CC BY
40
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИИ АНАЛИЗ ОВЕЦ
разного происхождения
Ю. А. ЮЛДАШБАЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, декан,,
М. Р. АББАСОВ,
Российский государственный аграрный университет Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева,
О. Г. ЛОРЕТЦ,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Уральский государственный аграрный университет
127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49; тел.: 8 (499) 977-14-55; e-mail: [email protected]
620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 42; тел.: 8 (343) 371-33-63
Положительная рецензия представлена И. А. Шкуратовой, доктором ветеринарных наук, директором Уральского научно-исследовательского ветеринарного института Россельхозакадемии.
Важнейшей биологической особенностью овец мясосальных пород является скороспелость, интенсивный рост и развитие, экономичная трансформация корма в продукцию, а также возможность использования животных для хозяйственных целей в раннем возрасте. Наиболее перспективной и доступной для ввоза и разведения в России является эдильбаевская порода овец, имеющая выдающуюся мясную продуктивность. Порода была выведена в Казахстане народной селекцией, с 1930-х гг. велась целенаправленная селекционная работа с породой, выделены бирликский и суюндукский внутрипородные типы. Овцы обоих внутрипородных типов в 1992 г. были завезены из Казахстана в Волгоградскую область РФ, где было организовано хозяйство ООО «Эдильбай-Волгоград».
Нами проведен сравнительный анализ генома овец суюндукского и бирликского внутрипородных типов эдильбаевской породы посредством определения частоты встречаемости фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными микросателлитны-ми повторами.
Для более четкой дифференциации изучаемых внутрипородных типов нами проведена оценка их генофонда. Как известно, ISSR-PCR метод маркирования генофонда пород овец предоставляет возможность получения многолокусных полиморфных
спектров удобных при дифференциации животных как внутри вида на породы, так и при выявлении полиморфизма спектров внутри пород [1]. По дину-клеотидным праймерам суммарно получено меньше ампликонов, чем по тринуклеотидным, в частности по — 10 локусов, по — 5, по (GAG)6C — 8, наибольшее количество ампликонов — 17 получено при использовании в ПЦР праймера (СТС)6С. При этом при использовании праймера (AG)gC полиморфизм получен по 6 локусам (60 % от числа локусов в спектре), при использовании праймера ^А)дС — по 4 локусам (80 %), при использовании праймера (GAG)6C — всего по 3 локусам (37,5 %), при использовании праймера (СТС)6С полиморфизм обнаружен в 100 % локусов.
Следует сказать о различиях граничных значений длин ампликонов, получаемых при использовании указанных праймеров. При использовании праймеров ^А)дС и (GAG)6C все полученные ампликоны спектра имеют небольшую длину, при использовании первого праймера от 200 до 600 п. о., при использовании второго — от 400 до 850 п. о. При использовании праймеров (AG)9C и (СТС)6С полученные ампликоны имеют как малую, так и среднюю длину, нижняя граница длин локусов у обоих праймеров совпадает и равна 280 п. о., максимальная длина ам-пликонов, полученных при использовании праймера (AG)9C равна 1200 п. о., при использовании прайме-
□ Общее кол-во локусов в спектре □ в т.ч. полиморфных
Рисунок 1
Количество локусов в спектрах ISSR-PCR, полученных при использовании разных праймеров
Таблица 1
Распределение частоты встречаемости аллелей у овец эдильбаевской породы с использованием праймера (AG)9C
Длина ампликона, п. о. Внутрипородный тип Уровень значимости Стандартная ошибка
бирликский суюндукский
+ - + -
1200 0,2999 0,7001 0,3108 0,6892 1 0
1000 1 0 1 0 1 0
950 0,233 0,767 0,2037 0,7963 0,6696 0,0046
900 0,2204 0,7796 0,2584 0,7416 0,6695 0,0054
780 1 0 0,7764 0,2236 0,1942 0,0041
650 1 0 1 0 1 0
500 1 0 1 0 1 0
430 1 0 1 0 1 0
320 0,5387 0,4613 0,5918 0,4082 0,7762 0,0023
280 0,25 0,75 0,3292 0,6708 0,3874 0,0057
Таблица 2
Распределение частоты встречаемости аллелей у овец эдильбаевской породы с использованием праймера (GA)9C
Длина ампликона, п. о. Внутрипородный тип Уровень значимости Стандартная ошибка
бирликский суюндукский
+ - + -
600 1 0 1 0 1 0
500 0,4542 0,5458 0,4369 0,5631 0,8218 0,0034
400 0,1340 0,8660 0,0823 0,9177 0,4207 0,0068
290 0,3149 0,6851 0,4523 0,5477 0,1374 0,0049
200 0,6806 0,3194 1 0 0,0503 0,0017
ра (СТС)6С выявлены ампликоны большей длины, максимальное значение составило 1700 п. о.
Распределение частоты встречаемости аллелей у овец бирликского и суюндукского внутрипородного типа при анализе генома методом ISSR-PCR с использованием праймера (AG)gС представлено в табл. 1.
Полиморфизм по наличию-отсутствию амплико-на спектра выявлен по 6 из 10 локусов (60 %) у суюндукского внутрипородного типа и по 5 (50 %) у овец бирликского внутрипородного типа. Ампликоны длиной 1000, 650, 500 и 430 п. о. мономорфны и встречаются у всех изученных нами животных. По литературным данным, ампликоны размером 1000 и 650 п. о. характерны для овец породы асканийский многоплодный каракуль и таких аборигенных, выведенных народной селекцией, пород как сокольская, кулундинская, романовская. Кроме того, по данным В. И. Глазко и др. [1], ампликон длиной 1000 п. о. стабильно встречается у серой украинской породы скота, что говорит о консервативности данного локуса. Постоянно встречающийся у обоих внутрипородных типов овец ампликон длиной 500 п. о. и ампликон длиной 1200 п. о. (несмотря на свой полиморфизм с одинаковой частотой встречается у бирликских и суюндукских овец) могут быть охарактеризованы как породоспецифичные, в связи с тем, что ампликоны подобной длины не были описаны ни у одной из пород овец в предыдущих исследованиях. Интересно отметить, что ампликон размером 900 п. о., наблюдаемый нами в 22-25 % случаев у обоих внутрипородных типов эдильбаевской породы овец, в предыдущих исследованиях был обнаружен только у снежного барана и не наблюдался ни у одной из описанных по ISSR-полиморфизму пород домашних овец.
По локусу размером в 780 п. о. наблюдается не только внутрипородный полиморфизм, но и различная частота встречаемости у изучаемых внутрипородных ти-
пов. Различие составляет 32 %, то есть можно говорить о наличии тенденции к разделению типов по частоте встречаемости аллелей. Локусы длиной 950 и 280 п. о. полиморфны, частота присутствия ампликона в них не зависит от внутрипородного типа овцы, однако четко прослеживается их сцепленность с полом животного (для обоих локусов достоверность разности составляет Р < 0,01). По остальным полученным ампликонам сце-пленность с полом выявлена не была.
Распределение частоты встречаемости аллелей у овец бирликского и суюндукского внутрипородного типа при анализе генома методом ISSR-PCR с использованием праймера ^А)дС представлено в табл. 2.
Локус, имеющий длину 600 п. о., стабильно встречающийся у овец эдильбаевской породы характерен не только для изучаемой породы, но также обнаружен у таких пород как асканийский многоплодный каракуль, сокольская и кулундинская, романовская, а также у дикого близкородственного вида овец — снежного барана [1, 2]. Кроме того, у обоих внутрипородных типов овец эдильбаевской породы встречается ампликон длиной 480-500 п. о., который в проанализированных нами исследованиях наблюдался только у снежного барана. По локусу размером 200 п. о. аллельный полиморфизм наблюдается только у овец бирликского внутрипородного типа, при этом наблюдаются различия в частотах встречаемости аллелей между внутрипородными типами: у суюндукских не встречается рецессивный (отсутствующий) вариант, различие составляет 32 %, разность достоверна при Р < 0,05. Локус длиной 290 п. о. полиморфен, по данным предыдущих исследований он также в полиморфном состоянии встречается у романовской породы овец. Однако романовские овцы из разных хозяйств, по данным Ю. А. Столповского и др., практически не отличались по частоте встречаемо-
Аграрный вестник Урала N° 6 (112). 2013 г. чД?
____________________Ветеринария
Таблица 3
Распределение частоты встречаемости аллелей в зависимости от пола у овец эдильбаевской породы
с использованием праймера (AG)9C
Длина ампликона, п. о. Пол животного Уровень значимости Стандартная ошибка
матка ба ран
+ - + -
1200 0,2697 0,7303 0,3406 0,6594 0,403 0,007
1000 1 0 1 0 1 0
950 0,1403 0,8597 0,3084 0,6916 0,0155 0,0019
900 0,1835 0,8165 0,2929 0,7071 0,1491 0,006
780 0,7418 0,2582 0,7915 0,2085 0,6756 0,0032
650 1 0 1 0 1 0
500 1 0 1 0 1 0
430 0,8457 0,1543 0,8526 0,1474 1 0
320 0,5120 0,4880 0,6175 0,3825 0,4025 0,0064
280 0,1835 0,8165 0,4094 0,5906 0,0051 0,0013
Таблица 4
Распределение частоты встречаемости аллелей в зависимости от пола у овец эдильбаевской породы
с использованием праймера (CTC)6C
Длина ампликона, п. о. Пол животного Уровень значимости Стандартная ошибка
матка баран
+ - + -
1700 0,3841 0,6159 0,5149 0,4851 0,3525 0,0056
1600 0,5087 0,4913 0,6570 0,343 0,4605 0,0043
1400 0,4920 0,508 0,5149 0,4851 1 0
1300 0,3675 0,6325 0,5000 0,5000 0,3534 0,0051
1150 0,4523 0,5477 0,6349 0,3651 0,2834 0,0059
1000 0,5170 0,483 0,5149 0,4851 1 0
980 0,5170 0,483 0,5149 0,4851 1 0
850 0,5601 0,4399 0,3876 0,6124 0,2966 0,0039
790 0,4920 0,508 0,4577 0,5423 1 0
740 0,6408 0,3592 0,3583 0,6417 0,039 0,0024
680 0,6838 0,3162 0,1956 0,8044 0,0005 0,0002
620 0,3945 0,6055 0,5149 0,4851 0,5143 0,0042
530 0,4523 0,5477 0,4410 0,5590 1 0
460 0,4043 0,5957 0,4410 0,5590 1 0
370 0,4320 0,568 0,5149 0,4851 0,74 0,0024
320 0,4612 0,5388 0,5000 0,5000 1 0
280 0,4320 0,568 0,5000 0,5000 0,7392 0,0027
сти указанного локуса [3], а у эдильбаевских овец наблюдается тенденция к обнаружению различий, специфичных для внутрипородных типов. Вероятно локус длиной 290 п. о., несет в себе информацию, которая не подвергается изменениям у романовской породы овец, но весьма изменчива под влиянием селекционного процесса у эдильбаевской породы, что указывает на возможное маркирование продуктивных качеств овец.
По праймеру (GAG)6C полиморфизм выявлен только по трем локусам из восьми, что составляет 37,5 %, однако ни по одному из них не наблюдается достоверных отличий по частоте встречаемости аллелей между внутрипородными типами.
Обратная картина наблюдается при анализе генома эдильбаевских овец по праймеру (СТС)6С: все 17 выявленных нами локусов полиморфны, но ни по одному из них не наблюдается зависимость частоты встречаемости аллеля от внутрипородного типа. Ло-кусы с длиной ампликона 740 и 680 п. о. с достоверностью Р < 0,05 и 0,001, соответственно, зависят от
половой принадлежности животного. Так как много большая частота встречаемости этих локусов наблюдается у ярочек, вероятно, указанные локусы располагаются на Х-хромосоме.
Средний уровень гетерозиготности и генетическое расстояние, рассчитанное по №і, 1978 для бирликского и суюндукского внутрипородного типа представлен в табл. 5.
Средний уровень гетерозиготности изучаемых вну-трипородных типов по праймерам (СТС)6С и (GAG)6C практически одинаков. Праймер (СТС)6С, как уже было указано, не информативен, несмотря на большую по-лиморфность спектров ампликонов. По двум другим праймерам наблюдается преобладание одного внутри-породного типа над другим: по (AG)9C — суюндукско-го, по ^А)9С — бирликского. По двум другим праймерам наблюдается преобладание одного внутрипо-родного типа над другим: по (AG)9C — суюндукско-го, по ^А)9С — бирликского. По праймеру (AG)9C животные бирликского внутрипородного типа более
Таблица З
Данные о среднем уровне гетерозиготности и генетических расстояниях для изучаемых внутрипородных типов
эдильбаевской породы овец
Праймер Средний уровень гетерозиготности по внутрипородному типу Генетическое расстояние между вну-трипородными типами
бирликский суюндукский
(AG)0C 0,1996 0,2S50 0,0173
(GA)0C 0,434S 0,2277 0,0056
(GAGLC 0,16S1 0,15S3 0,0009
(CTCLC 0,3S41 0,3S47 0,0047
уравнены между собой, при этом была утрачена часть генофонда, таким образом, суюндукские остаются носителями некоторой специфической части генофонда эдильбаевской породы — рецессивного аллеля локуса длиной 780 п. о. По праймеру ^А)дС, только у бирликских овец наблюдается рецессивный аллель локуса, длиной 200 п. о. По всей вероятности, в процессе совершенствования внутрипородных типов указанные локусы в наибольшей степени подвергались селекционному давлению. Менее заметным изменениям в процессе селекции подвергся ло-кус длиной 290 п. о. по праймеру ^А)дС.
Таким образом, бирликский и суюндукский вну-трипородные типы овец эдильбаевской породы отличаются по спектрам продуктов амплификации ISSR-PCR: частотой встречаемости локусов длиной 780 п. о. по праймеру (AG)gC, и длиной 200 и 290 п. о. по праймеру ^А)дС. По информативности праймеры, содержащие динуклеотдиные коровые мотивы, превосходят тринуклеотидные. Обнаружены достоверные различия между полами при анализе ISSR-PCR спектров, полученных с использованием праймеров ^)дС и (СТС)6С.
Литература
1. Глазко В. И., Столповский Ю. А., Феофилов А. В., Кол Н. В. Распределение фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами ди- и тринуклеотидных микросателлитов, в геномах серого украинского скота // Известия ТСХА. 2009. № 1. C. 155-162.
2. Дымань Т. Н., Городная А. В., Тарасюк С. И., Сипко Т. П., Кушнир А. В., Глазко В. И. Участие маркеров структурных генов и анонимных последовательностей ДНК в генетической дифференциации у видов рода Ovis aries hivicola borealis // Цитология и генетика. 2000. № 6. C. 49-59.
3. Столповский Ю. А., Кол Н. В., Лапшин А. В., Сулимова Г. Е., Глазко В. И. Полиморфизм молекулярно-генетических маркеров у овец романовской породы // Известия ТСХА. 2008. № 2. C. 48-54.
