высокая корреляция значений популяционно-генетических показателей, рассчитанных на основании результатов анализа 8 и 11 локусов микросателлитов: г=+0,98 (р>0,999) - для среднего числа аллелей в расчете на локус, г=+0,99 (р>0,999) - для наблюдаемой степени гетерози-готности, г=+0,98 (р>0,999) - для индекса Пэ. Доля межпопуля-ционной изменчивости, оцененная с использованием индекса Яэ1 (AMOVA), для системы «короткого» типа составила 13,1 %, «длинного» -11,9 %. Анализ генетических дистанций, рассчитанных на основании ДНК-профилей кур пяти пород по 8 и11 локусам микросателлитов, показал сходную картину филогенетических связей исследуемых пород (г=+0,97, р>0,999).
Ключевые слова: тест-системы, микросателлиты, породы кур
Развитие методов инструментального обеспечения молекулярно-генетических исследований обусловило разработку мультиплексных тест-систем, которые дают возможность проводить анализ нескольких локусов в одной реакции [1]. Особую актуальность это приобретает для тест-систем анализа микросателлитов - высоко полиморфных последовательностей ДНК, равномерно распределенных по всему геному [2], которые находят широкое применение в решении вопросов популяционной
* Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ, государственный контракт №
11.519.11.2024 и шифр 2012-1.4-12-000-1001-010. В проведении исследований использовано оборудование ЦКП «Биоресурсы и биоинженерия сельскохозяйственных животных» ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии.
