Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Генетические особенности лошадей стандартбредной рысистой породы и их использование в селекции

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Генетические особенности лошадей стандартбредной рысистой породы и их использование в селекции"

На правах рукописи

ГАВРИЛИЧЕВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЛОШАДЕЙ СТАНДАРТБРЕДНОЙ РЫСИСТОЙ ПОРОДЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ

06.02.01 — разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ДИВОВО - 2004

Работа выполнена и Государственном научном учреждении Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент

Храброва Людмила Александровна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор

Захаров Виктор Алексеевич

Защита состоится 21 декабря 2004 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д006.018.01 при ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства.

Адрес института: 391105, Рязанская область, Рыбновский район, п. Дивово, п/о Институт коневодства

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института коневодства.

Автореферат разослан /4 ноября 2004 года

Ученый секретарь

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Халилов Руслан Аметович

Ведущая организация: ВГОУ ВПО «Московская

государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина»

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стандартбредный рысак является резвейшей призовой породой, которая благодаря своей высокой работоспособности и скороспелости завоевала ипподромы многих стран мира, в том числе и России. Скрещивание американского и орловского рысаков в начале XX века успешно завершилось созданием русской рысистой породы. В дальнейшем, начиная с 1960-х годов, в целях повышения резвости лошадей русской рысистой породы начался завоз стандартбредных рысаков и их последующее чистопородное разведение в России.

Особенность разведения стандартбредного рысака заключается в ограниченном количестве линий и интенсивном использовании выдающихся по резвости жеребцов. В линейной структуре современного состава производителей на протяжении ряда десятилетий доминируют две ведущие линии - Воломайта и Скотленда, выходящие из старой линии Питер Тзи Грейта. Такая своеобразная генеалогическая структура американской рысистой породы является уникальной моделью для изучения селекционных процессов на генетическом уровне и возможностей использования маркер-вспомогательной селекции при разведении американского и русского рысаков.

Использование маркерных генов для контроля происхождения лошадей уже вошло в практику коневодства многих стран. Сегодня наиболее актуальной задачей является разработка стратегии маркер — вспомогательной селекции в коневодстве, включающая теоретические и практические аспекты генетического мониторинга. Одна из основных задач генетического мониторинга - это поддержание в популяциях генетического разнообразия, что является необходимым условием для творческой селекционной работы. Решение этих задач требует как обобщения мирового опыта, так и проведения специальных исследований аллелофонда лошадей отечественных пород (Дубровская P.M., Стародумов 1995; Храброва Л.А., 2001).

Высокий генетический потенциал работоспособности стандартбредного рысака обусловил необходимость изучения его аллелофонда по полиморфным системам крови с целью повышения точности генотипической оценки лошадей.

Представленная к защите диссертационная работа "Генетические особенности стандартбредной рысистой породы и их использование в селекции" входит в тематический план ГНУ ВНИИ коневодства по программе отделения зоотехнии Россельхозакадемии «Разработать научные основы эффективного использования и дальнейшего повышения генетического потенциала сельскохозяйственных животных и на основе современных достижений науки создать ресурсосберегающие технологии производства высококачественной продукции для хозяйств с разной формой собственности по регионам

страны» (тема 01.01, номер государственной регистрации 01.200.114180).

Цель и задачи исследований. Целью проводимых исследований являлось изучение особенностей генетической структуры стандартбредного рысака по полиморфным системам крови и их использование в селекции. В связи с этим было необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить особенности генетической структуры отечественной популяции стандартбредного рысака по 6 полиморфным системам крови, включая альбумин, грансферрин, эстеразу и A, D и К группы крови.

2. Провести генетический мониторинг аллелофонда племенного поголовья лошадей ведущих хозяйств этой породы по полиморфным системам крови за период с 1970 по 2000 годы.

3. Выявить генетические особенности основных линий и маточных семейств стандартбредной рысистой породы по частотам изученных локусов.

4 Изучить влияние степени инбридинга на уровень гомозиготности лошадей по изучаемым системам крови, а также связь уровня инбридинга с резвостью американского рысака.

5. Определить эффективность использования полиморфных систем крови при контроле происхождения лошадей американской стандартбредной породы.

Научная новизна. Впервые изучены особенности генетической структуры сгандартбредной рысистой породы лошадей по шести полиморфным системам белков и групп крови, включая аллелофонд 3 заводских субпопуляций, а также основных генеалогических линий и маточных семейств. Впервые был проведен генетический мониторинг аллелофонда племенного ядра ведущих конных заводов и породы в целом за период с 1970 по 2000 годы. Проанализированы возможности использования полиморфных белков (трансферрина, альбумина, эстеразы) и антигенов системы D групп крови в качестве генетических маркеров при селекции лошадей американской стандартбредной породы. Изучено влияние степени инбридинга на уровень гомозиготности и работоспособность стандартбредных рысаков.

Теоретическая и практическая значимость. В результате проведенных исследований выявлены особенности генетической структуры стандартбредной рысистой породы, характеризующейся низким уровнем генетического разнообразия и высокой степенью консолидированности аллелофонда. Проведенный генетический мониторинг показал, что разведение стандартбредного рысака в течение последних десятилетий сопровождалось снижением генетического разнообразия у жеребцов-производителей, но стабильным поддержанием аллелофонда маточного поголовья. Проведенная генетическая паспортизация генеалогической структуры породы выявила более выраженные различия между

представительницами разных маточных семейств, в значительной мере определяющих степень генетической дифференциации породы. Установлена возможность использования полиморфных систем крови для оценки индивидуальной степени гегерозиготности лошадей и контроля за нарастанием гомозиготности при использовании инбридинга. Полученные результаты являются материалом для разработки концепции маркер-вспомогательной селекции в коневодстве.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на международных конференциях молодых ученых: ВИЖ, 2002; Ульяновская ГСХА, 2003; Рязанская ГСХА, 2004, а также на координационных совещаниях по коневодству (ВНИИ коневодства 2002 и 2003 гг.) и ученом совете ВНИИ коневодства (2004 г.).

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 150 страницах компьютерного текста и состоит из введения, методики, 5 разделов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, предложений производству и приложения. Включает 31 таблицу и 28 рисунков. Список используемой литературы содержит 182 источника, в том числе 58 на иностранных языках. По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Материалы и методика исследований. Изучение особенностей генетической структуры по локусам полиморфных белков (трансферрина, альбумина, эстеразы) и системам A, D и К групп крови проводили у 684 лошадей стандартбредной рысистой породы ведущих хозяйств России (ГУП «Адыгейское», Злынский к/з и Кубанская ГЗК). В исследования были включены все лошади племенного ядра породы, включая 102 жеребцов-производителей, 316 маток и 266 голов молодняка.

Все животные были протипированы по полиморфным локусам трансферрина, альбумина, эстеразы и антигенам трех систем групп крови в лаборатории иммуногенетики ГНУ ВНИИ коневодства.

Генотипы полиморфных белков определяли методом горизонтального электрофореза в крахмальном геле (Smithis, 1955), модифицированным В. Gahne (1966) для тестирования крови лошадей. Эритроцитарные антигены определяли при помощи серологических реакций, используя 13 моноспецифических сывороток-реагентов: анти Аа, Ad, Da, Db, Dc, Dd, De, Df, Dg, Dh, Dk, Dm и Ка, идентифицированных с международными эталонами.

Генетическую структуру заводских популяций стандартбредной рысистой породы лошадей, ее линий и маточных семейств анализировали по частотам генотипов и генов в локусах полиморфных белков и системы D групп крови, уровню полиморфности и степени гетерозиготности. Кроме того, в исследованных популяциях была проведена проверка генного равновесия и определены коэффициенты генетического сходства лошадей разных рысистых пород.

Генетический мониторинг племенного ядра проводили раздельно по группам жеребцов-производителей и маток за период с 1970 по 2000 годы по десятилетним периодам. При этом анализировали динамику основных показателей генетико-популяционного анализа: частоты встречаемости генов, уровень полиморфности и степень гетерозиготности исследуемых локусов.

Определение эффективности контроля происхождения лошадей отдельно по лскусам проводили по формуле Джемисона (1965), а по сумме четырех вместе взятых локусов по формуле Винера (1930).

Генетико-популяционный анализ популяций по общепринятым методикам (Меркурьева Е.К., 1977, Дубровская P.M., Стародумов И.М., 1995).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Характеристика аллелофонда отечественной популяции американского рысака по полиморфным системам крови

Аллелофонд популяции лошадей стандартбредной рысистой породы (п=684) характеризуется пониженным генетическим разнообразием и имеет ряд особенностей по частотам встречаемости генов и генотипов в изученных локусах, уровню гомозиготности и полиморфности.

Методом горизонтального электрофореза в крахмальном геле у стандартбредных рысистых лошадей было идентифицировано только 7 типов белка - ББ^ ЕБ, Ор.. БО. БЫ. БО, БЫ, которые контролируют 4 аллельных гена - ТЛ". Т?. Т^ и Т^ (табл.1). В отмеченном локусе не выявлен аллель Тг\ встречающийся у орловских и русских рысаков.

К числу наиболее распространенных генотипов трансферрина относятся типы: Tf FF (50,1%) и Tf DF (37%). Частоты остальных 5 генотипов в убывающем порядке располагаются следующим образом: TfDD (5,6 %) > TfFO (4,8%) > Tf DO (1,9%) > Tf DR и Tf FR (0,3%).

Таблица 1

Частота встречаемости аллелей локуса трансферрина у _лошадей стандартбредной рысистой породы_

Аллель

Хозяйство п М±m М±т М±т М±т

Б Б О Я

ГУП «Адыгейское» 38 0,2105 ±0,0468 0,7895 ±0,0468 - -

Злынский к/з 91 0,2692 ±0 0399 0,6703 ±0 0348 0,0549 ±0 0741 0,0056 ±0 0055

Кубанская ГЗК 361 0,2798 ±0,0104 0,6896 ±0 0172 0,0278 ±0,0061 0,0028 ±0 0019

Другие хозяйства 194 0,1985 ±0 0202 0,7577 ±0,0218 0,0412 ±0 0101 0,0026 ±0 0026

По породе 684 0,2515 ±0,0117 0,7120 ±0,0122 0,0336 ±0,0049 0,0029 ±0,0014

Во всех заводских популяциях стандартбредной породы с высокой частотой встречались лошади с генотипом Tf FF (43,9-58,2%). Высокая концентрация отмечена и у аллеля с небольшими

колебаниями (0,2798 - 0,1985) в отдельных популяциях. Сравнительно редкими у обследованных рысаков оказались аллели

ТГ и Tf*, частота

которых составила 0,0336 и 0,0029 соответственно. Причем оба этих аллеля отсутствовали у лошадей ГУП «Адыгейское».

Эта генетическая особенность американского рысака является его отличительной чертой от других рысистых пород, что ранее было отмечено отечественными и зарубежными учеными (Храброва Л.А., 1980; Дубровская P.M., 1982, 1986; Vasenius L. e.a., 1978; Cothran E.G. e.a., 1987 и др.).

Локус альбумина у стандартбредных рысаков, как и у всех других пород, представлен двумя аллелями (А1а и А1в ). При этом частота аллеля А1А у стандартбредных лошадей выше частоты А1 и равна 0,576, что можно считать особенностью этой породы (табл. 2).

Таблица 2

Частота встречаемости фенотипов и аллелей локуса альбумина у лошадей стандартбредной рысистой породы

Хозяйство n Фенотип, % Аллель, дол.ед.

АА АВ ВВ А В

М±т М+т

ГУП «Адыгейское» 38 18,4 68,4 13,2 0,5263 ±0 0573 0,4737 +0,0573

Злынский к/з 94 18,1 62,8 19,1 0",5Т10 +0-0365 0,4890 +0 0365

Кубанская ГЗК 355 31,3 52,7 16,0 ±05665 +0,0186 0,4335 +0,0186

Другие хозяйства 197 37,6 52,3 10,1 0,6469 + 0 0241 0",353Т +0,0241

По породе 684 30,8 54,5 14,7 0,5760 +0,0134 0,4240 +0,0134

А1 АВ и А1 ВВ), из которых чаще других встречается Al AB (54,5%). Частота фенотипов альбумина А1 АА и А1 ВВ равна соответственно 30,8% и 14,7%.

Система эстеразы в популяции американского рысака была представлена шестью аллотипами фермента (Es FF, Els FG, Es FI, Es GG, Es GI, Es II), контролируемых тремя аллелями - Es , Es°, Es1 (табл. 3). При этом генотипы большинства особей этой породы представлены аллелем Es1 (0,5710). Частота аллелей Eis и, особенно, Esg значительно уступает концентрации аллеля Es1 и равна соответственно 0,3446 и 0,0844. Чаще других у американских рысаков встречается фенотип Es FI (42,5%), несколько реже фенотип Es II (31,1%) и самая низкая частота встречаемости отмечена у фенотипа Es GG(l,2%).

Таблица 3

Частота встречаемости фенотипов и аллелей локуса эстеразы у лошадей стандартбредной рысистой породы

Хозяйство

П

Фенотип,%

ЕЕ ЕС Е1 СС

10,5 13,1 28,9 5,3

20,6 5,9 26,5 5,9

13,8 4,6 46,9 0,9

3,0 2,9 40,6 0,6

10,8 4,8 42,5 1,2

и

Аллель, дол.ед.

Б С I

М±т М+т М+т

0,316 +0,053 0,224 +0,047 0,461 +0,057

0,368 +0,058 0,206 +0,049 0,426 +0,059

0,396 ±0,019 0,066 +0,009 0,537 +0,019

0,247 ±0,023 0,064 +0,013 0,688 +0,025

0,345 +0,014 0,084 +0,008 0,571 +0,014

«Адыгейское»

38

21,1

21,1

Злынский

к/з

34

23,5

17,6

Кубанская

гзк

326

7,1

26,7

Другие хозяйства

170

8,8

44,1

По породе

568

9,6

31,1

Изучение полиморфизма антигенов 3-х систем групп крови А, Б и К у лошадей стандартбредной рысистой породы с помощью имеющейся панели сывороток-реагентов показало, что практически все стандартбредные лошади имеют сходные фенотипы А"1 в системе А групп крови.

Наибольший полиморфизм был отмечен среди антигенов системы Б групп крови, которые контролируются у лошадей стандартбредной рысистой породы 8 аллелями (табл. 4).

Таблица 4

Частота встречаемости аллелей системы Б групп крови у _лошадей стандартбредной рысистой породы_

ХОЗЯЙСТВО

Аллель М±т ГУП «Адыгейск.» Злынский к/з Кубанская ГЗК Другие хозяйства По породе

п=43 п=47 п=327 п=177 п=594

аё 0 0,0213 +0,0149 0,0183 +0,0052 0,0141 +0,0063 0,0160 +0,0036

Ьст 0,0233 +0,0184 0,0213 +0,0149 0,0015 +0,0015 0,0113 +0,0056 0,0076 +0,0025

cgm 0,4535 +0,0557 0,6809 +0,0481 0,4985 +0,0195 0,4605 +0,0265 0,4983 +0,0146

се§т 0,0233 +0,0184 0,0213 +0,0149 0,0076 ±0,0034 0,0254 +0,0084 0,0152 +0,0036

ёе 0,1977 +0,0478 0,0851 +0,0288 0,2080 +0,0159 0,1610 +0,0195 0,1835 +0,0113

0,2326 +0,0505 0,1489 +0,0367 0,1575 +0,0142 0,1836 +0,0206 0,1703 +0,0110

dhgm 0 0,0213 +0,0149 0,0168 +0,0050 0,0621 +0,0128 0,0295 +0,0049

0,0698 +0,0309 0 0,0917 +0,0113 0,0820 +0,0146 0,0780 +0,0079

Анализ генотипов американских рысаков по Б-системе групп крови выявил очень высокую частоту встречаемости аллеля О4"1 (0^4983).()Также типичными для лошадей этой породы являлись аллели Ь е и ГУ"1^ с частотой встречаемости 0,1835 и 0,1703. Обычные для лошадей других пород аллели В1"1, О**"1, ВИ8т, 0<и,®т и ^ встречались очень редко (0,0076 - 0,0780). Можно с уверенностью предположить, что именно длительный отбор по резвости обусловил консолидацию генофонда американского рысака даже в большей степени, чем лошадей чистокровной верховой породы.

Сравнение генетической структуры заводских субпопуляций показывает, что, наряду с сохранением породных особенностей, между лошадьми разных племенных хозяйств имеются определенные различия. Так, например, лошади ГУП 'Адыгейское" отличаются от лошадей других хозяйств отсутствием редких аллелей Т^, О"1 и

£уН1§01

Сравнительный анализ аллелофоида лошадей отечественной популяции американской стандартбредной породы с таковыми других рысистых пород был проведен по аллелям четырех полиморфных локусов (Л1, Tf, Es и D-система групп крови). Коэффициенты генетического сходства между лошадьми американской (популяции России и США), русской и орловской рысистыми породами приведены на диаграмме (рис. 1).

Рисунок 1. Коэффициенты генетического сходства между рысаками разных пород

Коэффициенты генетического сходства лошадей рысистых пород очень высоки, что подтверждается их происхождением. Самый высокий показатель генетического сходства, как и следовало ожидать, имеют лошади одной породы - американской стандартбредной, но разводимые в разных странах. Наименьший показатель генетического сходства отмечен между орловскими и американскими рысаками (популяции России и США - 0,8076 и 0,8080 соответственно).

Мониторинг генетической структуры американского рысака за период с 1970 по 2000-е годы

Генетический мониторинг представляет совокупность мер по контролю и управлению процессом разведения и совершенствования животных с использованием традиционных зоотехнических и генетических методов. Результаты изучения генетической структуры племенного ядра отечественной популяции стандартбредной рысистой породы по полиморфным локусам, включающие раздельную оценку жеребцов и маток за последние 30 лет, представлены в таблицах 5-8.

В локусе трансферрина на протяжении всего исследуемого периода (с 1970 по 2000 гг.) у жеребцов и маток преимущественное распространение имел аллель Т^ с частотой встречаемости 0,6282 - у жеребцов и 0,7438 - у маток (табл. 5).

Таблица 5

Динамика генетической структуры стандартбредной рысистой породы по локусам трансферрина, альбумина и эстеразы в период с 1970 по 2000 гг.

0,4286 ±0,1323

Tf

0,428 5 ±0,1323

0,6667 ±0,0641

0,7353 ±0,0757

0,6545 ±0,0474

0,6591 ±0,0505

0,7418 ±0,0324

0,6282 ±0,0557

О

0,1429 ±0,0935

0,0741 ±0,0356

0,0294 ±0,0289

0,0455 ±0,0199

0,0114 ±0,0113

0,0385 ±0,0143

0,0256 ±0,0179

Al

Л

0,2857 ±0.1207

0,4074 ±0,0669

0,5000 ±0,0857

0,3818 ±0,0463

0,6341 ±0,0535

0,4835 ±0,0370

0,6923 ±0,0523

0,7143 ±0,1207

0,5926 ±0,0669

0,5000 ±0,0857

0,6182 ±0,0463

0,3659 ±0,0532

0,5165 ±0,0370

0,3077 ±0,0523

0,3750 ±0,1712

0,3750 ±0,1712

0,1667 ±0,0761

0,2763 ±0,0513

0,3214 ±0,0624

0,4444 ±0,0414

0,2051 +0,0497

О

0,1250 ±0,116?

0,1250 ±0,0137

0,1250 ±0,0675

0,1842 ±0,0445

0,0714 ±0,0344

0,1042 ±0,0255

0,0979 ±0,0336

0,5000 ±0,0857

0,5000 ±0,1769

0,7083 ±0,0928

0,5395 ±0,0572

0,7321 ±0,0549

0,4514 ±0,0415

0,6970 ±0,0415

Р

В

Р

I

В локусе альбумина у американских рысаков (и у жеребцов и у кобыл) в 70-е годы с высокой частотой преобладал аллель А1В. В последующие годы в связи с импортом большого количества гомозиготных по аллелю А1а жеребцов стандартбредной рысистой породы происходило постепенное изменение соотношения аллельных частот локуса альбумина в сторону заметного снижения частоты аллеля А1В. И, как следствие, в современной популяции концентрация аллеля А1а стала в 1,5 раза выше, чем А1В.

В системе эстеразы у стандартбредных рысаков самую высокую частоту встречаемости имел аллель Ее1, причем, начиная с 80-х годов, наблюдается повышение частоты этого аллеля. Интересно отметить, что у жеребцов современного производящего состава этот показатель выше, чем у маток примерно на 0,2. Минимальную частоту имеет аллель и, как следствие, наблюдается тенденция к элиминации этого аллеля (отмечено уменьшение частоты с 0,1250 до 0,0979 - у жеребцов и с 0,1250 до 0,0708 - у маток).

Таблица 6

Динамика частот аллелей A, D и К систем групп крови

стандартбредной рысистой породы в период с 1970 по 2000 гг.

л 1970-е гг. 1980-е гг. 1990-е гг. 2000-е гг.

>— о й о. <и п; о с? ? с? ? с? ?

< п=3 п=8 п=18 п=50 п=46 п=88 п=42 п=124

а 3(1 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 Ж Ш ш ю

- 0 0 0 0 0.043'; ±0,0163 м ж2 ш

а(1 0 ш 0 ш ш ж 0 ш

сет Ж м т ш 0.447'» ».050» т ш 0,4798 4)5,0317

се|;т 0 0 0 0 Ш »9 т 1»

о ¿с 0.2500 ±0,2165 т 0.1000 ¿0,0671 ш й!ом1 ¿ш ш ш

<1к(0 0,2500 ±0,2165 0,3889 ж и 49 0,1000 £5,0671 0.3800 я,0464 0,156.5 ±0,0371 0.2071 й.0254 0,2143 ±0,0438 0,1451 ±0,0204

0 0 ш Ж 0,156» ±0,0371 Ж т 0,0121 ±15.0069

0 0 ю 0.0200 ±0.0140 0.031» ±0,0313 ш ш ш

к а ш 0,1502 £0,0188 ш ш Ж5. те ш

- ш ш т да ш 0.7385 й.0335 м 0,7164 ±4.0380

В результате исследования динамики частот встречаемости аллелей в А, Б и К системах групп крови американской стандартбредной породы было выявлено, что на протяжении всего исследуемого периода данная порода характеризовалась сравнительно высокой концентрацией аллелей А8*1, Ос , О*15, О""1® и К* (табл. 6).

При анализе динамики степени гетерозиготности четырех локусов у кобыл и жеребцов американской стандартбредной породы нами были отмечены следующие особенности. Во всех исследованных периодах (1970-е, 1980-е, 1990-е и 2000-е годы) степень гетерозиготности кобыл была выше, чем у жеребцов. При этом в течение двух последних десятилетий степень гетерозиготности кобыл и жеребцов стабилизировалась, несмотря на импорт рысаков, и составила 50% у жеребцов и 58% у кобыл (табл. 7). Самую высокую степень гетерозиготности во все периоды имела Б-система групп крови (в среднем 70,5%). В отличие от других пород у стандартбредных лошадей была выявлена исключительно низкая гетерогенность трансферринового локуса (45,7%).

Таблица 7

Динамика гетерозиготности (Са) полиморфных локусов у лошадей

стандартбредной рысистой породы в период с 1970 по 2000 гг.

Период группа п Локус, % Са

А! т- Б

1970-е гг. жеребцы 7 57,14 28,57 50,00 100,00 58,93

кобылы 27 51,85 62,96 71,44 93,33 69,90

1980-е гг. жеребцы 17 64,71 35,29 58,33 29,41 46,94

кобылы 55 40,00 54,54 60,52 87,79 60,71

1990-е гг. жеребцы 44 58,54 45,45 56,43 55,56 54,00

кобылы 91 59,34 41,86 62,50 72,22 58,98

2000-е гг. жеребцы 39 41,18 61,54 44,69 52,94 50,24

кобылы 121 64,15 35,54 60,42 72,44 58,14

В среднем на локус 54,61 45,72 58,04 70,46 57,23

Американская стандартбредная порода лошадей, на протяжении длительного времени селекционируемая по одному признаку -резвости, характеризуется пониженным уровнем полиморфности большинства локусов, а также средним уровнем полиморфности, рассчитанным по шести полиморфным локусам (табл. 8).

Некоторый рост уровня полиморфности, как в группе жеребцов, так и в группе кобыл, наблюдался на протяжении всего периода исследований в локусах А и Б-систем групп крови. В локусах трансферрина, альбумина, К-системы групп крови и, особенно, эстеразы уровень полиморфности имел тенденцию к снижению независимо от пола лошадей.

Таблица 8

Динамика уровня полиморфности локусов у лошадей стандартбредной рысистой породы в период с 1970 по 2000 гг.

Период группа Локус Ср. уров. полим.

А1 Es А D К

1970-е гг. жеребцы 2,58 1,69 2,46 1,00 2,67 1,95 2,06

кобылы 1,93 1,93 2,46 1,00 3,17 2,00 2,08

1980-е гг. жеребцы 1,54 2,00 1,83 1,00 2,74 1,34 1,74

кобылы 1,92 1,89 2,49 1,00 3,18 1,89 2,06

1990-е гг. жеребцы 1,99 1,87 1,55 1,09 3,75 1,59 1,97

кобылы 1,67 2,00 2,43 1,07 3,24 1,63 2,01

2000-е гг. жеребцы 1,94 1,74 1,86 1,17 3,54 1,47 1,95

кобылы 1,71 1,92 2,29 1,05 3,27 1,68 1,99

В среднем на локус 1,81 1,91 2,22 1,06 3,31 1,65 1,99

Следует отметить, что значение среднего уровня полиморфности у кобыл во всех периодах продуцирования было несколько выше, чем у жеребцов. Однако в современной популяции лошадей американской стандартбредной породы разница этого показателя оказалась незначительной (1,95 - у жеребцов и 1,99 - у кобыл).

Генетическая характеристика линий и основных маточных семейств по полиморфным системам

В современной линейной структуре стандартбредной рысистой породы доминируют, как и в прежние десятилетия, две ведущие линии - Воломайта и Скотленда. При изучении распределения генов и типов исследуемых локусов у американских рысаков отечественной популяции, в зависимости от принадлежности к линиям и маточным семействам, было выявлено существование определенной внутрипородной генетической структуры по изучаемым системам.

Проведенный анализ сложившейся генеалогической структуры выявил, что представители линий Воломайта и Скотленда практически не имеют существенных различий в частотах встречаемости аллелей, но различаются по уровню полиморфности и степени гетерозиготности исследуемых локусов. Выявленное сходство генетического профиля этих двух линий вероятнее всего обусловлено тем, что в родословных лошадей стандартбредной породы неоднократно встречаются потомки обеих ветвей, восходящих к Питер Тзи Грейту.

При анализе генетических характеристик заводских маток было выявлено, что маточные семейства в большей степени, чем линии, различаются по наличию и частотам встречаемости типов и генов

изучаемых полиморфных локусов. При этом для кобыл всех 10 семейств было характерно преобладание таких аллелей, как Еб1 и 0С8га, типичных для породы в целом.

В то же время было установлено, что между матками большинства семейств имеются различия по концентрации типов и генов исследуемых локусов. Особенно заметно выделялись представительницы семейств Анжелик, Хэппи Тьюн, Ройял Серенаде и Грин Айз. При высокой встречаемости аллеля О08™ (порядка 0,5000), в некоторых семействах зафиксировано преобладание аллелей Э41 или а в семействе Ройял Серенаде с достаточно высокой частотой встречается и устойчиво передается редкий для породы аллель О"1.

Высокие коэффициенты генетического сходства были выявлены между семействами Флора Ворти и Лекинг Леди (0,9867), Скоч Мисс Моррис и Лекинг Леди (0,9856), Квайт Э Гел и Джипси Ди (0,9854), Флора Ворти и Ройял Серенаде (0,9813). Такое близкое генетическое сходство можно объяснить как общностью происхождения отдельных кобыл (Флора Ворти и Ройял Серенаде), так и тем, что в формировании большинства маточных семейств участвовали одни и те же жеребцы-производители (Микс Гановер, Реприз, Алый Мак и др.).

Влияние инбридинга на уровень гомозиготности стандартбредных лошадей по полиморфным системам крови

Особенностью племенной работы с американской стандартбредной породой лошадей является широкое использование родственного разведения, что нашло отражение в сравнительно высокой средней степени инбридинга у протестированных лошадей (Б =2,82), при этом у жеребцов-производителей он был несколько выше (Б=3,1), чем у маток (Б=2,69).

жеребцы —■—кобылы "■"■'средняя гомозиготность '

Рйсунок 2. Изменение уровня гомозиготности при различных коэффициентах инбридинга

Основная часть жеребцов и кобыл имела среднюю степень инбридинга на уровне 2,1-3,0. При изучении динамики уровня гомозиготности в зависимости от уровня инбридинга было установлено, что самую низкую гомозиготность имели лошади с небольшими значениями инбридинга (от 1,1 до 2%). Полученные данные показали, что и у жеребцов, и у кобыл степень гомозиготности по мере нарастания инбридинга изменялась скачкообразно. При этом повышение инбридинга не всегда сопровождается увеличением степени гомозиготности.

Связь уровня инбридинга с резвостью лошадей стандартбредной

рысистой породы

При анализе резвости лошадей, полученных при родственном разведении, было обнаружено, что по мере увеличения степени инбридинга резвость изменяется несущественно. Высокие показатели резвости были получены у лошадей с различным уровнем инбридинга. Так, среди жеребцов самыми резвыми оказались особи как с уровнем инбридинга Б=0 (1.55), так и Б=7,1-8,0 (1,57). При этом на графике кривые резвости жеребцов отечественного и импортного разведения практически дублировали друг друга. Наиболее резвые кобылы также были получены при использовании разных степеней инбридинга: при аутбредном спаривании Р=0 (2.13,9), при умеренном Б=2,1-3,0 (2.12,7), и высоком уровне Р=8,0 и более (2.08,1). Важно отметить, что характер изменения резвости по мере увеличения инбридинга у жеребцов и кобыл практически совпадал, и при скачкообразном профиле кривых прослеживалась тенденция увеличения резвости.

Рисунок 3. Изменение резвости при различных коэффициентах инбридинга

Эффективность использования полиморфных белков, ферментов и групп крови при контроле происхождения и идентификации

лошадей

Оценка эффективности использования изучаемых полиморфных локусов при генетической сертификации у лошадей стандартбредной рысистой породы показала, что наиболее действенными при контроле происхождения лошадей являются локус эстеразы и Б-система групп крови.

При типировании сывороточной эстеразы, включающей три аллеля, можно установить до 28,2% ошибок в записях родословных лошадей, а Б-системы групп крови - 47,2%. Эффективность контроля происхождения по локусам трансферрина и альбумина значительно ниже и равна соответственно 20,2% и 18,5%. А использование четырех взятых вмгсте локусов повышает достоверность происхождения до 75,5%. По принятым международным требованиям этот уровень является явно недостаточным и свидетельствует об необходимости включения дополнительных полиморфных систем крови (К, Хк, 6-РОБ) для повышения результативности генетической экспертизы происхождения лошадей этой породы.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ Выводы

1. Стандартбредная рысистая порода характеризуется низкой степенью разнообразия большинства исследуемых локусов. В локусе трансферрина идентифицировано только 7 типов белка, контролируемых четырьмя аллелями В локусе альбумина определено 2 аллеля (АГ, А1В), с выраженным преобладанием аллеля А1а, а в локусе эстеразы - 6 типов фермента, определяемые тремя аллелями (Езр, Ее0, Ее1). В Б-системе групп крови при использовании 10 сывороток-реагентов (а, Ь, с, ё, е, g, £ И, к, т) выявлены 8 аллельных генов, контролирующих 24 генотипа.

2. В генетической структуре стандартбредной рысистой породы преобладают аллели

А1Д, Ее1, Аа<1 и 0СЕга. Характерной особенностью продуцирующего племенного состава является отсутствие аллелей Тх , Тг^ и ВЬсш. Однако в последнее время в связи с активным импортом американских рысаков наблюдается пополнение генофонда новыми аллелями.

3. Сравнительный анализ аллелофонда разводимых в России и зарубежных популяций стандартбредных рысаков подтверждает высокую степень консолидированности и генетической общности лошадей этой породы (до г=0,9742). Наибольшие различия среди исследованных пород лошадей обнаружены между стандартбредной и орловской рысистой породами (г=0,8076).

4. В большинстве заводских популяций стандартбредного рысака наблюдается избыток гетерозигот и отмечается незначительное нарушение генного равновесия по локусам А1, Е8 и Б-системе групп крови, что обусловлено различиями частот отдельных аллелей между жеребцами и матками.

5. При проведении генетического мониторинга установлено, что за три последних десятилетия в структуре аллелофонда американской стаидартбредной породы произошли определенные изменения. В частности, увеличилась частота встречаемости аллелей Т^, А1"\ Б"8"1 у жеребцов и А1 у кобыл, и снизилась концентрация аллелей ТГ, Ее0 и О*1®1"11. При этом динамика изменения частот аллелей у жеребцов-производителей была более выраженной, чем у маток.

6. Оценка динамики генетического разнообразия в аме'риканской стандартбредной породе за последние 30 лет выявила четкую тенденцию снижения степени гетерозиготности и полиморфности исследуемых локусов. При этом во все периоды продуцирования отмечен более высокий уровень гетерогенности маток.

7. При анализе генеалогической структуры была выявлена очень незначительная разница в частотах встречаемости аллелей изученных локусов у представителей линий Воломайта и Скотленда (г=0,9838). Генетическая дифференциация маточных семейств оказалась более высокой, при этом уровень генетического сходства между ними варьировал в пределах 0,8297 - 0,9867 .

8. У стандартбредных рысаков не было выявлено прямой зависимости между уровнем гомозиготности и степенью инбридинга. При этом увеличение степени инбридинга сопровождалось незначительным скачкообразным ростом резвости лошадей.

9. Эффективность контроля происхождения лошадей американской стандартбредной породы по локусам альбумина, трансферрина, эстеразы и Б-системе групп крови составляет только 75,5%, что явно недостаточно для надежной генетической экспертизы

Практические предложения

1. При планировании селекционной работы с американской стандартбредной породой лошадей использовать результаты иммуногенетического маркирования с целью контроля генетического разнообразия и формирования генеалогической структуры.

2. Генетический мониторинг проводить с учетом показателей среднего уровня полиморфности и гетерозиготности исследуемых локусов у жеребцов-производителей и маток. Это позволит прогнозировать изменение генетической структуры породы в следующем поколении.

3. Для повышения эффективности контроля происхождения лошадей американской стандартбредной породы необходимо дополнительно проводить тестирование животных по полиаллельным локусам белков и микросателлитам ДНК.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Храброва Л.А., Гавриличева И.С. Генетическая характеристика маточных семейств американского рысака по полиморфным системам крови//Материалы науч. сессии РСХА «Стратегия развития животноводства - 21 век» и коорд. совещания по н.-и. работе в коневодстве. - Дивово, 2001.-С. 67-68.

2. Гавриличева И.С. Характеристика аллелофонда стандартбредного рысака по полиморфным системам крови//Совр. достижения и проблемы биотехнологии с/х животных. - Дубровицы, 2002.- С. 105-106.

3. Храброва Л.А., Гавриличева И.С. Генетическая характеристика маточных семейств американского рысака по полиморфным системам крови//Совр. достижения и проблемы биотехнологии с/х животных. - Дубровицы, 2002.-С. 173-174.

4. Гавриличева И.С, Храброва Л.А. Влияние селекции на динамику генетической структуры американской стандартбредной породы лошадей//Науч. основы сохранения и совершенствования пород лошадей. - Дивово, 2002.- С. 177-184.

5. Гавриличева И.С. Сравнение генетической структуры отечественной и американской популяции стандартбредного рысака//Проблемы сохранения генофонда, повышения племенных и продуктивных качеств заводских и местных пород лошадей. -Дивово, 2003.-С .36-39.

6. Гавриличева И.С, Храброва Л.А. Влияние инбридинга на уровень гомозиготности лошадей американской стандартбредной породы//Искусственное осеменение лошадей - истоки биотехнологии в животноводстве. - Дивово, 2004. - С. 145-148.

7. Гавриличева И.С. Генетическая дифференциация отечественной и американской популяций стандартбредного рысака//Материалы междунар. научно- практ. конференции молодых ученых и специалистов. Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века. - Рязань, 2004. -С 114-116.

Подписано в печать Формат 60x84 1/16 Печ. л. 1,2 Тираж 100 экз. Заказ № 108

Издат. лицен. ИД 05806 от 10.09.01 Участок печати ВНИИ коневодства Рыбновский район, Рязанская область

f237 59