Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Генетический полиморфизм систем белков и групп крови в ахалтекинской породе лошадей и возможность его использования в селекции

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

Автореферат диссертации по теме "Генетический полиморфизм систем белков и групп крови в ахалтекинской породе лошадей и возможность его использования в селекции"

На правахрукописи

УСТЬЯНЦЕВААнна Валерьевна

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ СИСТЕМ БЕЛКОВ И ГРУПП КРОВИ В АХАЛТЕКИНСКОЙ ПОРОДЕ ЛОШАДЕЙ И ВОЗМОЖНОСТЬ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 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 в ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства

Научный руководитель: кандидат биологических наук,

доцент Рябова Татьяна Николаевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Захаров Виктор Алексеевич

Ведущая организация: ФГОУ ВПО Московская сельскохозяйственная

академия им. К.А. Тимирязева

Защита состоится 18 января 2005 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д006.018.01 при ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства.

А,!фес ВШИ коневодства: 391105 Рязанская обл., Рыбновский р-он, п. Дивово, п/о ВНИИ коневодства

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

Автореферат разослан декабря 2004 года

Ученый секретарь

кандидат сельскохозяйственных наук Зайцев Александр Михайлович

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние десятилетия одной из актуальных задач является повышение эффективности разведения животных малочисленных пород с ограниченным генофондом. Научно-технический прогресс и переход на интенсивное развитие животноводства привел к сужению породного разнообразия и замене локальных пород на узкоспециализированные и более высокопродуктивные. При этом селекция на желательные признаки трансформировала генетическую структуру многих сформировавшихся пород. Практика показала, что локальные породы обладают рядом общих характеристик, выгодно отличающих их от коммерческих пород: высокой адаптивной пластичностью, устойчивостью к заболеваниям, высокой фертильностью, плодовитостью, уникальным качеством продукта, и, как правило, комбинированным сочетанием хозяйственно-ценных признаков. Их утрата является не только потерей объективно бесценного генетического разнообразия, во и сужением генетического потенциала, принципиально ограничивающим возможности селекционной работы в будущем. Поэтому необходимо развитие теоретических основ и совершенствования организационных форм селекции сельскохозяйственных животных и, в первую очередь, сохранения и тщательного изучения генетической структуры аборигенных пород В решении этих задач необходимо использование методов биохимической и молекулярной генетики. Для этого в настоящее время наиболее пригодно генетическое маркирование. Генотипирование животных по антигенам групп крови, электрофоретическим вариантам белков и ДНК-последовательностям является базой генетического мониторинга, который позволяет оценить уровень генетического разнообразия н его изменения в популяциях. Сохранение генетического разнообразия необходимо для обеспечения оптимального доступа к нужным генам и их комплексам, которые в будущем могут быть использованы при получении максимального количества и качества продукции в меняющихся условиях среды. В настоящее время формируется новая методология разведения: на практике добиться равновесия между селекционным эффектом и генетической регрессией, где генетические изменения будут незначительными, сходными с медленным естественным развитием пород в древние века.

Учитывая уникальность и оригинальность одной из малочисленных локальных пород лошадей - ахалтекинской, имеющей ограниченный генофонд, нами были проведены исследования генетической структуры популяции данной породы по полиморфным системам белков и групп крови.

Цель и задачи исследований. Целью проводимых нами исследований был анализ генетической структуры ахалтекинской породы лошадей по локусам полиморфных сывороточных систем белков (трансферрина, альбумина и эстеразы) и системе Б групп крови; изучение влияния селекции на генетическую структуру; изучение эффективности использования генетических маркеров при совершенствовании ахалтекинской породы.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1. Изучить особенности генетической структуры лошадей ахалтекинской породы в статике и динамике по четырем полиморфным локусам: трансферрину, альбумину, эстеразе и системе Б групп крови.

2. Определить влияние селекционного процесса и, в частности, искусственного отбора на генетическую структуру породы.

3. Изучить генетическое разнообразие ахалтекинской породы лошадей.

4. Провести мониторинг в некоторых генеалогических линиях и установить возможности использования аллотипов полиморфных систем в качестве генетических маркеров.

5. Выявить влияние отбора лошадей по отдельным селекционируемым признакам на аллелофонд популяций.

Научная новизна исследований. Впервые проведен генетический мониторинг лошадей ахалтекинской породы на протяжении нескольких периодов.

Выявлено влияние проводимой на протяжении 40-летнего периода селекции по хозяйственно-полезным признакам на генофонд породы.

Изучены особенности аллелофонда внутрипородных структур -генеалогических линий и маточных семейств, а также популяций разных регионов разведения.

Определены возможности использования аллотипов систем белков и Б грунта крови в качестве генетических маркеров при селекции лошадей ахалтекинской порода.

Теоретическая и практическая значимость работы. Исследование генофонда ахалтекинской породы лошадей является частью программы РАО/ИМЕР «Сохранение генофонда животных» и Федеральной программы в России «Сохранение генофонда малочисленных пород сельскохозяйственных животных на 1995-2005 гг.».

Проведенный мониторинг позволяет оценить генетическую ситуацию в породе и в отдельных линиях, сложившуюся к настоящему моменту.

Дополнительное изучение аллелофонда внутрипородных структур покажет генетическую гетерогенность и консолидацию в породе и даст возможность в дальнейшем контролировать и сохранять своеобразие генеалогических структур в породе, а также использовать генетические маркеры в практической селекции лошадей, что должно повысить эффективность классических методов племенной работы.

Исследование влияния селекции по фенотипическим признакам на генетическую структуру популяции поможет в дальнейшем использовать

эффективные методы селекционной работа для совершенствования породы при сохранении генетического разнообразия.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на координационном совещании по коневодству (ВНИИ коневодства, 2004 г.), на ученом совете ВНИИ коневодства (2004 г.).

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 156 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений производству и приложений. Содержит 57 таблиц, 2 схемы и 12 рисунков. Список использованной литературы состоит из 132 источников, в том числе 29 на иностранных языках. По теме диссертации опубликовано 7 статей. Материал диссертации использован при составлении очередной селекционной программы на 2001-2010 г.г.

Материал и методика исследований. Материалом исследований послужило практически все поголовье: лошадей чистокровной ахалтекинской породы с 1960 года рождения по 2000 год, протестированное в лаборатории иммуногенетики ВНИИ коневодства по трансферрину, альбумину, эстеразе, системе Б групп крови. Информация была взята из картотеки ахалтекинской породы, Государственных племенных книг. Всего в обработку включены данные по 5839 лошадям.

Для проведения мониторинга все поголовье распределено на пять периодов с интервалом в 8 лет: 1 период-до 1968 г. р.; 2 период - с 1969 до 1976 г. р.; 3 период - с 1977 до 1984 г. р.; 4 период - с 1985 до 1992 г. р.; 5 период - с 1993 г. р.

Для выяснения влияния искусственного отбора на генофонд, породы в эти же периоды был сделан анализ производящего состава (2943 головы).

Внутрипопуляционную дифференциацию изучали на современных 17 линиях и на 12 наиболее многочисленных и ценных семействах. Кроме того, была изучена эволюция некоторых линий по трем периодам: до 1976 год рождения; с 1977 до 1992 года рождения; с 1993 года рождения.

Межпопуляционная генетическая дифференциация была исследована на поголовье различных регионов разведения, главным образом Туркмении, России, Казахстана и стран дальнего зарубежья: Европы и США, а также Азербайджана, где в настоящее время начало свое развитие ахалтекинское коневодство. В России выделили районы Дагестана и Калмыкии, где генофонд складывался разными путями, и Ставропольский конный завод, характеризующийся элитным производящим составом.

Исследование генофонда проведено параллельно с эволюцией селекционируемых хозяйственно-полезных признаков, в первую очередь: типичность, экстерьер, калибр, а также работоспособность.

Проводился генетический анализ модальных классов лошадей, сгруппированных отдельно по хозяйственно-полезным признакам на три класса: меньше -1а; от -1а до +1а; больше +1а (М-, Мо, М4).

Определение систем белков и групп крови проводили в лаборатории иммуногенетики Института коневодства.

Варианты белков выявляли методом горизонтального электрофореза на крахмальном геле согласно традиционным методикам по Smithies (1955), модифицированных применительно крови лошадей: для определения типов альбумина и трансферрина - в модификации Gahne (1966), эстеразы - Томашевской-Гужкевич (1968). Для определения антигенов группы крови D пользовались методом (реакция гемагглютинации) с помощью моноспецифических сывороток (Da, Db, Dc, Dd, De, Dg, Dh, Dk, Dm), идентифицированых с международными эталонами.

Аллелофонд лошадей оценивали по частотам аллелей и генотипов соответствующих локусов, гомозиготности по аллелям изученных локусов. Помимо этого определяли генное равновесие в популяции, число эффективно действующих аллелей, рассчитывали генетическое сходство и генетическое расстояние между субпопуляциями (поголовье регионов, различных генеалогических линий) и эффективность контроля происхождения. Расчеты этих показателей проводили по общепринятым методам (Е.К. Меркурьева, 1977, В.И.Глазко, 1993, Дубровская Р.М., Стародумов КМ, 1995). Статистический анализ количественных хозяйственных признаков проводился традиционными методами (Е. К. Меркурьева, 1970,П.Ф.Рокицкий, 1973).

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Мониторинг генофонда ахалтекинской породы

Анализ результатов проведенных исследований показал, что у исследуемых лошадей ахалтекинской породы пяти периодов в локусе трансферрина встречается пять кодоминантяых аллельных генов (Tf, Tf, Tf", Ti°, TiR), способных контролировать синтез 15 фенотипов (DD, FF, НН, 00, RR, DF, DH, DO, DR, FH, FO, FR, НО, HR, OR); наиболее распространенными в популяции являются аллели F (0,4886), а также D (0,1676) hR(0,1540), к числу редких аллелей относится Н (0,0694).

В локусе альбумина идентифицировано 2 аллеля детерминируюЕцих 3 фенотипа (АА, АВ, ВВ); при этом частота аллеля А (0,5937) доминирует над аллелем В (0,4063).

В локусе эстеразы определено 3 аллеля (EsF, Es°, Es1), комбинации которых обратутот 6 фенотипов (FF, GG, И, FG, FI, GI). Частоты аллелей в убывающем порядке располагаются следующим образом: I (0,8494)>G (0,1237)>F (0,0269).

Локус системы D групп крови улошадей представлен 7 аллелями (D*1, D6™, D"8"0, D69", D* ЕГ™, D ),

из которых наиболее распространенными в популяции являются cgm (0,3899), dk (0,2155), к числу редких принадлежат аллели ad (0,0118), dghm (0,0363) и cegm (0,0526).

Проведенный статистический анализ по хозяйственно-полезным признакам показал, что селекция в основном велась по сохранению и

улучшению типа и экстерьера при некотором уменьшении в росте (рис. 1). Показателям работоспособности уделялось меньше внимания, особенно резвости и коэффициенту успеха, хотя дистанционность была подвержена незначительным колебаниям.

I I I Ы V В среднем

периоды т1 П0РОДв

•тип — - - экстерьер- -Д- - промеры —— резвость

Рисунок 1. Динамика селекционных признаков по пяти периодам

Селекция, проведенная в течение исследуемых периодов по основным признакам - типу и экстерьеру - шла с изменением генетической структуры породы, особенно в локусе системы Б групп крови (варьирование частот аллелей с§ш, Ьсш) и трансферрина (аллели Б, О) (табл.1). В локусе эстеразы наблюдался направленный отбор аллеля I (в сторону повышения частоты) за счет элиминации Е17. Характер распределения аллелей альбумина колебался незначительно

Степень гомозиготности по четырем вместе взятым локусам в популяции лошадей ахалтекинской породы равен 441,91% (табл.2). Наибольшей гомозиготностью выделяется локус эстеразы, увеличиваясь в периодах от 69,49% до 78,08% и превосходя ожидаемый уровень гомозиготности. А менее гомозиготным локусом является Б система групп крови (по породе - 22,90%), хотя в динамике наблюдается некоторое увеличение гомозиготности, но все же меньшей, чем ожидаемая. В локусах трансферрина и альбумина имелись незначительные изменения уровня гомозиготности. В целом же по 4 локусам до 3 периода шло нарастание гетерозиготности, превышающей ожидаемый уровень, а в дальнейшем - консолидация породы до 46,11% гомозиготности при незначительном отклонении от ожидаемой - 46,30%. Происходит и уменьшение генетического разнообразия с уровня полиморфости 2,36 до 2,16.

Таблица 1

Динамика частот аллелей (в долях единицы) локусов полиморфных систем белков (трансферрина,

локус Всего

I II III IV V

т, п=268 п=55! п=1041 п=1898 п-2081 N=5839

Б 0,203+0,017 0,181+0,012 0,157+0,008 0,161+0,006 0,171+0,006 0,168+0,004

Б 0,494±0,022 0,502+0,015 0,487+0,011 0,484*0,008 0,490+0,008 0,489+0,005

Н 0,075+0,011 0,046+0,006 0.073+0,006 0,066+0,004 0,076+0,004 0,069+0,002

О 0,086+0,012 0,100+0,009 0,125+0,007 0,133+0,006 0,117+0,005 0,120+0,003

Я 0,142+0,015 0,172+0,011 0,159+0.008 0,156+0.006 0,147+0,006 0,154+0,003

А1 п=258 п=543 п=!041 п=!895 n=208I N=5818

А 0,595+0,022 0,613+0,015 0,575+0,011 0,583+0,008 0,607+0,008 0,594+0,005

В 0,405±0,022 0,387+0,015 0,425+0,011 ,0,417+0,008 0,393+0,008 0,406+0,005

Б8 п=162 п=354 п=1032 п=1233 п= 1510 N=4291

Б 0,049+0,012 0,038+0,007 0,024+0,003 0,029+0,003 0,023+0,003 0,02710,002

О 0,151+0,020 0,143+0,013 0,144+0,008 0,116+0,007 0,108+0,006 0,124+0,004

I 0,799+0,022 0,819+0,015 0,832+0,008 0,855+0,007 0,869+0,006 0,849+0,004

Системы Б п=45 п=138 п=496 п=1585 п=1928 N=4192

аа 0,056+0,024 0,022+0,009 0,009*0,003 0,0!2+0,002 0,011+0,002 0,0!2+0,001

Ъеш 0,233+0,045 0,221+0,025 0,177+0,012 0,117+0.006 0,122+0.005 0,131+0,004

ееяш 0,056+0,024 0,044+0,012 0,043+0,007 0,052+0,004 0,056+0,004 0,053+0,002

еяш 0,233+0,045 0,294+0,027 0,303+0,015 0,416+0,009 0,401+0,008 0,390+0,005

ае 0,200+0,042 0,167+0,022 0,169+0,012 0,156+0,006 0,165+0,006 0,163+0,004

dghш 0,022+0,016 0,036+0,011 0,054+0,007 0,033+0,003 0,035+0,003 0,036+0,002

ак 0,200+0,042 0,217+0,025 0,243+0,014 0,214+0,007 0,210+0,007 0,216+0,005

8

Сопоставление фактического числа ГЕНОТИПОВ С ИХ ожидаемыми величинами методом хи-квадрат показало, что популяция исследованных нами лошадей в течении пяти периодов находилась в состоянии генного равновесия в локусах трансферрина и альбумина, тогда как по системе I) групп крови на всем протяжении времени наблюдалось нарушение равновесия. А по аллелям локуса эстеразы популяция ахалтекинских лошадей находится в состоянии неустойчивого равновесия (табл.3).

Таким образом, проведение селекции на протяжении нескольких периодов, направленной на решение задач племенных планов, повлияло на генетическую структуру породы. Так, одной из сановных задач плана племенной работы на 1977-1986 г.г. было расширение генофонда, увеличение численности племенного ядра, что и было достигнуто в ущерб качественному улучшению поголовья: нторой и третий периоды, попавшие под действие данного плана, характеризуются наибольшей гетерозшчотностью и генетической изменчивостью. В следующем племенном плане 1988-1997г.г. генеральной линией было «совершенствование племенных и спортивных качеств ахалтекинских лошадей при сохранении оригинального типа». Решение этих задач привело к консолидация породы и уменьшении генетического разнообразия.

Проведенный генетический анализ производящего состава пята периодов подтвердил влияние искусственного отбора на аллелофонд популяции. При этом, чем больше генетическая изменчивость и разнородность популяции, что создает обширный материал для отбора, тем больше возможностей повысить интенсивность отбора, и, соответственно, эффективнее будет проведена селекция.

Поскольку единственным методом разведения лошадей данной породы является метод чистопородного разведения при обязательном контроле за чистотой происхождения, который осуществляется путем централизованного племенного учета с применением иммуногенетического контроля происхождения, возникла необходимость проверить эффективность иммуногенетического метода при контроле происхождения.

Проведенные исследования (по формуле Джемисона) показали, что наиболее эффективным является система Б групп крови - можно выявить 54,2% ошибок в записях происхождения, а также система трансферрина, по аллелям которой устанавливается 46,6 % ошибок. Эффективность контроля происхождения с использованием локусов альбумина и эстеразы равна 18,3% и 12,7% соответственно. Всего, по четырем вместе взятым локусам, можно определить до 82,6% ошибок.

Таблица 2

Наблюдаемая (Но), ожидаемая (Са) гомозиготность (в %) и уровень полиморфности (в ед.) по аллелям четырех локусов

Периоды Гомозиготность ляции ТТ I лота/ А! ей пяти Е> перио Б дов По 4 локусам Поли-морфн.

I Но 33,21 46,12 70,99 26,67 44,25 2,36

Са 31,89 51,80 66,43 19,56 42,42

II Но 30,85 51,75 69,49 18,84 42,73 2,27

Са 32,60 52,57 69,29 21,37 43,96

III Но 27,86 50,62 69,67 18,95 41,78 2,29

'Са 30,75 51,14 71,34 21,62 43,71

IV Но 31,35 51,08 77,37 23,97 45,94 2,19

Са 30,67 51,39 74,51 26,11 45,67

V Но 30,23 52,91 78,08 23,24 46,11 2,16

Са 30,99 52,29 76,77 25,16 46,30

Но 30,37 51,50 74,88 22,90 44,91 2,21

Са 30,99 51,75 73,74 24,64 45,28

Таблица 3

Генное равновесие по локусам трансферрина, альбумина, эстеразы

и системы Периоды и групп Показатель крови в популяции лошадей пяти периодов Локус

тт А1 Ее Система Б

10 1 2 11

I 2 14,23 3,58 7,38 24,37

- <0,1 <0,025 <0,025

10 1 1 15

II 16,88 0,16 6,58 33,21

Р <0,1 - <0,025 <0,005

10 1 2 17

III 11,99 0,11 4,65 41,20

р - - <0,1 <0,005

10 1 2 18

IV 3,45 0,08 33,41 45,20

р - - <0,005 <0,005

10 1 3 18

V 7,07 0,35 7,70 36,31

Р - - <0,1 <0,01

Внутрипопуляционная дифференциация лошадей ахалтекинской породы

Разнообразие генофонда в такой небольшой породе, каковой в настоящее время считается ахалтекинская, сохраняется благодаря в основном поддержанию многолинейной структуры породы. Ведение линий и семейств под иммуногенетическим контролем повышает

эффективность селекции и дает новые возможности для консолидации линейных животных.

Анализ генетической структуры и хозяйстиенно-полезных признаков 17 линий представлен на графике (рис. 2) и в таблицах 4-5.

Различия между показателями селекционируемых признаков достоверны с уровнем вероятности 99,9%. (табл.4). Наиболее «типичной» линией в породе является линия Посмана, а также линия Гелишикли. По работоспособности выделяются линии Карлавача, Араба, Еля и Кир Сакара.

Генетический анализ по маркерным генам современной генеалогической структуры ахалтекинской породы показал, что представители всех исследованных нами генеалогических линий имеют свои характерные особенности. Своеобразным аллелофондом выделяются линии Топорбая (высокой частотой аллелей ТЛ А1В), Ак Белека (ТР, А1в, О"8"1), Дор Байрама 0?", В^рдь Телеке (Е>се8ш), Сере (А1а, Ев0), Ак Сакала (Т? , А1 ), Гелишикли (Г)"1). Отсутствие аллеля Б"1 наблюдается в линиях Ак Белека, Перена, Посмана, Топорбая и Эверды Телеке.

Расчет гомозиготности выявил (табл.5), что наибольшая степень гомозиготности наблюдается в локусе эстеразы (максимально в л. Эверды Телеке-86,32%). Наименьший уровень гомозиготности наблюдается в системах трансферрина (21,97% в л. Каплана) и Б групп крови (11,63% в л. Эверды Телеке). В целом (по 4 локусам) по линиям фактический уровень гомозиготности, с колебаниями 40,50% (л. Дор Байрама) - 50,04% (л. Ак Белека). Уровень полиморфности показывает, что наибольшей генетической изменчивостью обладает линия Дор Байрама (2,34 эффективно действующих аллелей), линия Скака (2,30), поэтому проведение дальнейшей селекции с этими линиями может дать значительные результаты, в отличие от линий Ак Белека, Топорбая, Перена, характеризующиеся большой консолидацией и наименьшей наследственной изменчивостью (1,86; 1,89 и 1,97 соответственно). Поэтому в работе с данными линиями желательно оботатить генофонд за счет удачных сочетаний с представителями других линий (использовать кроссы линий).

На основании данных о распределении частот по четырем изучаемым локусам полиморфных сывороточных белков и групп крови были рассчитаны коэффициенты генетического сходства между разными линиями в ахалтекинской породе, разброс которых составил 0,8327 - 0,9934. Наиболее близкое распределение частот аллелей к среднему по породе выявлено в линиях Еля, Факирпельвана, Гелишикли, Араба, Скака и Перена. Из породы выделяется линия Ак Белека (1=0,9222), которая берет свое начало от чистокровного верхового жеребца.

1аблица 4

Показатели признаков разных линий ахалтекинской породы

лошадей

Показатель

Кир Сахар

Кап-

лака

Араба

Эверды телеке

Скака

Иере-на

Топор-бая

Карла-

ВаЧа

Еля

Меле

Кущи

Сере

Пос- Гели-мана шикли

Факир пельвана

Баир.

Ак Сак.

Ак Бел.

Тип, баллы

М

7,00

7,38

7,02

7,30

7,10

7,24 7,25 6,77 7,08 7,13 7,28

7,73

7,47

7,08

7,25

7,43

7,19

0,026

0,031

0.038

0,058

0,046

0,040

0,068

0,038

0,029

0,062

0,036

0,051

0,020

0,038

0,062

0,051

0,084

554

445

382

132

217

342

97

366

559

70

258

113

847

342

76

130

35

Экстерьер, баллы

М

7,41

7,45

7,44

7,40

7,08

7,47 736 737 7т50 7,47 7,55

7,77

7,69

739 7,09

7,48

7,56

0,026

0,027

0,031

0,050

0,048

0,032

0,045

0.033

0,025

0,066

0,033

0,040

0,017

0,033

0,089

0,053 0,079

554

445

382

132

217

342

97

366

559

70

258 113

847

342

76

130 35

Промеры, баллы

М

739

7,69

8,48

739

733

7,41

7,72

7,71

7,61

7,54-

7,74

6,69

7,91

7,63

7,66

6,83

7,43

0,099

0,088

0,105

0,190

0,122

0,121

0,205

0,107

0,086

0,246

0,128

0,238

0,074

0,125

0,182

0,182

0,364

154

142

139

54

102

112

30

125

195

22

80

18

279

108

38

49

10

Резвость, сек.

М

14,27

14,41

14,18

14,51

14,41

14,38

14,43

14,14

14,24

14,34

14,61

14,37

14,38

14,38

14,16

14,37

14,46

III

0,030

0,044

0,047

0,063

0,083

0,052

0,117

0,037

0,035

0,078

0.081

0,101

0,039

0,042

0,103

0,088

0,128

364

254

180

96

104

184

37

248

323

50

97

59

390

175

23

66

25

Дистаywbнность, м

М

1595,8

1510,7

1460,6

1467,0

1326,3

1422,4 1226,9 1565,7 1540,01516,21534,1

1324,1

14863

1556,2

1341,1

1466,6

1481,1

32,95

46,05

33,42

52,43

48,55

34,45

43,21

36,20

27,81

86,27

67,50

72,30

28,89

42,83

85,90

64,28

111,13

153

126

83

54

47

102

12

112

160

25

45

15

161

76

8

30

13

Коэффициент успеха, доли единицы

М

0312

0,298

0,347

0,273

0,233

0,289

0,291

0344

И! 0о18

0,269

0,273

0313

0309

0,264

0,230

0Д98

0.008

0,009

0.014

0.016

0.015

0.013

0,028

0.009

0,020

0,023

0,010

0,013

0,028

0,019

0,025

N

364

254

170

96

96

184

37

248

323

50

86

59

388

175

23

66

25

т

N

т

N

т

N

N

т

N

т

Рисунок 2. Частота аллелей системы D групп крови разных линий в ахалтекинской породе лошадей

Таблица 5

Наблюдаемая (Но), ожидаемая (Са) гомозигогаосгь (в %) и уровень полиморфное! и (№) (в ед.) в локусах

Линии п Но Са №

Кир Сакара 612 45,99 46,13 2,17

Каплана 519 43,62 44,95 2,22

Араба 451 43,12 44,71 2,24

Эверды Телеке 136 44,52 47,90 2,09

Скака 265 43,36 43,55 2,30

Перена 370 47,01 50,68 1,97

Топорбая 115 46,80 52,86 1,89

Карлавача 412 44,89 46,15 2,17

Еля 604 46,75 48,29 2,07

Меле Куша 84 47,05 47,80 2,09

Сере 303 43,92 47,64 2,10

Посмана 128 42,11 48,11 2,08

Гелишикли 953 45,29 45,33 2,21

Факирпельвана 386 45,00 46,12 2,17

Дор Байрама 82 40,50 42,71 2,34

Ак Сакала 140 46,47 49,69 2,01

Ак Белека 36 50,04 53,77 1,86

Анализ генетической структуры различных семейств выявил, что семейства обладают особенностями аллелофонда, но при этом наблюдается большая полиморфность и меньшая гетерогенность, чем в линиях. Это подтверждает (как и по результатам анализа количественных селекционных признаков), что в селекционной работе семействам уделяют меньшее внимание, чем линиям.

Межпопуляцнонная дифференциация лошадей Анализ межпопуляционной дифференциации проводили на популяциях лошадей, разводимых в разных регионах, характеризующихся наибольшем поголовьем лошадей - Туркмении, России, Казахстане, Европе, США и Азербайджане. Из России выделили Калмыкию, Дагестан и Ставропольский конный завод.

Значительными особенностями генофонда выделяются популяции Дальнего Зарубежья (высокая встречаемость аллелей ТР, Г)0®"1, а европейская и Ее1', О'4). Попутация США состоит из малого числа генотипов, имеет малое число эффективных аллелей (1,99), и, соответственно, характеризуется наименьшей генетической изменчивостью. Своеобразным аллелофондом обладает немногочисленная отобранная попутация Азербайджана: относительно широко распространены редкие аллели ТР. Ее0, а Е)"1 и 0<*81,т - не выявлены, и обладает значительной наследственной изменчивостью

(уровень полиморфности 2,37). Ставрогаш-ский конный завод выделяется высокой частотой А1а и Б""1. Остальные популяции регионов не имеют существенных отличий.

Высокий уровень генетического сходства (0,9562 - 0,9968 между регионами; 0,9821 - 0,9976 в сравнении с породой), который значительно выше, чем между линиями, вероятно, связан с тем, что популяции разных стран состоят, в конечном счете, из потомков лошадей, вывезенных в то или иное время из Туркмении. Проведенный кластерный анализ (рис. 3) показывает картину, близко совпадающую с исторически сложившейся.

Рисунок 3

Дендрограмма субпопуляций ахалтекинских лошадей разных регионов

Анализ генетической структуры и мониторинг аллелофонда некоторых линий в ахалтекинской породе лошадей

Наиболее интересным и практичным было проведение мониторинга и анализ отдельно выбранных линий. Исследования велись в разветвленных и многочисленных лиаиях, таких как линии Кир Сакара, Гелишикли, Скака, а также линии Араба и Еля, из которой выделяется новая линия Совхоза 2-го.

Проведенный анализ показал, что прогресс линий по селекционным признакам шел, соответствуя общей тенденции по породе: в сторону улучшения типа и экстерьера при уменьшении массивности и показателей работоспособности. Одновременно наблюдались значительные изменения в генетической структуре линий, особенно в локусах трансферрина и системы Б групп крови. Направленная селекция по двум признакам привела к большей консолидации изучаемых линий. Начало племенной работы с линиями характеризовалось обогащением их генофондов, но в дальнейшем наблюдалось сужение генетической изменчивости. Лишь генофонд линии Гелишикли остался на относительно высоком уровне

генетического разнообразия (уровень полиморфное™ 2,24), скорее всего это связано с широкой сочетаемостью этой линии с другими.

Анализируя аллелофонды основных продолжателей линий, выявили возможность идентификации определенных аллелей локусов трансферрина и системы Б групп крови (у некоторых и в локусе альбумина) потомков производителей с одноименными аллелями жеребцов.

Таблица 6

Частота аллелей локусов трансферрина, альбумина и эстеразы и системы Р групп крови у лошадей линии Кир Сакара

Локус

В среднем

полинии

втч потомки

Дерби 2

Кирса-кара2

Кервена

Б

0,198

0,419

0Д80

0,113

0,453

0,419

0,299

0,476

0,062

0,027

0,051

0,031

0,152

0,061

0,158

0,264

0,135

0,074

0,212

0,116

А

0,622

0,811

0,618

0,656

0,378

0,189

0382

0344

0,017

0,029

0,013

0,021

Ей

0,161

0,049

0,209

0,195

0,822

0,922

0,778

0,784

аа

0,004

0,000

0,006

0,003

Ьеш

0,185

0,083

0,093

0,282

ее{?ш

0,046

0,017

0,056

0,055

Система Б

_С§ш_ ае

а^ш ак

0,512 0,078 0,043 0,132

0,667 0,058 0,025 0,150

0,512 0,123 0,006 0,204

0,457 0,065 0,046 0,092

Б

Н

О

Я

а

В

Б

О

I

Так, анализируя генетическую структуру потомков разных жеребцов линии Кир Сакара (табл. 6), находим некоторое своеобразие по частотам аллелей полиморфных локусов. Потомки Дерби 2 отличаются высокой встречаемостью аллелей ТГ (0,419), А1А (0,811), Ее1 (0,922) ирт (0,667) по сравнению со средними значениями по линии (0,198; 0,622; 0,822; 0,512 соответственно), а также отсутствием аллеля группы крови Б - аа. Что инте1)есно заметить у самого Дерби 2-го в локусах трансферрина, альбумина и эстеразы были определены аллели, контролирующие фенотипы: ТТ БЯ, А1 АА, Ей II, а в локусе системы Б групп крови выявили антигены Бс и Ба. Но среди потомков Кирсакара 2-го, у которого идентифицировали аналогичный фенотип по трем локусам (ТТ БЫ, А1 АА, Ее II), наблюдается иной характер распределения аллелей: выделяются высокой частотой аллели Т^ (0,280) Т^ (0,212), (0Д09), а также П<11с (0,204). У потомков Кервена (ПОЯ, А1АВ, Ее II, БЬст-Ьст) более распространенными аллелями являются ТР (0,264) И О1**" (0,282). А потомим Комека, у которого путем семейного анализа определили

аллели

TÍ И А1в, характеризуются

высокой частотой

TÍ (0,582), Tf"

(0,218), А1В (0,446), О08" (0,615).

В линии Гелишикли, ветвь Юлдуза, был проведен детальный анализ передачи аллелей - родоначальника потомкам. При этом прослеживается наследование аллеля Б45, определенного путем семейного анализа, до третьего поколения у 6 производителей из 19. Поскольку Юлдуз гетерозиготен по локусу трансферрина, то анализировали передачу обоих аллелей. Трое из пяти продолжателей несут аллель Т^, двое - Т1°. Во втором поколении выявлено лишь 4 жеребца, несущие аллель родоначальника и один с Благодаря гомозиготному состоянию локуса альбумина - АА - передача, аллеля А от Юлдуза к потомкам прослеживается до второго поколения - у 10 жеребцов из 24. По этим данным можно сказать, что в качестве генетических маркеров наиболее удобно использовать аллели системы D групп крови, т.е. того локуса, в котором выявлено больше аллелей с приблизительно равной частотой.

Генетическое маркирование по аллелям полиморфных систем в селекции базируется на явлении сопряженного действия генов. Если аллели групп крови и полиморфных белков находится в сцепленном состоянии с блоком аддитивных генов родоначальника, то существует реальная возможность контролировать наследование генов родоначальника в смежных поколениях и с высокой вероятностью ожидать максимального проявления у животных селекционируемых признаков. Был проведен статистический анализ селекционных признаков в ряде лошадей, несущих маркерные гены. В результате была определена достоверная разница (В=95%) в оценке тала между группами животных с аллелем Т/ (7,69 балла) и не имеющих его (7,43), а также между лошадьми с этим аллелем и с аллелем 'ГР (7,15). Потомки Юлдуза, несущие маркерные аллели Т^ И Т^, достоверно (В=99%) обладают более высокими резвостными способностями (14,15 и 14,03 сек. соответственно), чем лошади, у которых маркерные аллели в локусе трансферрина не выявлены (14,46 и 14,42 сек.) (табл. 7).

Таблица 7

Характеристика потомков Юлдуза, несущих разные аллели трансферрина. по селекционным признакам

Показатель

Tf"

Не несущие Tf

Tf

Не несущие Tf6

М

N

ш

0,105

39

Тип, баллы

7,43

0,036

162

7,15

0,180

13

7,51

0,036

188

М

N

14,15

0,083 26

Резвость, сек 14,46 0,086 65

14,03

0,125 11

14,42

0,070 80

Уровень генетического сходства между потомством продолжателей линий, в основном, был ниже по сравнению с линией и породой в целом. Так, в линии Скака генетическое сходство и расстояние представлены в таблице 8.

Таблица 8

Генетические взаимоотношения между потомством

продолжателей линии Скака

Арсенала Сапера Сигнала Стрелка л. Скака Порода

Арсенала 0,0561 0,1214 0,2307 0,0213 0,0375

Сапера 0,9454 0,1965 0,1835 0,0450 0,0769

Сигнала 0,8857 0,8216 0,1651 0,0754 0,0758

Спрелка 0,7940 0,8324 0,8478 0,1089 0,0915

л. Скака 0,9789 0,9560 0,9274 0,8968 0,0079

Порода 0,9632 0,9260 0,9270 0,9126 0,9921

Примечание: выше диагонали - генетические дистанции

ниже диагонали - генетическое сходство Генетический анализ групп лошадей, классифицированных по модальным классам селекционных признаков

Анализ аллелофонда различных групп, классифицируемых отдельно по селекционным признакам на три модальных класса (табл. 9), выявил действие отбора по отдельным признакам на генетическую структуру популяции- Вероятно, это связано с явлением сопряженного действия генов. Так, наиболее достоверным (99%) было изменение частоты аллеля альбумина А при отборе по типу и экстерьеру; аллеля трансферрина Н и аллеля системы Б групп крови Ьсш при отборе по работоспособности. Оптимальный уровень гомозиготности наблюдается у модального класса по всем селекционным признакам. Популяция лошадей с ярко выраженным типом и правильным экстерьером более консолидирована и однородна, когда как популяция лошадей, отличающихся высокой работоспособностью, обладает большей гетерозиготностью, особенно в локусе системы Б групп крови.

Границы модальны X классов селекцио нных приз Таблица 9 аков

Показатель Тип, баллы Экстерьер, баллы Промеры, баллы Резвость, сек. Дистан-ционность, м Коэф успеха, доли ед

N 5229 522& 1995 2785 1635 2754

М 7,20 7,48 7,72 14,34 1503,3 0,308

т ±0,010 ±0,009 ±0,031 ±0,013 ±11,17 ±0,003

0,69 0,60 1,25 0,68 390,8 0,168

N1 .-6,51 -6,83 -6,47 15,03- -1112,5 -0,140

МГ 6,52 -7,89 6,89 -8,07 6,48 -8,97 15,02 -13,67 1112,6 -1894,1 0,141 -0,476

7,90- 8,08- 8,98- -13,66 1894,2- 0,477-

выводы

1. Популяция лошадей ахалтекинской породы имеет некоторые особенности генетической структуры. В отличие от многих заводских пород обладает широкой наследственной изменчивостью. В изученных нами локусах полиморфных систем белков и Б группы крови было выявлено 17 аллелей, встречающихся в других породах. Степень гомозиготности изучаемой популяции оказалась довольно низкой -44,91%. Уровень полиморфности популяции но четырем изученным локусам составляет 2,21 эффективно действующих аллелей.

2. Селекционная работа, проводимая в породе на протяжении 40-летнего периода, оказала заметное влияние на генетическую структуру лошадей ахалтекинской породы и их генотипическую изменчивость. К настоящему моменту под действием племенной работы произошла консолидация породы до уровня гомозиготности 46,11%, и некоторое сужение генетической изменчивости до уровня полиморфности 2,16.

3. Результаты данной работы показывают возможность проведения более интенсивной и эффективной селекции при значительном генетическом разнообразии и широком спектре наследственной изменчивости.

4. Анализ меж- и внутрипопуляционной дифференциации позволил нам установить наличие межгрупповых различий по частотам отдельных аллелей и уровню консолидации. При этом большей гетерогенностью обладают внутрипопуляционные единицы, которые в большей степени подвергаются селекционному процессу - в данной породе это генеалогические линии.

5. Исследования аллелофонда потомства отдельных жеребцов-производителей показывают возможность идеитификации у приплода аналогичных аллелей в локусах трансферрина и системы Б групп крови, а у некоторых и в локусе альбумина. Что позволяет соответственно маркировать группу животных, которые в свою очередь обладают характерными для них ценными признаками. Потомки Юлдуза линии Гелишикли, несущие маркерный аллель Т^ характеризуются более выраженным типом породы. А потомки Совхоза 2-го линии Еля, имеющие в своем генотипе аллель Совхоза 2-го ТГ, отличаются хорошими дистанционными способностями.

6. Анализ аллелофонда различных групп лошадей выявил влияние отбора по отдельным селекционируемым признакам на генетическую структуру популяции.

7. У лошадей со средними показателями признаков наблюдается оптимальный уровень гомозиготности. Группа лошадей с ярко выраженным типом и правильным экстерьером более консолидирована и однородна, когда как лошади, от.тичающиеся высокой работоспособностью, характеризуются большей гетерозиготностью.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. В целях контроля уровня генетической изменчивости и консолидации необходимо периодически проводить генетический мониторинг с использованием иммуногенетических тестов полиморфных белков и групп крови.

2. В целах контроля за передачей генетической информации от родоначальника линий к ее продолжателям необходимо следить за передачей характерных для родоначальника аллелей.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Устьянцева А. В. Особенности скаковой работоспособности ахалтекинских лошадей// Журнал «Ахал-Теке Информ».-№ 1-2.-2000.-С.4849.

2. Устьянцева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская P.M. Мониторинг аллело фонда трансферрина крови у ахалтекинских лошадей// Сборник науч. трудов «Научные основы сохранения и совершенствования пород лошадей».- Дивово.-2002,- С. 255-265.

3. Устьянцева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская Р.М. Взаимосвязь типа ахалтекинских лошадей с локусом трансферрина// Сборник науч. трудов «Научные основы сохранения и совершенствования пород лошадей».-Дивово.-2002.- С. 265-274.

4. Устьявдева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская Р.М. Особенности аллелофонда популяции лошадей ахалтекинской породы пяти поколений// Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века».- Рязань.-2004.-С. 147-149.

5. Устьянцева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская P.M. Внутрнпопуляционная дифференциация лошадей ахалтекинской породы по полиморфным белкам и эритроцитарным антигенам// Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки XXI века».- Рязань.-2004.-С. 149-151.

6. Устьянцева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская Р.М. Влияние селекционного процесса на аллелофонд лошадей ахалтекинской породы // Материалы Межвузовской научно-практической конференции молодых ученых.- Ижевск.-2004.

7. Устьянцева А.В., Рябова Т.Н., Дубровская Р.М. Межпопуляционная дифференциация лошадей ахалтекинской породы по полиморфным белкам и эритроцитарным антигенам// Материалы Межвузовской научно-практической конференции молодых ученых.- Ижевск.-2004.

Подписано в печать 16.12.2004г. Формат 60x84 1/16 Печ.л. 1,25 Тираж 100 экз. Заказ № 116

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